基于DCE-MRI與DWI評估直腸癌局部浸潤、淋巴結轉移和環周切緣的價值研究

楊華林,汪飛,劉駿,楊擎

(安慶市立醫院醫學影像科磁共振室,安徽 安慶 246003)

直腸癌是一種以血便、局限性腹痛腹瀉等為主要癥狀的消化道惡性腫瘤,在我國發病率和病死率較高,外科手術切除是臨床根治直腸癌的重要治療方法[1]。術前對患者的局部浸潤、淋巴結轉移(LNM)及環周切緣(CRM)狀態進行準確評估,有利于改善患者預后,提高長期生存率[2]。MRI是臨床常用的影像學檢查手段,動態增強MRI(DCE-MRI)可評估組織血流動力學特征,對惡性腫瘤的鑒別及診斷具有積極作用;擴散加權成像(DWI)可反映腫瘤微環境,提高惡性腫瘤的診斷準確性[3-4]。目前有關DCE-MRI、DWI在直腸癌診斷中的應用多集中于臨床分期、LNM等[5],有關二者在評估直腸癌CRM中的應用價值尚未達成一致。本研究旨在通過DCE-MRI、DWI對直腸癌局部浸潤、LNM和CRM進行評價。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月至2023年1月安慶市立醫院經病理確診的62例直腸癌患者為研究對象。納入標準:(1)符合直腸癌的相關診斷標準[6];(2)均接受腫瘤根治性切除治療,術后經病理檢查確診;(3)術前1周完成MRI檢查,影像學資料完整;(4)MRI檢查前未接受放化療、免疫治療。排除標準:(1)合并其他惡性腫瘤者;(2)存在MRI檢查禁忌癥者;(3)合并嚴重肝腎功能障礙者;(4)臨床資料不完整者;(5)存在盆腔手術史者。患者男性35例,女性27例,年齡(65.34±10.61)歲;腺癌43例,黏液腺癌16例,腺癌合并黏液腺癌3例;腫瘤最大徑(3.45±1.13)cm。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查 檢查前囑咐患者排空大小便,常規禁食禁水6 h以上;檢查時取仰臥位,頭先進,掃描過程中囑患者自然呼吸。采用skyra MRI 3.0T磁共振掃描儀,腹、盆腔專用8通道體部相控陣線圈,行常規序列軸位、矢狀位及冠狀位平掃,DCE序列和DWI序列掃描。掃描序列參數:(1)T1WI:TR 600 ms,TE 19 ms,層厚4.0 mm,FOV 240×240。(2)T2WI:TR 5 000 ms,TE 84 ms,層厚4.0 mm,FOV 240×240。(3)DCE-MRI(正交軸位):采用T1-vibe序列3D雙翻轉角掃描(2、15°的翻轉角),掃描參數:TR 3.8 ms,TE 1.1 ms,層厚4.0 mm,層間距0 mm,矩陣260×260,激勵次數1;第5個時相掃描時注射對比劑(釓噴酸葡胺注射液,0.2 mmol/kg),注射速度3 mL/s;共掃描40個時相,單個時相掃描時間8 s,采集時間共320 s。(4)DWI:采用EPI序列,掃描參數:TR 5 000 ms,TE 68 ms,FOV 380×240,層厚5.0 mm,層間距1.0 mm,彌散敏感系數b值為50、1 000 s/mm2。

1.2.2 圖像分析 掃描完成后將初始圖像傳輸至syngo MR后處理工作站,采用Tissue 4D磁共振后處理軟件及Tofts模型進行處理分析。同層面圖像校準后,在對比劑強化區畫出ROI區,面積約為20 mm2,生成時間-信號強度(TIC)曲線;匹配軟件內的動脈輸入函數模型,獲取容積轉移常數(Ktrans)、血管外細胞外空間容積分數(Ve)和速率常數(Kep);在DWI/ADC圖上測量表觀擴散系數(ADC)值,連續測量3次,取平均值為最終結果。見圖1。

1.2.3 診斷標準 (1)局部浸潤:參考美國癌癥聯合會2017年發布的《AJCC癌癥分期手冊(第8版)》[6]對直腸癌術后病理T分期進行評估;(2)LNM:MRI判斷LNM標準:淋巴結邊緣呈不規則毛刺樣、內部信號混雜為LNM陽性;淋巴結邊界清楚、內部信號均勻為LNM陰性。DWI判斷LNM標準:b值為1 000 s/mm2的圖像上,至少發現1個表現為不均勻高信號或內部信號不一致的淋巴結為LNM陽性,未發現任何高信號淋巴結或內部信號均勻為LNM陰性。(3)CRM:MRI判斷CRM標準:MRI圖像上腫瘤外緣與直腸系膜筋膜間的距離<1 mm為CRM陽性,反之為CRM陰性。DWI判斷CRM標準:DWI圖像上腫瘤外緣與直腸系膜筋膜間的距離<5 mm為CRM陽性,反之為CRM陰性。

1.3 觀察指標

(1)對比不同T分期、LNM、CRM患者DCE-MRI定量參數和ADC值;(2)以病理檢查結果為“金標準”,比較DCE-MRI、DWI診斷T分期、LNM、CRM的準確率、敏感度和特異度。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 直腸癌患者病理檢查結果分析

62例直腸癌患者中,手術病理檢查證實T1-2期35例,T3-4期27例;經手術共清掃85枚淋巴結,其中轉移淋巴結64枚,非轉移淋巴結21枚;19例術后病理診斷為CRM陽性,43例為CRM陰性。

2.2 不同T分期患者DCE-MRI參數、ADC值比較

T1-2期患者Ktrans低于T3-4期患者,ADC值高于T3-4期患者(P<0.05)。兩組患者Ve和Kep比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 不同T分期患者DCE-MRI參數、ADC值比較

2.3 LNM陽性患者與LNM陰性患者DCE-MRI參數、ADC值比較

LNM陽性患者Ktrans高于LNM陰性患者,ADC值低于LNM陰性患者(P<0.05)。兩組患者Ve和Kep比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 LNM陽性患者與LNM陰性患者DCE-MRI參數、ADC值比較

2.4 CRM陽性患者與CRM陰性患者DCE-MRI參數、ADC值比較

CRM陽性患者Ktrans高于CRM陰性患者,ADC值低于CRM陰性患者(P<0.05)。兩組患者Ve和Kep比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3、圖2及圖3。

表3 CRM陽性患者與CRM陰性患者DCE-MRI參數、ADC值比較

2.5 DCE-MRI、DWI診斷T分期、LNM、CRM的診斷價值比較

DWI診斷LNM的準確率高于DCE-MRI(P<0.05),DCE-MRI診斷CRM的準確率高于DWI(P<0.05)。兩種診斷方法對直腸癌患者T分期診斷的準確率、敏感度和特異度比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 DCE-MRI、DWI診斷T分期、LNM、CRM的診斷價值比較(%)

3 討論

盡早對直腸癌進行診斷分期,并給予積極的治療,是提高直腸癌患者預后質量的重要舉措。常規MRI診斷直腸癌多基于主觀性觀察,無法進行定量分析,診斷準確率較低;DCE-MRI可根據對比劑的濃度變化,量化分析腫瘤組織血流動力學,從而對腫瘤疾病進行鑒別診斷[7]。DWI主要依據水分子的擴散情況間接反映腫瘤惡性程度,在腫瘤的病理分型方面應用價值較高[8]。

本研究分析了DCE-MRI、DWI評估直腸癌局部浸潤、LNM和CRM的應用價值,發現不同T分期患者、LNM與非LNM患者Ktrans、ADC值比較均存在明顯差異。相關細胞實驗[9]表明,腫瘤細胞生長過程中,新生血管數量及血管密度增加、血管內皮生長因子過表達、慢性炎癥刺激等因素會影響血管通透性,導致血管滲漏的發生。直腸癌患者由于腫瘤細胞異常增殖,其血流灌注水平隨著腫瘤直徑與局部浸潤深度的增加逐漸升高,會增加血管與細胞間隙的對比劑濃度差,從而使Ktrans值升高[10]。此外,隨著腫瘤細胞數量的增多,會持續積壓了細胞外空間,導致腫瘤組織內水分子運動受限,從而使DWI掃描時ADC值偏低[11]。邢士軍等[12]的研究也發現,直腸癌合并LNM患者的Ktrans值較非LNM顯著升高,DCE-MRI顯示腫瘤微觀組織學變化,尤其是血流灌注特征方面,具有較好的應用價值。腫瘤細胞可替代轉移淋巴結內正常的細胞,具有更大的微血管表面積和更嚴重的增殖、壞死狀態,易導致對比劑漏出增加,Ktrans值增加;而腫瘤細胞的增殖會使淋巴結由正常扁平形態發生改變,影響水分子的彌散過程,使ADC值明顯減小[13]。既往研究[14]證實,腫瘤分化程度與CRM陽性有關,分化程度越低,突破直腸壁向外浸潤的可能性越大。本研究中,與CRM陰性患者相比,CRM陽性患者Ktrans值更大、ADC值更小,考慮與腫瘤突破漿膜層時,腫瘤細胞擴散、淋巴轉移有關。本研究未觀察到不同T分期患者、LNM與非LNM患者、CRM陽性與CRM陰性患者Kep和Ve值的差異,考慮與細胞外間隙是滋養腫瘤的主要微環境,血管內向腫瘤灌注能力的差異更明顯有關。

進一步研究發現,DWI診斷LNM的準確率高于DCE-MRI,DCE-MRI診斷CRM的準確率高于DWI,提示DCE-MRI、DWI診斷直腸癌各具有優勢。分析原因可能是:(1)DWI增加了圖像對比度,有助于檢出更多的淋巴結;(2)DWI信噪比較MRI圖像更差,對細微結構判斷的敏感度低于MRI,導致DWI診斷CRM的準確率偏低[15]。

綜上,DCE-MRI、DWI對直腸癌局部浸潤、LNM、CRM均具有較好的診斷價值,DCE-MRI評估LNM的診斷價值優于DWI,DWI評估CRM的診斷價值優于DCE-MRI,臨床可考慮聯合兩種檢查方法,以提高直腸癌術前診斷效能。