磁共振彌散加權(quán)成像ADC值對結(jié)直腸癌放化療療效的評估價(jià)值

平煤神馬醫(yī)療集團(tuán)總醫(yī)院放射科可南平頂山(467000)

韓 超* 陳新暉

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)發(fā)病與遺傳、生活方式和腸道炎癥等因素關(guān)系密切，隨著醫(yī)學(xué)水平發(fā)展和以全直腸系膜切除術(shù)(total mesorectal excision，TME)為主的綜合治療在臨床逐漸普及和規(guī)范，CRC治療水平明顯提升，不僅可有效延長患者生存期，同時(shí)還可提高保肛率并減少術(shù)后并發(fā)癥[1-2]。文獻(xiàn)報(bào)道采用新輔助放化療(neoadjuvant chemoradiotherapy，NCRT)聯(lián)合TME治療CRC可將腫瘤復(fù)發(fā)率降低至7%～10%，且病理完全緩解(pathological complete response，pCR)率達(dá)15%～30%，但也存在部分患者對放化療不敏感，因此準(zhǔn)確評估NCRT治療效果對CRC個(gè)體化治療和改善預(yù)后極為重要[3-4]。磁共振彌散加權(quán)成像(diffusionweighted magnetic resonance imaging，DWI)是通過觀察組織內(nèi)水分子運(yùn)動情況來評價(jià)組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞功能的影像學(xué)技術(shù)，同時(shí)分析定量指標(biāo)表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)可準(zhǔn)確評估水分子擴(kuò)散速度并反映組織器官結(jié)構(gòu)和功能改變[5]。本研究主要研究ADC值對CRC患者NCRT治療效果的評估價(jià)值，為促進(jìn)CRC診治水平不斷進(jìn)步提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2017年6月至2019年6月我院98例CRC患者為研究對象，其中男性52例、女性46例，年齡31～84歲，平均年齡(58.13±10.79)歲，TNM分期Ⅰ期37例、Ⅱ期46例、Ⅲ期15例。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)術(shù)前病檢結(jié)果證實(shí)為直腸癌；年齡≥18歲；均擬行手術(shù)治療且術(shù)前行NCRT；NCRT治療前后均完成DWI檢查；NCRT后1個(gè)月行手術(shù)治療并取得完整病理資料；患者及家屬知曉本研究并簽署同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴腸道梗阻、出血或惡性腹水等嚴(yán)重并發(fā)癥；伴其它類型惡性腫瘤者；多發(fā)性CRC或已發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；腫瘤復(fù)發(fā)二次手術(shù)患者；伴MRI檢查或手術(shù)相關(guān)禁忌癥；MRI圖像質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或數(shù)據(jù)缺失。

1.2 研究方法

1.2.1 NCRT治療方法 入選患者均采用三維立體定向技術(shù)對腫瘤病灶及其淋巴引流區(qū)域給予長程低劑量放療，光子能量6～15MV，劑量1.8～2.0Gy/d，每周5d，共5周，總劑量45～50.4Gy，同期采用卡培他濱(正大天晴藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司，國藥準(zhǔn)字H20143044，0.5g)口服進(jìn)行化療，劑量1000mg/m2，2次/d，療程與放療同步，NCRT結(jié)束后4周左右進(jìn)行手術(shù)治療，NCRT期間根據(jù)患者反應(yīng)可給予營養(yǎng)支持、保肝及抑酸等對癥治療。

1.2.2 MRI檢查方法 患者取仰臥位，Philips Achieva 3.0T MRI掃描儀及配套16通道體部相控陣線圈分別于NCRT治療前后對盆腔進(jìn)行掃描，所用序列包括橫斷位、矢狀位及軸位T1WI和T2WI掃描，然后進(jìn)行DWI檢查并自動生成ADC圖，參數(shù)設(shè)置為：T1WI：TR 400ms，TE 20ms，層厚3mm，層間距3mm，視野范圍160mm×160mm，矩陣256×256，激勵(lì)次數(shù)2次；T2WI：TR 4600ms，TE 80ms，層厚5mm，視野范圍350mm×350mm，矩陣256×256，激勵(lì)次數(shù)4次；DWI取b值0和1000s/mm2，TR 4000ms，TE 65ms，層厚3mm，層間距1mm，視野范圍180mm×180mm，矩陣256×256。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Philips MR WorkSpace2.6.3.4后處理系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析，由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師采用盲法手動勾畫感興趣區(qū)域(ROI)并測量病灶長度、厚度及ADC值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理和分析 所有患者術(shù)后取病理標(biāo)本作5mm切片進(jìn)行病理檢查，根據(jù)UICC/AJCC推薦的TNM分期標(biāo)準(zhǔn)(第7版)[6]判斷NCRT治療效果并將患者分為pCR和non-pCR兩組，比較兩組病灶長度、厚度及ADC值，分析ADC值對NCRT治療效果評價(jià)的準(zhǔn)確性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件，計(jì)數(shù)資料采用率(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)或McNemar檢驗(yàn)進(jìn)行分析，組內(nèi)分析采用符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以()表示，兩組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，同組比較采用配對樣本t檢驗(yàn)，作受試者工作特征曲線(ROC)及曲線下面積(AUC)分析ADC對CRC患者NCRT療效的評估價(jià)值，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 兩組治療前后病灶長度及變化值比較98例CRC患者經(jīng)NCRT治療后，術(shù)后病理結(jié)果確診為pCR者31例，占比31.63%，non-pCR為67例，占比68.37%，NCRT后，兩組病灶長度均明顯降低，兩組NCRT前、NCRT后病灶長度及△長度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 兩組治療前后病灶長度和厚度比較(cm)

2.2 兩組治療前后病灶厚度及變化值比較兩組NCRT前病灶厚度無明顯差異(P>0.05)，NCRT后病灶厚度均明顯降低(P<0.05)，且pCR組NCRT后病灶厚度低于non-pCR組，△厚度高于non-pCR組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 兩組治療前后病灶長度和厚度比較(cm)

2.3 兩組治療前后病灶A(yù)DC值比較兩組NCRT前ADC值未見明顯差異(P>0.05)，NCRT后ADC值均明顯升高(P<0.05)，且pCR組ADCpost和△ADC均高于non-pCR組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表3 兩組治療前后病灶A(yù)DC值比較(×10-3mm2/s)

2.4 △厚度和△ADC值對NCRT治療效果的評估價(jià)值分析ROC曲線分析結(jié)果顯示，△厚度和△ADC評估NCRT治療效果的AUC分別為0.647和0.806，以△厚度>0.885為臨界值時(shí)靈敏度和特異度分別為45.16%和86.57%，以△ADC>0.241為臨界值時(shí)，靈敏度和特異度分別為90.32%和56.72%。

3 討論

消化道惡性腫瘤中以CRC最為常見，其發(fā)病率和死亡率分別位居惡性腫瘤第3位和第2位，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示2018年我國新增CRC患者數(shù)量超過180萬，且死亡患者數(shù)量約為9萬[7-8]。MRI是目前對CRC進(jìn)行分期和療效評估最準(zhǔn)確的影像學(xué)檢查，與CT、B超和PET/CT等技術(shù)相比，可清楚顯示腫瘤浸潤深度、累及范圍及與毗鄰臟器的關(guān)系等解剖信息，但僅依據(jù)形態(tài)學(xué)變化難以準(zhǔn)確區(qū)分放化療后殘留病灶和纖維化，DWI等新型成像技術(shù)在評價(jià)組織結(jié)構(gòu)和功能方面展現(xiàn)良好價(jià)值，近年來逐漸在臨床獲得廣泛應(yīng)用[9]。

表4 △厚度和△ADC值對NCRT治療效果的評估價(jià)值分析

圖1 MRI對CRC患者NCRT治療前后檢查結(jié)果比較，患者男性，54歲。圖1A為治療前T2WI，可見腫瘤病灶呈明顯高信號影，圖1B為治療前DWI顯示高信號病灶，圖1C為治療前ADC圖(b=1000s/mm2)，測量得ADC=0.79×10-3mm2/s。圖2A 治療后T2WI，主要表現(xiàn)為等和略高信號條索影；圖2B 治療后DWI，可見等信號和略高信號混雜；圖2C 治療后ADC圖(b=1000s/mm2)，計(jì)算得ADC=0.84×10-3mm2/s。圖3 △厚度和△ADC值評估NCRT治療效果的ROC曲線。

DWI是利用體內(nèi)水分子隨機(jī)運(yùn)動成像的功能性MRI技術(shù)，在施加擴(kuò)散敏感梯度后水分子擴(kuò)散運(yùn)動受限情況可直觀表現(xiàn)為信號衰減，經(jīng)過專業(yè)處理和分析可準(zhǔn)確反映檢測部位組織類型、結(jié)構(gòu)及理化環(huán)境[10]。ADC為DWI檢查中描述水分子不同方向擴(kuò)散速度和范圍的的指標(biāo)，其值越大表示水分子擴(kuò)散受限越明顯，常見于惡性腫瘤細(xì)胞密集分布或細(xì)胞外間隙減小等情況，除與疾病自身特點(diǎn)密切相關(guān)外，ADC值還受ROI和b值選擇影響，CRC患者DWI檢查目前普遍推薦b值為800或1000s/mm2，可在保障圖像信噪比和質(zhì)量同時(shí)避免流灌注等因素隨ADC造成影響[11]。近年來國內(nèi)外關(guān)于DWI檢查ADC值對結(jié)直腸癌NCRT治療效果評價(jià)的報(bào)道較多，但同時(shí)也存在較多爭議，Delli等[12]研究認(rèn)為ADC值是評估NCRT治療早期效果的有效指標(biāo)，在治療第2周即可發(fā)生明顯變化，且治療結(jié)束8周后完全緩解組ADC值明顯高于非完全緩解組，其預(yù)測治療8周時(shí)完全緩解的AUC達(dá)0.94。本研究分別于CRC患者NCRT治療前后進(jìn)行T1WI、T2WI和DWI檢查，結(jié)果顯示，pCR組和nonpCR組治療后病灶長度和厚度均明顯降低，ADC值明顯升高，提示NCRT有助于促進(jìn)腫瘤病灶消退，從而為手術(shù)治療創(chuàng)造良好條件，與胡飛翔等[13]的研究結(jié)果大致相同。此外本研究中兩組NCRT治療前后病灶長度及△長度均無明顯差異，可見病灶長度對CRC治療效果預(yù)測價(jià)值較低，其原因可能與組織水腫和纖維化造成的影響有關(guān)，pCR組NCRT治療后病灶厚度明顯低于non-pCR組，△厚度明顯高于non-pCR組，提示病灶厚度變化對評估NCRT治療效果具有一定參考價(jià)值，經(jīng)ROC曲線分析顯示，其AUC為0.647，以△厚度>0.885為臨界值時(shí)靈敏度和特異度分別為45.16%和86.57%，表明僅依靠形態(tài)學(xué)變化評估NCRT療效仍存在明顯不足，尤其是對殘留的較小病灶敏感性較差，而DWI圖像則可呈現(xiàn)明顯高信號并與周圍非腫瘤組織形成明顯對比，且通過觀察治療前后ADC值變化可準(zhǔn)確判斷病灶內(nèi)水分子運(yùn)動差異，從而判斷組織結(jié)構(gòu)和功能變化。本研究中pCR組和non-pCR組NCRT前ADC值未見明顯差異，這與Mario等[14]報(bào)道顯示基線ADC值對NCRT治療效果的預(yù)測價(jià)值較低，但治療后ADC和治療前后差值均可準(zhǔn)確預(yù)測腫瘤反映的結(jié)果相一致，兩組NCRT后ADC值均明顯升高，且pCR組ADCpost和△ADC均明顯高于non-pCR組，其中△ADC差異較ADCpost更為顯著，故本研究采用△ADC對NCRT治療效果進(jìn)行評估，結(jié)果顯示AUC達(dá)0.806且以△ADC>0.241為臨界值時(shí)靈敏度和特異度分別為90.32%和56.72%，可見采用ADC評估NCRT較形態(tài)學(xué)依據(jù)更為靈敏和準(zhǔn)確，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)△ADC特異度較低，這可能是因?yàn)椴糠掷w維化病灶A(yù)DC值與NCRT殘余腫瘤病灶相近，從而對診斷結(jié)果造成干擾，如何避免該問題并進(jìn)一步提升ADC對NCRT療效評估的準(zhǔn)確性還有待后續(xù)進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，不同CRC患者NCRT治療后腫瘤病灶厚度和ADC變化可呈現(xiàn)明顯差異，從而為臨床判斷療效提供參考依據(jù)，其中采用ADC變化進(jìn)行評估的靈敏度和準(zhǔn)確度具有明顯優(yōu)勢。