T2 mapping評估直腸腺癌預后相關因素

李 娟，高雪梅，程敬亮

(鄭州大學第一附屬醫院磁共振科，河南 鄭州 450052)

結直腸癌是消化系統常見惡性腫瘤之一，30%～35%見于直腸[1]。直腸癌預后相關因素包括病理類型、分級、TNM分期、環周切緣(circumferential resection margin, CRM)及壁外血管侵犯(extramural vascular invasion, EMVI)等[2]。目前MR功能成像應用日益廣泛，已有多種MRI技術用于評估直腸癌病理特征，如彌散加權成像(diffusion weighted imaging, DWI)、彌散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)及動態增強(dynamic contrast-enhanced, DCE)等；其中DWI通過探測組織內水分子的擴散運動反映生理或病理狀態下組織微環境變化情況，已較為成熟。T2 mapping成像是MR定量成像技術之一，可測量體素內橫向弛豫時間(T2)，定量分析生物組織特性[3]，近年來逐漸用于研究體部腫瘤。本研究以DWI為對照，分析T2 mapping鑒別直腸黏液腺癌與普通腺癌，評估普通腺癌分級、分期及CRM和EMVI狀態的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年6月—2020年12月83例于鄭州大學第一附屬醫院經病理證實的直腸單發腺癌患者，男45例，女38例，年齡29～82歲，平均(59.3±10.2)歲，術前均接受盆腔高分辨T2W、DWI及T2 mapping掃描。納入標準：①無MR檢查禁忌證，盆腔無金屬偽影；②檢查前未接受手術、化學或放射治療；③經術后病理證實為直腸腺癌。排除標準：①接受新輔助治療；②病理結果未報告分化程度、浸潤深度；③直腸神經內分泌腫瘤、淋巴瘤等少見腫瘤；④患者配合度欠佳，或圖像質量差。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Prisma 3.0T超導型MR儀，以18通道相控陣線圈行盆腔掃描。檢查前囑患者排空直腸，掃描前5～10 min予肌內注射20 mg山莨菪堿，掃描時患者取仰臥位。掃描參數：斜軸位高分辨率T2W，定位垂直于病變長軸，采用快速自旋回波序列，TR 3 200 ms，TE 101 ms，FOV 20 cm×20 cm，矩陣320×240，層厚3 mm，層間距0.6 mm；DWI，采用單次激發自旋回波-平面回波序列，TR 4 050 ms，TE 48 ms，FOV 30 cm×22 cm，矩陣168×168，層厚3 mm，層間距0.6 mm，b值為50、800 s/mm2；T2 mapping，采用radial快速自選回波序列，TR 4 000 ms，TE 22、33、44、55、66、77、88、99 ms，FA 145°，回波鏈22，FOV 38 cm×38 cm，NEX 1，層厚6 mm，層間距0，掃描時間3 min 52 s。

1.3 圖像分析 將原始數據導入Siemens Syngo.Via工作站，自動生成T2 mapping偽彩圖及表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient, ADC)圖。由2名具有10年MRI診斷經驗的主治醫師參考T2WI及病理結果分析T2 mapping及ADC圖像，意見分歧時經討論決定；手動于ADC圖所示病灶最大層面選取面積≥25像素的 ROI，盡量避開囊變、壞死、出血區域，并將其復制于T2 mapping偽彩圖，重復測量ADC及T2值3次，取平均值為結果；同時觀察CRM及EMVI狀態：以原發腫瘤、轉移淋巴結、癌結節或EMVI位于直腸系膜筋膜5 mm內為CRM陽性；載瘤段腸管固有肌層外血管腔內腫瘤浸潤為EMVI陽性。

1.4 病理分期 根據世界衛生組織結直腸癌組織學分級標準，腺管形成>95%為高分化，腺管形成50%～95%為中分化，腺管形成<50%為低分化。根據術后病理腫瘤侵及深度，參考美國癌癥聯合委員會(American Joint Committee on Cancer, AJCC)分期標準[4]進行T分期，分為早期(pT1～2期)和晚期(pT3～4期)，早期為病變局限于固有肌層，晚期為病變超過固有肌層；根據術后病理進行N分期，pN0期為區域淋巴結無轉移，pN1～2期為區域淋巴結有轉移。

圖1 患者女，60歲，直腸黏液腺癌 A.斜軸位T2WI(箭示病灶)； B.T2 mapping偽彩圖，病灶T2值為192.24 ms； C.ADC圖，病灶ADC為1.92×10-3 mm2/s； D.病理圖(HE，×200)

圖2 患者男，64歲，直腸中分化腺癌 A.斜軸位T2WI(箭示病灶)； B.T2 mapping偽彩圖，病灶T2值為92.34 ms； C.ADC圖，病灶ADC為0.80×10-3 mm2/s； D.病理圖(HE，×200)

1.5 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，行獨立樣本t檢驗。采用受試者工作特性(receiver operating characteristic， ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve, AUC)，評價T2值及ADC鑒別黏液腺癌與普通腺癌、評估普通腺癌淋巴結轉移及CRM的效能，以DeLong檢驗比較AUC差異。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

83例直腸腺癌中，15例黏液腺癌(圖1)，68例普通腺癌(圖2)。68例普通腺癌中，51例中分化腺癌，17例中-低分化腺癌[包括12例中-低分化(介于中分化與低分化之間)腺癌及5例低分化腺癌]；28例早期(4例pT1期及24例pT2期)，40例晚期(35例pT3期及5例pT4期)；46例pN0期，22例pN1～2期；15例CRM陽性，53例CRM陰性；12例EMVI陽性，56例EMVI陰性。

2.1 T2值及ADC比較 直腸黏液腺癌T2值[(184.59±47.79) ms]及ADC[(1.75±0.27)×10-3mm2/s]高于普通腺癌[(96.85±17.86)ms、(0.99±0.12)×10-3mm2/s，t=-3.655、-5.562，P=0.034、0.011]。直腸普通腺癌中，不同N分期病灶T2值、CRM陰性與陽性病灶T2值及ADC差異均有統計學意義(P均<0.05)，其余 T2值及ADC差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1。

2.2 ROC曲線分析 ROC曲線(圖3)顯示，T2值鑒別直腸黏液腺癌與普通腺癌的AUC為0.984，閾值為136.485 ms時，其診斷敏感度和特異度分別為100%和96.79%；ADC鑒別二者的AUC為0.994，閾值為1.382×10-3mm2/s時，診斷敏感度和特異度分別為100%和93.40%。T2值與ACD的AUC差異無統計學意義(Z=0.357，P=0.416)。

T2值評估直腸普通腺癌淋巴結轉移的AUC為0.806，閾值為89.911 ms時，診斷敏感度和特異度分別為86.41%和70.63%；評估直腸普通腺癌CRM陽性的AUC為0.751，閾值為91.039 ms時，診斷敏感度和特異度分別為89.45%和64.37%。ADC評估直腸普通腺癌CRM陽性的AUC為0.647，閾值為0.908×10-3mm2/s時，診斷敏感度和特異度分別為80.93%和57.16%，見圖4、5。T2與ADC值評估CRM陽性直腸普通腺癌AUC差異無統計學意義(Z=0.362，P=0.538)。

表1 直腸普通腺癌T2值及ADC(±s，n=68)

表1 直腸普通腺癌T2值及ADC(±s，n=68)

分組T2值(ms)ADC(×10-3 mm2/s)分化程度 中分化腺癌(n=51)97.46±19.691.02±0.10 中-低分化腺癌(n=17)94.35±6.280.99±0.12 t值0.537-0.632 P值0.5930.530T分期 早期(n=28)98.33±21.381.00±0.12 晚期(n=40)94.21±8.520.97±0.12 t值0.8620.994 P值0.3920.324N分期 pN1～2(n=22)85.61±14.530.81±0.12 pN0(n=46)107.46±19.421.10±0.11 t值-0.377-0.964 P值0.0070.239CRM 陽性(n=15)89.78±8.510.88±0.13 陰性(n=53)102.65±20.391.22±0.29 t值-0.560-1.022 P值0.0180.011EMVI 陽性(n=12)85.66±18.050.99±0.11 陰性(n=56)90.85±17.231.02±0.14 t值-0.953-1.031 P值0.0640.307

3 討論

MRI具有無輻射、軟組織對比度高、多方位多參數成像等優點，高分辨MRI，尤其小FOV、薄層T2WI不僅可較清晰顯示直腸腸壁各層結構，還能分辨直腸周圍系膜、肛提肌等周圍解剖結構，準確判斷直腸癌術前分期、CRM及EMVI狀態[5]。T2 mapping通過測量組織T2值定量分析組織內部成分變化，近年來逐漸用于體部腫瘤[6-8]。本研究中T2 mapping采用多回波自旋回波序列，信噪比高、采集時間短，具有較高準確性和可重復性。

黏液腺癌是直腸腺癌的常見亞型，預后較差，對新輔助治療不敏感，腫瘤黏液成分超過50%，腺癌細胞漂浮于黏液中，排列較疏松，水分子擴散運動受限相對小，故其T2值、ADC較高[9]。本研究結果證實，黏液腺癌T2值及ADC均明顯高于普通腺癌，與T2WI及ADC圖上直腸黏液腺癌信號較高相符，考慮與黏液組織含水量較高有關；T2值及ADC對鑒別直腸黏液腺癌與普通腺癌的敏感度及特異度均較高，可為定量診斷直腸黏液腺癌提供依據。

直腸癌分化程度是影響預后的重要因素之一。 ADC與腫瘤病理學分級相關[10]。本組中分化腺癌T2值及ADC與中-低分化腺癌差異無統計學意義，推測可能與本組缺少高分化腺癌病例，且低分化腺癌較少，中分化腺癌與中-低分化腺癌分化程度差異較小且有部分重疊有關。術前準確評估T分期對選擇治療方案有重要價值。本組直腸不同T分期普通腺癌間T2值及ADC差異無統計學意義，提示不同T分期腫瘤微環境差異可能不顯著。淋巴結轉移與否是制定直腸癌治療計劃及判斷預后的重要影響因素，目前常以淋巴結大小、形態、信號、強化方式等作為判斷依據，準確性有待提高。本研究直腸普通腺癌pN1～2期T2值低于pN0期，與GE等[11]的結果一致，表明T2值對預測淋巴結轉移具有一定價值；而pN1～2期ADC與pN0期差異無統計學意義。林曉君等[12]報道，ADC圖像紋理分析可鑒別直腸癌AJCC分期Ⅰ～Ⅱ期與Ⅲ期，即pN0期與pN1～2期。直腸系膜筋膜是包繞直腸系膜的線樣結構，代表全直腸系膜切除術(total mesorectal excision, TME)的手術切緣，即CRM。MRI發現CRM陽性相當于病理所見原發腫瘤、轉移淋巴結、癌結節或EMVI位于直腸系膜筋膜1 mm內[13]，CRM陽性腫瘤局部復發率高、患者生存率低[14]，需術前新輔助治療以縮小腫瘤、降低腫瘤分期。本組 CRM陽性直腸普通腺癌T2值及ADC均低于CRM陰性者，T2值與ADC診斷CRM陽性的AUC差異無統計學意義，表明T2值與ADC均有助于評估CRM狀態，提高術前分期的準確性。EMVI陽性是直腸癌的獨立預后因素[15]，與腫瘤局部復發、遠處轉移、腫瘤相關死亡等不良預后事件密切相關。本研究EMVI陽性與陰性直腸普通腺癌T2值及ADC差異均無統計學意義，表明單獨應用T2值不能判斷EMVI狀態，需結合高分辨率T2WI以提高診斷準確性。

圖3 T2值及ADC鑒別直腸黏液腺癌與普通腺癌的ROC曲線 圖4 T2值評估直腸普通腺癌淋巴結轉移的ROC曲線 圖5 T2值及ADC評估直腸普通腺癌CRM的ROC曲線

本研究的主要局限性：①樣本量小，腫瘤病理分化程度相對單一，且不同分期腫瘤分布不均；②手動選取ROI，腫瘤的不均質性可能致結果偏倚；③未對T2值與免疫組織化學指標、基因表達等進行相關性分析。

綜上，T2 mapping有助于評估包括病理類型、淋巴結轉移及CRM在內的直腸腺癌預后相關因素。