擴散加權成像表觀擴散系數及其相對值測定對直腸癌周圍淋巴結定性診斷的價值

鄭昊宇，張旭毅，張 毅

擴散加權成像表觀擴散系數及其相對值測定對直腸癌周圍淋巴結定性診斷的價值

鄭昊宇1，張旭毅2，張 毅1

目的 探討擴散加權成像(diffusion weighted imaging, DWI)表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient, ADC)及相對表觀擴散系數(relative apparent diffusion coefficient, rADC)測定對直腸癌周圍淋巴結定性診斷的價值。方法 68例經腸鏡診斷的直腸癌患者行常規MRI及DWI掃描，測定直腸癌區域淋巴結的ADC值，并計算rADC值。對良性增生、轉移淋巴結ADC值及rADC值進行相關性分析。結果 依照手術病理結果，入組良性增生組共12個，轉移組共18個。良性增生組ADC值為(1.0513±0.1284)×10-3mm2/s，rADC值為0.8756±0.1197；轉移組ADC值為(0.8957±0.1608)×10-3mm2/s，rADC值為0.6832±0.1488，兩組比較，差異均有統計學意義(F=7.858，P=0.009；F=13.974，P=0.001)。把良惡性淋巴結作為變量檢驗ADC值和rADC值并繪制受試者工作特性曲線(ROC)，ADC值為檢驗變量時，ROC曲線下面積為0.769，診斷價值中等，以0.9682為閾值，其敏感度為75.0%，特異度為67.3%。以rADC值為檢驗變量，ROC曲線下面積為0.824，較ADC值ROC曲線下面積大，診斷價值中等，以0.7666為閾值，其敏感度91.7%，特異度73.2%。結論 ADC值及rADC值的測量對直腸癌周圍區域淋巴結的良惡性鑒別有一定的診斷意義。

直腸癌；淋巴結轉移；磁共振成像；擴散加權成像；表觀擴散系數

MRI在直腸癌分期中的診斷價值已得到了各方肯定，已經成為直腸癌術前分期的常規檢查[1-3]。對直腸癌區域淋巴結轉移與否的判斷，通常能預測術后預后的好壞[4,5]。常規MRI序列只能依據淋巴結大小判斷其出現轉移的可能性。MRI擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)是目前唯一無創檢測活體組織內水分子擴散運動的磁共振功能成像方法，能從分子水平反映疾病的病理生理狀態，其ADC及rADC值的測定將水分子擴散運動進行了量化。本研究將DWI用于直腸癌術前檢查，對直腸癌周圍淋巴結的ADC與rADC值測定與術后病理進行相關性分析，以探討DWI在直腸癌術前淋巴結轉移判斷的價值。

1對象與方法

1.1 對象 選擇2015-06至2016-08我院經腸鏡確診為直腸癌的患者78例。所有患者均行直腸常規MRI及DWI檢查。入組標準：MRI檢查前未行放化療及新輔助治療；檢查2周內手術并成功取得標本；所得MRI圖像清晰可辨。最終68例符合標準并納入研究。68例中，男40例，女28例，年齡26～78歲，平均54.4歲。

1.2 MR檢查設備及檢查方法 使用Siemens公司的Trio 3.0 T超導性磁共振成像系統行常規MRI及DWI成像。患者采用足先進方式，仰臥于檢查床上。將相控陣線圈置于患者盆壁前后方，保持前后線圈的中心一致，以恥骨聯合為線圈中心，用綁帶將盆壁前方的線圈固定，使其緊貼患者盆部。囑患者盡量胸式呼吸，減少腹盆部運動。

常規序列：(1)TSE T1WI序列橫斷面；(2)TSE T2WI序列橫斷面；(3)TSE T2WI序列矢狀面；(4)T2WI SPAIR序列橫斷面。常規序列掃描后，對病變部位進行小FOV T2WI序列及DWI序列掃描：(1)TSE T2WI序列橫斷面；(2)TSE T2WI序列冠狀面；(3)DWI序列，采用單次激發SE-EPI序列行DWI掃描，b值采用800 s/mm2。各序列參數見表1。

表1 直腸癌周圍淋巴結MRI各序列參數

1.3 MRI圖像處理 所有MRI圖像資料經Siemens公司的Trio 3.0T超導性磁共振成像系統傳輸至其工作站，并用附帶軟件進行相關后處理。由兩位高年資的影像診斷醫師對直腸區域淋巴結按照以下項目進行閱片測量并記錄，對不同意見協商達成統一意見。主要指標：(1)淋巴結大小，測量小FOV MR T2WI軸位，最大短徑；(2)淋巴結ADC值，對淋巴結ADC值進行測量；(3)臀部肌肉ADC值，對臀部肌肉ADC值進行測量。1.3.1 ADC值的測量 所有圖像資料通過高級處理條目中DWI重建得到ADC圖，并在此工作站上通過同層面小FOV T2WI、DWI點對點進行ADC值測量。感興趣區(ROI)的大小：進行至少3次圓形ROI測量，至少包括5個體素(8 mm2)，結果取平均值。淋巴結測定：為方便測定根據病理結果，良性淋巴結選定短徑≥5 mm，測量其ADC值，設定為良性增生組；惡性淋巴結選定短徑≥8 mm，測量其ADC值，設定為轉移組。

1.3.2 rADC值計算 淋巴結ADC值與同層臀部肌肉ADC值的比值，即為淋巴結的rADC值。

1.4 受試者工作特性曲線(ROC)分析 把ADC值和rADC值作為檢驗變量，以淋巴結良惡性分組為狀態變量，以良性增生組為狀態變量檢驗值。通過診斷閾值界點改變計算曲線下面積(Az)，Az取值范圍0≤Az≤1，通常認為0.50.9時診斷價值高。

1.5 統計學處理 采用SPSS for windows19.0統計分析軟件，對良性增生、轉移淋巴結ADC值及rADC值進行差異比較，采用成組t檢驗，P<0.05表示差異有統計學意義。繪制以良性增生組為變量檢驗值的淋巴結ADC值和rADC值ROC曲線。

2 結 果

2.1 良性增生淋巴結與轉移性淋巴結常規MRI表現 通過MRI觀察，肉眼能見結節共105個，術后病理N0期23例，共24個結節；病理N1～N2期45例，共81個結節。在所有結節中，依照病理結果及淋巴結測定標準，良性增生組12個，轉移組18個，共30個淋巴結。其中13個成扁形，17個成小圓形，無不規則及分葉形，T2WI序列呈均勻中等到稍高信號。DWI序列所有結節成像好，DWI序列均呈稍高信號或高信號，未見嚴重變形失真(圖1)，也易于進行ROI描畫及ADC測量。良性增生組淋巴結MR軸位測量短徑為(6.1±1.1)mm，范圍5.1～7.3 mm。轉移組淋巴結MR軸位測量短徑為(9.2±1.2)mm，范圍8.1～10.3 mm。所有轉移組及良性增生組淋巴結短徑除1例外(10.3 mm)，其余均小于10 mm。

圖1 女性46歲直腸低分化腺癌T4N2不同序列MRI

A.常規T2WI像：直腸上段不規則增厚，并多發結節及索條影凸出腸壁以外，右側髂血管走行區及腸系膜下血管走行區可見多發等信號結節影(黑箭頭)；B.T1WI像：增厚腸壁呈等信號與高信號腸內容物易區別；C. 小FOV T2WI像：清晰顯示增厚腸壁并呈團狀與鄰近腸管分界不清，右側髂血管走行區結節短徑大小為8.1mm(白箭頭)；D. DWI序列：腸腔增厚腸壁顯示稍高信號影，右側髂血管走行區及腸系膜下血管走行區可見多個大小不等高信號結節(白箭頭)。

2.2 淋巴結良性增生組與轉移組ADC值及rADC值測量對照 良性增生組ADC值為(1.0513±0.1284)×10-3mm2/s，rADC值為0.8756±0.1197；轉移組ADC值為(0.8957±0.1608)×10-3mm2/s，rADC值為0.6832±0.1488，兩組比較，差異均有統計學意義(F=7.858，P=0.009；F=13.974，P=0.001)。2.3 ROC分析 ADC值為檢驗變量時，ROC曲線下面積為0.769，診斷價值中等，以0.9682為閾值，其敏感度為75.0%，特異度為67.3%。以rADC值為檢驗變量，ROC曲線下面積為0.824，較ADC值ROC曲線下面積大，診斷價值中等，以0.7666為閾值，其敏感度91.7%，特異度73.2%(圖2)。

3 討 論

本研究以DWI序列測量直腸癌周圍區域淋巴結ADC值，分析其與術后病理良惡性的相關性。結果顯示，DWI序列良性增生組及轉移組所有結節均為高信號，但是ADC值及rADC值測量結果兩組不同，良性組高于轉移組，差異有統計學意義。進一步以ADC值和rADC值為檢驗變量進行ROC分析，可見以ADC值鑒別直腸癌周圍區域淋巴結良惡性有一定價值，且應用臀部肌肉作為參照的rADC值可以提高其敏感性及特異性。

既往研究表明，直腸癌轉移性淋巴結為正常的淋巴結組織部分或全部被腫瘤組織取代[6-8]。由于腫瘤細胞核大而深染，異型性明顯，細胞質減少，核漿比例增高，導致細胞內間隙減小，同時由于腫瘤細胞體積較大，數目較多，而且排列緊密導致細胞外間隙減小，這個組織特點導致細胞內、外水分子擴散及跨膜水分子擴散均受限，DWI序列表現為高信號，ADC值也較正常淋巴結明顯下降。

良性增生淋巴結多為濾泡性增生淋巴結，淋巴濾泡增大、數目增多，生發中心明顯，髓索髓竇內小血管增多，其內仍為正常淋巴細胞，對組織細胞內水分子擴散幾乎不產生影響。而淋巴濾泡周圍的外套由大量B細胞密集排列而成，數目較多、排列緊密，導致細胞外間隙減小，水分子擴散受限，ADC值降低，但是良性增生淋巴結髓索髓竇內小血管增多又意味著血液灌注增加，部分抵消了ADC的降低。但其ADC值仍較正常淋巴結ADC值低。因此，良性增生淋巴結及轉移性淋巴結在DWI序列均表現為高信號，ADC值均有減低，但是轉移性淋巴結ADC值降低較良性增生淋巴結更多。

盡管良性增生淋巴結與轉移性淋巴結ADC值差異有統計學意義，但是兩者間存在部分重疊，筆者考慮可能與轉移性淋巴結的腫瘤浸潤程度和良性增生性淋巴結的不同增生程度有關，轉移性淋巴結其水分子擴散受限最高點應該位于瘤巢，但是由于部分轉移淋巴結浸潤程度不同，其同樣存在正常淋巴組織。雖然在ROI位置選擇時盡量避免壞死，選擇實性部分，并多次多區域測量取平均值方法，但還是出現了部分轉移性淋巴結ADC值超過良性淋巴結組平均ADC值的情況。相對應的，良性增生淋巴結細胞密度最大區域應該為有大量密集排列B細胞的淋巴濾泡外套，并且除了多數的濾泡性增生淋巴結，纖維增生也是存在的，以上因素均可導致區域水分子擴散受限，導致ADC值下降，從而出現良性增生淋巴結ADC值低于轉移性淋巴結平均ADC值情況。由于兩者間ADC值存在部分重疊，對轉移性和良性增生性淋巴結的鑒別受到一定程度的影響。

本研究通過對直腸癌周圍區域淋巴結進行ADC值測量的研究表明，對淋巴結ADC值測量對鑒別良惡性具有一定的價值。有利于對直腸癌患者術前進行客觀準確的分期，從而對指導治療方案的選擇有重要意義。

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(2016-09-01收稿 2016-10-10修回)

(責任編輯 武建虎)

Value of apparent diffusion coefficient and relative values in qualitative diagnosis of periphery lymph nodes of rectal cancer

ZHENG Haoyu1，ZHANG Xuyi2，and ZHANG Yi1.

1.Department of Radiology, Sichuan Provincial Corps Hospital, Chinese People’s Armed Police Force, Leshan 614000, China；2. Medical Department, General Hospital of Chinese People’s Armed Police Force, Beijing 100039, China

Objective To investigate the diagnostic value of apparent diffusion coefficient(ADC)and relative apparent diffusion coefficient(rADC)values for determining periphery benign and malignant lymph nodes of rectal cancer.Methods Sixty-eight patients with rectal cancer confirmed by colonoscopy underwent routine MRI and DWI. The ADC values of lymph nodes of rectal cancer were measured and the rADC values were calculated. The correlation of ADC values and rADC values between benign and malignant lymph nodes was analyzed.Results According to pathological results, there were 12 benign lymph nodes and 18 malignant lymph nodes. The values of ADC and rADC of benign group were(1.0513±0.1284)×10-3mm2/s and 0.8756±0.1197 respectively, butwere (0.8957±0.1608)×10-3mm2/s and 0.6832±0.1488 respectively in malignant group. There was significant difference(F=7.858,P=0.009;F=13.974，P=0.001)between the two groups. The ROC curve was used to determine ADC and rADC values with lymph nodes as the test variable. When ADC served as a variable value, the AZ area under the ROC curve was 0.769, sensitivity was 75% and specificity was 67.3%, all of which were of moderate diagnostic value.When rADC served as the test variable, the area under the ROC curve was 0.824, sensitivity was 91.7%, and specificity was 73.2%, which were higher than those of ADC, but still of moderate diagnostic value.Conclusions ADC values and rADC values are correlated with the benign or malignant pathologic result of lymph nodes of rectal cancer, which can help to improve the accuracy of diagnosis.

rectal cancer；lymphatic metastasis；MRI；diffusion weighted imaging；apparent diffusion coefficient

鄭昊宇，碩士，醫師。

1.614000 樂山，武警四川總隊醫院放射科；2.100039 北京，武警總醫院醫務部

R735.3;R445.2