MR高分辨T2WI聯合IVIM對直腸癌壁外血管侵犯的預測價值

傅愛燕，段書峰，馮峰，尹海兵

南通市腫瘤醫院，江蘇南通 226361

直腸癌在所有癌癥病死率中占據第四位，且近年來在我國呈上升趨勢[1]。手術切除是治療直腸癌的首選治療方式，但復發率高，部分學者發現除T分期外，壁外血管侵犯(EMVI)亦是引起不良預后的因素之一[2]，被認為是腫瘤局部復發、淋巴結轉移和遠處轉移的重要因素[3～5]。MRI是目前檢測直腸癌EMVI比較可靠的影像手段之一[6]，但相關研究多在于高分辨T2WI(HR-T2WI)，其診斷敏感性較低，且一致性(28%～86%)差異大[5～9]?；隗w素內不相干運動(IVIM)是由多個b值的DWI擬合而成的雙指數模型DWI，能更準確真實地反映水分子的擴散運動。而IVIM是否對EMVI具有診斷價值，尚未有相關文獻報道。本研究回顧性分析73例直腸癌患者，利用IVIM對直腸癌EMVI進行診斷，探討HR-T2WI聯合IVIM對直腸癌EMVI的預測價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析我院2017年6月～2019年1月收治的73例直腸癌患者，其中男46例、女27例，年齡50～85歲(中位年齡65.5歲)。全部患者MRI檢查前腸鏡檢查取得病理，病灶均在直腸，病理結果均為腺癌，術前均未行放化療。入組標準：直腸癌首診患者；術前2周內行盆腔MRI檢查以及IVIM掃描，且圖像滿足診斷要求；進行手術切除并行病理檢查。排除標準：影像學資料中運動或金屬偽影明顯影響圖像觀察的病例；病理分期為T1或T2期。本研究經倫理委員會批準，并簽署患者知情同意書。

1.2 MRI HR-T2WI、IVIM掃描方法 采用Siemens Magnetom Espree 3.0T超導型MRI掃描儀，8通道相控陣體線圈。檢查前患者適量充盈膀胱。MRI常規掃描包括矢狀面spair-T2WI、冠狀面spair-T2WI及三個方向HR-T2WI掃描、IVIM序列。HR-T2WI掃描參數：橫軸面FSE T2WI，垂直病灶部位掃描：TR 4 000 ms，TE 103 ms，層厚3.0 mm，間隔0 mm，FOV 180 mm，矩陣256×256，激勵次數3；矢狀面FSE T2WI：TR 4 000 ms，TE 103 ms，層厚3.0 mm，間隔0.5 mm，FOV 180 mm，矩陣307×284，激勵次數4；冠狀面FSE T2WI，平行病灶部位掃描：TR 7 500 ms，TE 103 ms，層厚3.0 mm，間隔0.5 mm，FOV 180 mm，矩陣256×320，激勵次數3。IVIM掃描參數：采用單次激發平面回波(SS EPI)序列橫軸面成像，TR 4 900 ms，TE 80 ms，層厚5.0 mm，間隔1.0 mm，FOV 400 mm，矩陣192×128，激勵次數8，b值取0、50、100、150、200、400、600、800、1 000、1 200、1 500 s/mm2。

1.3 圖像處理與分析 由兩位分別具有12年及16年腹部MR診斷經驗的放射科醫師用雙盲法在工作站進行讀片分析，并記錄結果。圖像分為兩組，第1組為無IVIM圖像，僅分析HR-T2WI；第2組為有IVIM圖像，包括HR-T2WI及IVIM圖像。根據四項標準(腫瘤邊緣、腫瘤相對血管位置、血管大小和血管邊界)，使用分級評分系統進行評估[7]。腫塊穿透直腸壁但外輪廓光滑，無鄰近血管，為0分；腫塊穿透直腸壁呈條狀或小結節狀延伸，無鄰近血管，為1分；腫塊穿透直腸壁呈條狀或小結節狀延伸，有鄰近血管，但管徑無增寬，血管腔內未見腫瘤信號，為2分；鄰近血管內見到類似腫瘤的信號，管徑輕度增寬，為3分；鄰近大血管內見到明確的腫瘤信號，血管輪廓明顯不規則或結節狀擴張，為4分。0～2分考慮為EMVI陰性，3～4分為EMVI陽性。

1.4 統計學方法 采用SPSS21.0統計軟件。采用Kappa分析法對兩位閱片者評分一致性進行檢驗，Kappa值<0.40表示一致性較差，0.40～0.75表示一致性一般，>0.75表示一致性良好；采用MedCalc軟件繪制受試者工作特征(ROC)曲線，應用DeLong檢驗比較兩種方法曲線下面積(AUC)；兩種方法的敏感性和陽性預測值比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

根據術后病理結果，73例直腸癌患者中EMVI陽性31例、EMVI陰性42例。

2.1 有無IVIM圖像兩位閱片者的一致性 單獨分析HR-T2WI圖像，兩位閱片者一致性Kappa值為0.798(95%CI：0.722～0.87)。增加IVIM圖像，兩位閱片者一致性Kappa值為0.839(95%CI：0.773～0.906)。增加IVIM圖像后，兩位閱片者診斷直腸癌EMVI一致性增加。

2.2 有無IVIM圖像，兩位閱片者診斷直腸癌EMVI的AUC 兩位閱片者只觀察HR-T2WI圖像，診斷EMVI的AUC(95%CI)分別為0.887±0.038(0.792～0.949)、0.881±0.042(0.783～0.945)；增加IVIM圖像，診斷EMVI的AUC(95%CI)分別為0.961±0.017(0.887～0.992)、0.973±0.015(0.905～0.997)。增加IVIM圖像，兩位閱片者診斷直腸癌EMVI的AUC均增加(P均<0.05)。

2.3 有無IVIM圖像，兩位閱片者診斷直腸癌EMVI的敏感性和陽性預測值 增加IVIM圖像，兩位閱片者診斷直腸癌EMVI的敏感性及陽性預測值均增加，但差異均無統計學意義(表1)。

表1 兩位閱片者采用兩種成像方法診斷EMVI的敏感性和陽性預測值(%)

3 討論

EMVI是指直腸固有肌層之外的血管出現腫瘤細胞，而T1、T2期直腸癌局限于腸壁內，不認為會出現EMVI，故本研究將T1、T2期腫瘤列入研究范圍之外。Brown等[9]最先描述直腸癌EMVI可被MR檢測，之后Smith等[10]根據腫瘤與血管的關系，提出了直腸癌的EMVI分級評分系統。這種評分方法主要基于非脂肪抑制的HR-T2WI，該成像操作簡單，但診斷的一致性及敏感性差別較大。HR-T2WI能很好地分辨直腸壁各層結構、腫瘤組織及周圍解剖，是目前直腸癌分期及評估的最佳系列，直腸壁外血管在HR-T2WI上表現為迂曲的流空信號或裂隙狀分支結構[10]。但是，由于掃描層面、血管走向、磁場等原因，在評價直腸癌EMVI時，HR-T2WI有時不能準確區分血管結構及管腔內的腫瘤信號[11]。

康英杰等[12]研究表明，直腸癌病灶在彌散加權成像(DWI)上為高信號，DWI可以區分腫瘤組織與正常的直腸壁及其周圍組織。DWI是一種功能磁共振成像序列，用于量化組織中水分子的布朗運動，可用來鑒別腫瘤的良惡性。有研究[13]認為DWI對EMVI的檢測也有一定價值。IVIM是通過對多個b值DWI數據進行雙指數模型擬合，用于量化每個MRI體素的微觀水平運動，它無需注射造影劑，即可同時獲取腫瘤擴散和灌注信息，較單指數模型的DWI更能體現真正的腫瘤灌注，且更加具有可重復性及穩定[14,15]。楊嚴偉等[16]研究表明直腸癌IVIM各參數與正常腸壁有差異。

目前為止，沒有文獻報道過IVIM與直腸癌EMVI的關系。本研究發現，增加IVIM后，兩位閱片者評分的一致性較單純使用HR-T2WI明顯提高，這是因為IVIM能更好地確認血管腔內腫瘤信號的存在，可以提供腫瘤的直接證據，因此提升了兩者的一致性。另外，本研究還發現，增加IVIM后，診斷直腸癌EMVI的AUC均明顯提高，這表明IVIM可以提升診斷效能。究其原因為腫瘤侵犯血管并破壞血管壁，可能掩蓋血管原本形態。本研究針對HR-T2WI觀察同病灶區域IVIM圖像，增加IVIM同層偽彩圖模擬血管的形態，分析腫瘤與鄰近血管的關系，從而提升閱片者的診斷信心，提升了診斷效能。

總之，MRI HR-T2WI聯合IVIM可增強閱片者對直腸癌EMVI的診斷信心，提高閱片者的一致性，同時提升診斷效能。