ADC平均值及最小值與食管癌病理特點的相關(guān)性分析

陳偉, 王亞婷, 周海飛, 柏根基

食管癌是我國消化系統(tǒng)常見惡性腫瘤，發(fā)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(yù)后至關(guān)重要[2]，傳統(tǒng)影像學(xué)檢查對食管癌病理分級的判斷有一定局限性。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)可從分子水平上觀察組織病理改變，表觀擴(kuò)散系數(shù)(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(zhì)性，病灶中ADC值越小越能代表腫瘤細(xì)胞的密集程度，有研究認(rèn)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(biāo)[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(yù)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(jīng)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(shù)治療或內(nèi)鏡下取得病理結(jié)果，術(shù)前均未行放、化療。

2.檢查方法

MRI檢查采用Siemens Avanto 1.5T超導(dǎo)型MR成像系統(tǒng)，腹部相控陣表面線圈，患者屏氣掃描全胸部。常規(guī)序列及掃描參數(shù)：HASTE T1WI軸面，TR 700 ms,TE 28.0 ms,層厚5 mm，層間隔1 mm，激勵次數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)測量

由2位副高以上高年資MRI診斷醫(yī)師對腫瘤進(jìn)行診斷及定位。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)選取：結(jié)合T1WI、T2WI圖像上腫瘤的范圍及形態(tài)，在ADC圖上不規(guī)則邊緣劃線，圈入全部病變區(qū)，選取的ROI面積≥50 mm2，分別測量目標(biāo)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(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1.食管癌的MRI表現(xiàn)

食管癌的典型MRI表現(xiàn)為軸面T1WI上可見以管壁為中心的非對稱性增厚，管腔不規(guī)則狹窄，T2WI上環(huán)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(zhì)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(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)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(guān)。

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(guī)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(zhì)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(guī)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(nèi)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(tǒng)計學(xué)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(nèi)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(tǒng)計學(xué)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(guān)性分析

食管癌病灶A(yù)DCmean及ADCmin值與病理分級均呈正相關(guān)(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(jié)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(xì)胞癌多見，腺癌少見，術(shù)前準(zhǔn)確預(yù)測食管癌的病理分級對臨床治療方案的選擇及預(yù)后評估有重要意義。ADC值是DWI的一個客觀定量指標(biāo)，本研究結(jié)果顯示，食管鱗癌與腺癌間ADCmean及ADCmin值的差異均無統(tǒng)計學(xué)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(guān)。

病理上食管癌分化程度越差，腫瘤細(xì)胞越大且排列越緊密，腫瘤組織水分子自由擴(kuò)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(xì)胞密度呈負(fù)相關(guān)[7]。陳偉等[8]研究發(fā)現(xiàn)，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(jié)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(tǒng)計學(xué)意義(P值均<0.05)，提示中、低分化食管癌細(xì)胞增殖快，腫瘤細(xì)胞密度大，水分子自由擴(kuò)散受限，從而導(dǎo)致ADC值減低。本研究還發(fā)現(xiàn)食管癌病變的ADCmean及ADCmin值與病理分級均呈高度正相關(guān)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(shù)前預(yù)測食管癌病理分級方面有重要的臨床應(yīng)用價值。

然而，由于腫瘤的異質(zhì)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(xué)行為。Nasu等[9]研究認(rèn)為，腫瘤細(xì)胞的病理分級主要取決于組織結(jié)構(gòu)異型性和細(xì)胞異型性，DWI只能顯示細(xì)胞外水分子的自由擴(kuò)散能力，而腫瘤細(xì)胞異型性主要受細(xì)胞核漿比的影響，通過測量平均ADC值所獲得的腫瘤細(xì)胞病理分級的信息是片面的。理論上，腫瘤細(xì)胞密度增高可導(dǎo)致 ADC 值下降，但腫瘤組織內(nèi)部受血流和微循環(huán)灌注等因素的影響可產(chǎn)生偽擴(kuò)散效應(yīng)，從而導(dǎo)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(shù)的價值有待進(jìn)一步研究。近年來，相關(guān)研究認(rèn)為局部 ADC值及病灶平均ADC值對預(yù)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(zhǔn)確地反映腫瘤內(nèi)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(xì)胞最密集的區(qū)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(rèn)為，肝腫瘤ADCmin值在術(shù)前預(yù)測腫瘤病理分級方面的價值優(yōu)于ADCmean值。張坤等[15]研究認(rèn)為，HCC的最小ADC值與腫瘤病理分級呈負(fù)相關(guān)，最小ADC值的測量有助于術(shù)前準(zhǔn)確判斷腫瘤病理分級。有研究發(fā)現(xiàn)[16，17]，最小ADC值與膠質(zhì)瘤、乳腺癌等腫瘤的病理分級呈負(fù)相關(guān)性。由于腫瘤分化程度具有不均質(zhì)性，同一腫瘤內(nèi)可能存在不同分化級別的區(qū)域，只有腫瘤細(xì)胞增殖最活躍的區(qū)域才能真正反映該腫瘤的惡性程度及生物學(xué)行為，術(shù)前準(zhǔn)確分級對于腫瘤預(yù)后及臨床治療方案的制定具有重要意義。本研究結(jié)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(zhǔn)確評估腫瘤病理分級，對臨床治療方法的選擇及腫瘤預(yù)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(shù)分布不均勻，可能對結(jié)果產(chǎn)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(huán)灌注影響，未來筆者將采用體素內(nèi)不相干運動研究ADC值在食管癌病理分級中的應(yīng)用價值。

綜上所述，食管癌ADCmin值與腫瘤病理分級呈正相關(guān)，術(shù)前通過測量食管癌病灶的ADCmin值可準(zhǔn)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(yù)后評估。