磁共振T2加權圖像的紋理分析對直腸癌化療患者治療效果分析

苑樂添

山東省立醫院放射科，山東 濟南 250021

直腸癌是臨床常見惡性腫瘤疾病，有較高病死率。近年來直腸癌的發生率不斷提高，且發病人群也愈發年輕化[1]。通過直腸指檢、便常規和血清腫瘤標志物等早期檢查和篩查，可以有效發現直腸癌的存在，但是，由于直腸鏡只能獲取直腸內壁的信息，無法了解直腸外壁及其周圍組織的血管狀況，也無法準確判斷腫瘤的形態、大小和位置，因此，在確診直腸癌時，必須采用更先進的技術，如病理切片分析以及其他更精細的檢測手段，才能發現腫瘤的存在，從而有效預防和治療直腸癌。由于直腸鏡是一種侵入性手術，因此需要謹慎對待[2-3]。

當前，在直腸癌的治療中，采用最先進的新型輔助性放射性化學藥物已成為術后患者的首選，其療效卓越，可以明顯減少遠期腫瘤和局部復發的風險[4]，其中常用方法是磁共振掃描。通過高分辨率磁共振掃描，可以更加準確地揭示這些患者的疾病特征，包括腫瘤的外觀、尺寸和它們之間的聯系。其中，紋理分析可以幫助醫生更準確地識別和分辨良、惡性腫瘤，并且可以更好地預測治愈率。在紋理分析中，使用圖像后處理技術數量化紋理參數，對病理特征、組織類型具有更高的特征敏感性[5]，然而，盡管紋理分析的應用價值高，但其普及率則偏低，且相關報道也相對較少。對此，本研究選取116 例經手術治療后的直腸癌患者為研究對象，就評估磁共振T2 加權圖像的紋理分析對直腸癌化療患者的效果情況進行分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取山東省立醫院（本院）2019 年6 月至2022年10 月收治的116 例直腸癌患者為研究對象，本研究經本院醫學倫理委員會審核。納入患者均已經病理檢查、臨床檢查確診。根據緩解與否分為非完全緩解組（n=75）、完全緩解組（n=41）。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P> 0.05），具有可比性，見表1。

表1 兩組一般資料比較

1.2 納入與排除標準

納入標準：①均已經病理學檢查確診；②病灶區下緣距離齒狀線未超過10 cm；③術后腫瘤的消退分級資料完整；④無遠處轉移病灶出現；⑤對本研究知情同意。排除標準：①圖像質量不佳，紋理分析無法開展者；②伴磁共振檢查禁忌證者；③伴多原發癌或家族性腺瘤性息肉者；④臨床資料或影像資料缺失者；⑤對研究不配合或中途退出者。

1.3 方法

于手術治療后3 ～4 周，對研究所選病患開展常規化療，以靜脈滴注方式行奧沙利鉑（先聲藥業有限公司，國藥準字H20093899，規格：50 mg）治療，用藥量控制在50 mg/m2；以口服方式行卡培他濱（齊魯制藥有限公司，國藥準字H20133361，規格：0.5 g）治療，用藥量控制在825 mg/m2。1 個療程持續5 周，并且根據患者的實際情況，進行動態調整。

為了確保準確性，本研究針對每位接受化療的患者進行三維磁共振檢測。患者行坐位，使用T2WI技術進行掃描，具體參數包括：X 線間隔（0.3 mm）、X 線層厚度（3 mm）、X 線回波時間（115 ms）、X 線重疊次數（3500 ～5000 次）、X 線回波鏈長度（20 mm）。

為了更好地提取患者的紋理特征，本研究采用OmniKineitics 軟件，并邀請2 名具有豐富工作經驗的醫師進行雙盲法分析T2WI 掃描檢測圖像。根據其他磁共振掃描結果的參考，篩選出腫瘤最大層面的區域，然后計算紋理特征的能量參數、方差、峰度和熵。

1.4 觀察指標

1.4.1 分析患者紋理特征的能量參數和方差、峰度和熵 分別于治療前后分析兩組患者紋理特征的能量參數和方差、峰度和熵情況。

1.4.2 紋理分析各參數和患者病理完全緩解關系 在完全緩解組中，于治療后觀察分析紋理分析各參數（能量參數和方差、峰度和熵）和患者病理完全緩解的正負關系。

1.4.3 各指標對患者病理完全緩解價值預測 在完全緩解組中，于治療后分析磁共振掃描紋理的能量參數、方法、峰度和熵的特異度、敏感度和AUC的95%CI情況。

1.5 統計學處理

使用SPSS 27.0 統計學軟件處理數據，計量資料變量以均數±標準差（±s）表示，經Kolmogorov-Smirnov（K-S）檢驗方法證實其滿足正態性的條件，兩組比較采用t檢驗；計數資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗；預測效能相關性評估應用ROC 曲線分析；兩變量相關性分析用Pearson 相關性分析法，①無相關性：|r|<0.2；②弱相關性：0.2 ≤|r|<0.4；③中等相關性：0.4 ≤|r|<0.6；④強相關性：|r|≥0.6。P< 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者紋理特征的能量參數和方差、峰度和熵分析

治療前，兩組能量參數、方差、峰度和熵比較，差異無統計學意義（P> 0.05）；治療后，完全緩解組能量參數、峰度明顯高于非完全緩解組，完全緩解組方差、熵明顯低于非完全緩解組，差異有統計學意義（P< 0.05）。見表2。

表2 患者紋理特征的能量參數和方差、峰度和熵分析（±s）

?

2.2 各參數和患者病理完全緩解關系紋理分析

治療后，磁共振掃描紋理分析方差為r=-0.673，P=0.033<0.05；磁共振掃描紋理分析熵為r=-0.630，P=0.027<0.05，方差與熵呈負相關（P< 0.05）。磁共振掃描紋理分析峰度為r=0.722，P=0.015<0.05，磁共振掃描紋理分析能量為r=0.611，P=0.013<0.05，方差與峰度、能量的關系呈正相關（P< 0.05）。

2.3 各指標對患者病理完全緩解價值預測

在完全緩解組患者中，治療后磁共振掃描紋理的能量參數、方法、峰度和熵的特異度、敏感度均≥85%，AUC均≥0.85，見表3。

表3 各指標對患者病理完全緩解價值預測

3 討論

通過使用紋理分析，臨床可以通過分析磁共振圖像中的結構特征、灰度值的分布以及它們之間的關系來定量與定性分析腫瘤的性質與浸潤性，并且這種分析技術還可以觀察到一些人類無法直接感知的細微差別，這樣就可以使診斷結果更加精確，并為后續的臨床治療提供了重要參考[6-7]。

紋理分析法包括模型分析法、結構分析法與統計分析法三類[8]。應用統計學分析方法，可以通過觀察圖像中的像素的顏色、大小等信息來推斷它們的空間關系。圖像邊緣輪廓是關鍵信息之一，其量化指標是梯度[9]。通過使用灰度-梯度共生矩陣，可以清楚地展示出像素點的梯度與灰度之間的關聯，并且可以捕捉到它們的分布特征。這種矩陣還可以揭示出像素點之間的空間關系，并呈現出梯度方向的紋理。統計法常用圖分析分布規則性差、紋理相對細密[10]。

研究表明，在直腸癌患者的新輔助治療中，T2WI 持續性腫瘤信號和腫瘤體積變化可以作為有效的評估方法，而且這些信息與預后生存率和臨床療效之間存在著密切的聯系，病情這種聯系也能夠得到良好的證實[11-12]。本研究結果顯示，磁共振T2WI 掃描診斷直腸癌患者時，紋理分析圖像可預測新輔助放化療的療效。有研究報道表明，與CT 掃描檢查相比，在分辨率、噪聲比的比較中，磁共振檢查的實施更高，同時，患者通過實施高場強的磁共振掃描，減輕圖像噪音，從而精準探析紋理分析的生物異質性。另外，本研究結果顯示，紋理分析能有效區分直腸癌患者的完全緩解與未完全緩解，幫助醫師及時調整治療方案。本研究以116 例直腸癌者為研究對象，經上述結果分析可知，于治療后，完全緩解組的能量參數、峰度較非完全緩解組高，差異有統計學意義（P< 0.05）；與非完全緩解組比較，完全緩解組的方差、熵更低，差異有統計學意義（P< 0.05）。通過磁共振T2 加權圖像紋理分析，可以更準確地預測直腸癌患者的化療結局，從而更好地指導醫生采取相應的治療措施。然而，由于不同的診斷和技術，在進行這種治療方法的過程中，可能存在著不少的挑戰，如腫瘤的多樣性、特殊性等，這些因素都可能導致圖像的變得更為復雜，從而增大熵值。通過磁共振T2 加權圖像的紋理分析，臨床得以將診斷直腸癌的方法從傳統的定性方法轉換成更精準的定量方法，從而更有針對性地評估術后的生存率、準確的診斷出腫瘤的發育階段以及nCRT 的療效，這些信息都是非常重要的，有助于醫護人員實施針對性的個體化治療[13]。據研究表明，直腸癌患者接受新型的輔助治療，其結果顯著減少了腫瘤的惡性程度，并大大降低了熵值，這種情況下，癌癥患者的血液中會出現大量的存活細胞以及各種程度的纖維組織混合物，因此，臨床可以利用熵值來評估其空間分布的強弱[14]。

本研究發現，治療后，磁共振掃描紋理分析方差為r=-0.673，P=0.033<0.05；磁共振掃描紋理分析熵為r=-0.630，P=0.027<0.05，方差與熵呈負相關（P< 0.05）。磁共振掃描紋理分析峰度為r=0.722，P=0.015<0.05，磁共振掃描紋理分析能量為r=0.611，P=0.013<0.05，方差與峰度、能量的關系呈正相關（P< 0.05）。經過ROC 曲線的繪圖，結果顯示，當病情得到有效控制之前，完全緩解的病例中，磁共振掃描的能量參數、技術、峰度以及熵的準確率均≥85%，且AUC也均≥0.85。科學研究表明[15]，直腸癌患者接受治療之后，其重力狀況會表現為單一的變化，并可能會導致完全的纖維化。這種治療方法也可以作為敏感的指示器。科學家對已獲得完全控制的腫瘤患者開展了深入研究，結果表明，這些患者的癌細胞的特征得到了顯著改善，并表現為正常的細胞結構和功能。通過對圖像的分析可以準確地判斷癌細胞的特征，并預測其癌細胞的轉移和擴散。在這項研發中，本研究通過使用磁共振T2 加權圖像紋理來檢驗指標的差異。這種方法非常靈活，它可以把兩個不同的層次的信息融合在一起，并且可以把所有層次都作為測量的覆蓋范圍，這樣就可以更好地了解腫瘤的不同部位，并且更準確地描述它們的總體狀態。通過使用磁共振T2 影像技術，臨床可以更準確地診斷直腸癌，并且這種方法能夠大大改善直腸癌的治療效果。

綜上所述，本研究通過對直腸癌患者進行磁共振T2 加權圖像紋理分析，發現該技術對于評估新輔助化療療效和預測患者疾病狀態非常重要。當前，許多研究人員正致力于探索這種新技術，以更好地了解患者對化療藥物的反應。通過該技術，希望更好地了解患者對化療藥物的敏感程度，并為患者帶來更好的治療結果。通過采取磁共振成像技術，可以更準確地識別直腸癌患者接受新的輔助治療之后的腫瘤變化，這種技術擁有巨大的臨床應用潛力。