ADC平均值及最小值與食管癌病理特點的相關性分析

陳偉, 王亞婷, 周海飛, 柏根基

食管癌是我國消化系統常見惡性腫瘤，發病率較高[1]。食管癌的病理類型及分化程度對于臨床治療方法的選擇及預后至關重要[2]，傳統影像學檢查對食管癌病理分級的判斷有一定局限性。擴散加權成像(diffusion-weighted imaging,DWI)可從分子水平上觀察組織病理改變，表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值可一定程度上反映腫瘤的病理類型及分化程度[3-5]，由于腫瘤的異質性，病灶中ADC值越小越能代表腫瘤細胞的密集程度，有研究認為ADC最小值(ADC minimum,ADCmin)可作為判斷腫瘤病理分級及惡性程度的客觀指標[6]。本文回顧性分析70例食管癌患者的MRI資料，探討ADC平均值(ADC mean，ADCmean)及ADCmin值在預測食管癌病理類型及分化程度中的價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集本院2014年8月-2018年8月經病理證實的食管癌患者70例，其中男50例，女20例，年齡50～90歲，平均(71.53±9.14)歲。70例食管癌患者中鱗癌61例，腺癌9例，病灶位于胸上段20例，胸中段27例，胸下段23例。病理分級：低分化者28例，中分化者22例，高分化者20例。所有患者均行MRI平掃及DWI掃描，檢查后一周行手術治療或內鏡下取得病理結果，術前均未行放、化療。

2.檢查方法

MRI檢查采用Siemens Avanto 1.5T超導型MR成像系統，腹部相控陣表面線圈，患者屏氣掃描全胸部。常規序列及掃描參數：HASTE T1WI軸面，TR 700 ms,TE 28.0 ms,層厚5 mm，層間隔1 mm，激勵次數1，視野350 mm×350 mm～400 mm×400 mm,矩陣128×128；抑脂TSE T2WI軸面，TR 409.20 ms,TE 1.29 ms,層厚5 mm，層間隔1 mm，激勵次數1，視野350 mm×350 mm～400 mm×400 mm,矩陣128×128；DWI，TR 5100 ms,TE 72 ms,層厚4 mm，層間隔1 mm，激勵次數1，視野350 mm×350 mm～400 mm×400 mm,矩陣128×128，b值取0、700 s/mm2，同時生成ADC圖。

3.DWI圖像處理及數據測量

由2位副高以上高年資MRI診斷醫師對腫瘤進行診斷及定位。感興趣區(region of interest，ROI)選?。航Y合T1WI、T2WI圖像上腫瘤的范圍及形態，在ADC圖上不規則邊緣劃線，圈入全部病變區，選取的ROI面積≥50 mm2，分別測量目標病灶的ADCmean值及ADCmin值。ADCmean值的測量：每個層面選取1個ROI，記錄病灶所在每一層面ADC值后取其平均值；ADCmin值的測量：記錄病灶所在每一層面ROI的最小ADC值后取其平均值，若病灶大小不足3個層面，取3個不同部位分別測量并取其平均值。

4.統計學分析

結 果

1.食管癌的MRI表現

食管癌的典型MRI表現為軸面T1WI上可見以管壁為中心的非對稱性增厚，管腔不規則狹窄，T2WI上環形高信號的黏膜線破壞中斷；病變于DWI圖像上呈明顯不均質高信號，ADC圖上呈低信號(圖1、2)。

2.不同病理類型食管癌的ADCmean及ADCmin值比較

61例鱗癌的ADCmean值為(1.52±0.30)×10-3mm2/s，9例腺癌的ADCmean值為(1.41±0.26)×10-3mm2/s，兩者差異無統計學意義(t=1.026,P=0.309>0.05)；61例鱗癌的ADCmin為(1.33±0.29)×10-3mm2/s，9例腺癌的ADCmin值為(1.21±0.28)×10-3mm2/s，兩者差異無統計學意義(t=1.082,P=0.283>0.05，表1)，提示食管癌病灶的ADCmean及ADCmin值與病理組織類型無關。

圖1 食管上段低分化鱗癌患者，男，68歲。a) T1WI示食管上段管壁明顯不規則增厚，呈等信號，管腔狹窄；b) T2WI示病灶呈稍高信號，正常高信號食管黏膜線中斷；c)DWI示病灶呈明顯不均質高信號；d) ADC圖示病灶呈低信號。圖2 食管下段中分化腺癌患者，男，67歲。a) T1WI示食管下段管壁明顯不規則增厚并形成軟組織腫塊,呈等信號；b) T2WI示病灶呈不均勻稍高信號，正常高信號食管黏膜線中斷; c)DWI示病灶呈明顯高信號；d) ADC圖示病灶呈低信號。

表2 不同病理分級食管癌的ADCmean及ADCmin值比較

注：兩兩比較采用LSD法。

表1 不同病理類型食管癌的ADCmean及ADCmin值比較

3.不同病理分級食管癌之間的ADCmean及ADCmin值比較

本組食管癌患者中，低分化28例，中分化22例，高分化20例，低、中、高分化食管癌的ADCmean值分別為(1.28±0.14)×10-3mm2/s、(1.48±0.16)×10-3mm2/s、(1.84±0.26)×10-3mm2/s；組內兩兩比較，低分化與中分化、中分化與高分化、低分化與高分化之間的ADCmean值差異均有統計學意義(P值均<0.05)。低、中、高分化食管癌的ADCmin值分別為(1.10±0.14)×10-3mm2/s、(1.30±0.16)×10-3mm2/s、(1.63±0.27)×10-3mm2/s；組內兩兩比較，低分化與中分化、中分化與高分化、低分化與高分化之間的ADCmin值差異均有統計學意義(P值均<0.05，表2)。

4.ADCmean及ADCmin值與食管癌病理分級的相關性分析

食管癌病灶ADCmean及ADCmin值與病理分級均呈正相關(rs=0.801,P=0.000；rs=0.814，P=0.000)，即隨著食管癌分化程度下降，ADCmean值呈下降趨勢。

5.ADCmean及ADCmin值鑒別診斷食管癌病理分級的ROC曲線

ROC曲線分析結果顯示，在鑒別診斷低分化與中高分化食管癌方面， ADCmean值的曲線下面積(area under curve，AUC)為0.903，而 ADCmin值的AUC為0.924，故ADCmin值在鑒別食管癌分化程度方面具有較高的診斷效能；以ADCmin≤1.245×10-3mm2/s為閾值診斷低分化食管癌的敏感度為88.1%，特異度為92.9%(圖3)。

圖3 ADCmean值、ADCmin值鑒別診斷食管癌病理分級的ROC曲線圖。

討 論

食管癌以鱗狀細胞癌多見，腺癌少見，術前準確預測食管癌的病理分級對臨床治療方案的選擇及預后評估有重要意義。ADC值是DWI的一個客觀定量指標，本研究結果顯示，食管鱗癌與腺癌間ADCmean及ADCmin值的差異均無統計學意義(P值均>0.05)，提示食管癌病灶的ADCmean及ADCmin值與病理組織類型無關。

病理上食管癌分化程度越差，腫瘤細胞越大且排列越緊密，腫瘤組織水分子自由擴散能力越差，ADC值越低，即理論上食管癌分化程度不同，ADC值也不同。有研究表明，食管癌的ADC值與腫瘤細胞密度呈負相關[7]。陳偉等[8]研究發現，ADC值能夠在一定程度上反映腫瘤的分化程度，以ADC值≤1.72×10-3mm2/s為閾值診斷低分化食管癌的敏感度為85.7%，特異度為82.4%。本研究結果顯示，高分化食管癌的ADCmean及ADCmin值均高于中、低分化食管癌，且差異均有統計學意義(P值均<0.05)，提示中、低分化食管癌細胞增殖快，腫瘤細胞密度大，水分子自由擴散受限，從而導致ADC值減低。本研究還發現食管癌病變的ADCmean及ADCmin值與病理分級均呈高度正相關性(rs=0.801,P=0.000；rs=0.814，P=0.000)，即隨著ADCmean及ADCmin值減低，其病理分化程度降低，提示ADCmean及ADCmin值在術前預測食管癌病理分級方面有重要的臨床應用價值。

然而，由于腫瘤的異質性，腫瘤平均ADC值可能不能真實反映腫瘤的惡性程度及生物學行為。Nasu等[9]研究認為，腫瘤細胞的病理分級主要取決于組織結構異型性和細胞異型性，DWI只能顯示細胞外水分子的自由擴散能力，而腫瘤細胞異型性主要受細胞核漿比的影響，通過測量平均ADC值所獲得的腫瘤細胞病理分級的信息是片面的。理論上，腫瘤細胞密度增高可導致 ADC 值下降，但腫瘤組織內部受血流和微循環灌注等因素的影響可產生偽擴散效應，從而導致 ADC值增高[10]。因此，把平均 ADC 值作為判斷食管癌病理分級參數的價值有待進一步研究。近年來，相關研究認為局部 ADC值及病灶平均ADC值對預測腫瘤病理特征存在一定的局限性，而最小ADC值能夠更為準確地反映腫瘤內部病理分化程度的差異性[11，12]。最小ADC值能夠反映腫瘤組織增殖最活躍、細胞最密集的區域，代表腫瘤最有效的成分，因此能夠有效評估腫瘤的惡性程度[13]。王亞婷等[14]研究認為，肝腫瘤ADCmin值在術前預測腫瘤病理分級方面的價值優于ADCmean值。張坤等[15]研究認為，HCC的最小ADC值與腫瘤病理分級呈負相關，最小ADC值的測量有助于術前準確判斷腫瘤病理分級。有研究發現[16，17]，最小ADC值與膠質瘤、乳腺癌等腫瘤的病理分級呈負相關性。由于腫瘤分化程度具有不均質性，同一腫瘤內可能存在不同分化級別的區域，只有腫瘤細胞增殖最活躍的區域才能真正反映該腫瘤的惡性程度及生物學行為，術前準確分級對于腫瘤預后及臨床治療方案的制定具有重要意義。本研究結果顯示，在鑒別低分化與中高分化食管癌方面，ADCmean值的曲線下面積(AUC)為0.903，而ADCmin值的曲線下面積(AUC)為0.924，故ADCmin值在鑒別食管癌分化程度方面具有較高的診斷效能。以ADCmin值≤1.245×10-3mm2/s為閾值診斷低分化食管癌的敏感度為88.1%，特異度為92.9%。因此，通過測量食管癌病灶的ADCmin值可準確評估腫瘤病理分級，對臨床治療方法的選擇及腫瘤預后評估具有重要意義。

本研究存在一定的局限性：①樣本量較小，不同病理級別的病例數分布不均勻，可能對結果產生一定偏倚；②ADC值的測量受ROI的選擇和面積大小的影響，可能存在一定的測量誤差；③本研究中DWI檢查采用單b值，ADC值的測量易受組織微循環灌注影響，未來筆者將采用體素內不相干運動研究ADC值在食管癌病理分級中的應用價值。

綜上所述，食管癌ADCmin值與腫瘤病理分級呈正相關，術前通過測量食管癌病灶的ADCmin值可準確評估腫瘤病理分級，有助于臨床治療方案的制定及腫瘤預后評估。