磁共振DWIBS在结直肠癌术后局部复发中的诊断价值

2015-04-20 06:14孙西河徐芹艳葛艳明
湖北民族大学学报(医学版) 2015年4期
关键词:信号强度正确率磁共振

郑 云,孙西河,徐芹艳,王 颖,葛艳明

1.潍坊医学院医学影像学系(山东潍坊261053)

2.潍坊医学院附属医院影像中心(山东潍坊261031)

磁共振DWIBS在结直肠癌术后局部复发中的诊断价值

郑 云1,孙西河2∗,徐芹艳2,王 颖2,葛艳明2

1.潍坊医学院医学影像学系(山东潍坊261053)

2.潍坊医学院附属医院影像中心(山东潍坊261031)

目的探讨磁共振背景抑制扩散加权成像(DWIBS)在结直肠癌术后局部复发灶中的诊断价值。方法对49例结直肠癌术后并经病理证实的患者,均行常规MRI及DWIBS检查,其中有5例行MR增强检查。回避囊变坏死区,测量复发灶与邻近正常肠管在常规MRI及DWIBS中的表观弥散系数(ADC)值,信号强度(SI)及背景噪声标准差(SD),分别计算在T1WI、T2-STIR、DWIBS中复发灶的对比噪声比(CNR)。判断常规MRI及DWIBS联合序列在结直肠癌术后复发灶中的准确性、敏感性及特异性。结果DWIBS对结直肠癌术后复发灶诊断的敏感性为100%,准确性为95.9%;复发组信号强度明显高于对照组(P<0.05),ADC值明显小于对照组(P<0.05);DWIBS联合序列与常规MRI序列对复发组的诊断无明显统计学差异(P>0.05)。结论DWIBS对结直肠癌术后复发灶的监测灵敏度较高,增加DWIBS可提高诊断术后复发灶的敏感率及正确率。

磁共振背景抑制扩散加权成像;结直肠癌;术后复发

结直肠癌术后局部复发是结直肠癌患者术后影响预后的重要因素[1],诊断术后复发的方法很多,各有优缺点。磁共振背景抑制扩散加权成像(DWIBS)对结直肠癌的临床研究多集中在术前分期[2]、原发灶的筛查[3]等,而对术后局部复发的评估价值研究较少。本文旨在探讨DWIBS在结直肠癌术后局部复发中的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 病例资料搜集2013年9月至2015年1月我院的结直肠癌术后并经病理证实的患者49例,其中男31例,女18例,年龄27~88岁,平均61.5岁,术后时间1.2~1.7年,平均术后时间1.45年,溃疡型中分化腺癌42例,粘液腺癌2例,其他5例,行轴位T1WI、T2-STIR、DWIBS检查,其中5例增加增强检查。临床症状表现为便血、腹痛、大便习惯及性状的改变。所有病例经穿刺活检、二次手术、肠镜活检病理结果及随访证实;连续2次以上随访中MRI结果为病变增大(>25%)定为局部肿瘤复发,随访时限为3个月,连续两次以上MRI检查显示病变稳定或缩小为无复发。根据检查结果分为复发组和无复发组,将无复发组作为对照组。局部复发21例(合并转移11例),对照组28例。

1.2 检查方法采用1.5T磁共振仪(荷兰飞利浦公司Achieva Nova Dual 1.5T超导双梯度MR仪)。所有病例均用4通道体表线圈,患者采取仰卧位,行轴位T1WI、T2-STIR、DWIBS、最大密度投影(MIP)及黑白反转成像。成像参数T1WI(TR/TE:400/14 ms,层厚4mm,层间距1mm,FOV:35mm,矩阵228× 448,NEX:3);T2-STIR(TR/TE:3500/65ms,层厚4 mm,层间距:1 mm;FOV:35 mm,矩阵 224×256,NEX:3);DWIBS(TR/TE:1400/65ms,TI:180ms;层厚5 mm,层间距 0,FOV:38 mm,矩阵 128×176,NEX:6)。

1.3 图像分析由两名具有15年以上高年资MR医师在PACS工作站通过双盲法阅片并观察复发灶的大小、位置、数目、周围侵犯情况、表观弥散系数(ADC值)及DWIBS上信号强度。意见不一致时协商解决。复发灶的肠壁厚度、受累长度的测量采用磁共振仪自带标尺于DWIBS上测量复发灶高信号区域的厚度及受累长度。复发灶的信号强度、背景噪声的标准差及ADC的测量:采用磁共振仪自带分析软件,选取病变最大层面信号均匀区域为感兴趣区(ROI),避免囊变坏死区,均测量3次取平均值作为最终值,并计算复发灶的对比信噪比(CNR)。计算公式为:CNR=(SI病变–SI正常)/σ,SI病变表示病变的信号强度,SI正常表示所对应的邻近正常组织的信号强度,σ表示病变所在平面的背景噪声的标准差。

1.4 统计学方法采用SPSS 17.0软件包进行统计学分析,计量资料采用均数±标准差(±s)表示,比较采用两独立样本t检验,计算两组的灵敏度、特异度及准确性并绘制ROC曲线,计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有显著性。

2 结果

2.1 常规MRI和DWIBS诊断结果及其比较结直肠癌术后复发常规MRI表现为术区肠壁的不均匀增厚,肠腔变窄,呈稍长T1长T2信号,DWIBS序列上信号明显增浓,于ADC图上呈现低信号(图1~4,见封二)。纤维瘢痕组织在T2WI序列上呈低信号(图5,见封二)。复发21例,无复发28例,常规MRI最终正确诊断45例,1例假阳性,3例假阴性,对结直肠癌术后复发检出的灵敏度为85.7%(18/21),特异度为96.4%(27/28),假阴性率为14.3%(3/21),假阳性率为3.6%(1/28),正确率为91.8%(45/49),阳性预测值94.7%(18/19),阴性预测值90%(27/30)。常规序列+DWIBS联合序列最终正确诊断47例,2例假阳性,无假阴性诊断,检出的灵敏度为100%(21/21),特异度为92.9%(26/28),假阴性率为0(0/21),假阳性率为7.1%(2/28),正确率为95.9%(47/49),阳性预测值91.3%(21/23),阴性预测值100%(26/26)。其中5例增加增强扫描,3例为复发,2例无复发,复发病灶呈明显强化,无复发者瘢痕组织呈轻度强化(图6,见封二),由于病例较少,未纳入统计学分析。

2.2 常规MRI与DWIBS联合序列两种方法对复发组、对照组的比较复发组:χ2=3.231,P=0.072,DWIBS联合序列较常规MRI序列对复发组的诊断无明显差异(P>0.05);对照组:χ2=0.352,P=0.553,DWIBS联合序列与常规MRI序列对对照组的诊断无明显差异(P>0.05)(见表1)。

表1 常规MRI与DWIBS联合序列对两组的诊断结果

2.3 常规MRI与DWIBS联合序列对局部复发的诊断能力的ROC曲线对常规MRI及DWIBS联合序列对局部复发的诊断能力绘制ROC曲线。常规MRI对术后局部复发的敏感度为85.7%,特异度为96.4%,AUC为0.728;DWIBS联合序列对术后局部复发的敏感度为100%,特异度为92.9%,AUC为0.813;DWIBS联合序列的曲线下面积(AUC)大于常规MRI序列,说明DWIBS联合序列较常规MRI序列诊断价值高,但AUC之差无统计学差异(P>0.05)(图7,见封二)。

2.4 结直肠癌复发组与对照组ADC值、信号强度及CNR的比较采用两独立样本t检验,在DWI图像上,复发灶信号强度明显高于对照组(P<0.05),于ADC图上,复发灶的ADC值明显低于对照组(P<0.05);复发组的CNR高于对照组(P<0.05)(见表2)。

表2 两组的信号强度、ADC值、CNR的比较(±s)

表2 两组的信号强度、ADC值、CNR的比较(±s)

注:采用两独立样本t检验,两组信号强度的比较:两方差不齐(F=7.747,P=0.008,P<0.05),t=3.818,P=0.001(P<0.05);两组ADC值的比较,两方差不齐(F=4.259,P=0.045,P<0.05),t=-2.542,P=0.016(P<0.05);两组 CNR的比较,两方差不齐(F=12.428,P=0.001,P<0.05),t=2.973,P=0.006(P<0.05)。

分组 n 信号强度值ADC值(10-6mm2/s) CNR复发组 21 453.57±207.88 1330.98±576.49 67.41±69.68对照组 28 257.33±127.89 1703.66±398.11 19.28±29.41

3 讨论

对结直肠癌术后的患者,盆腔复发率高于30%,并大多发生在术后2年内,约5%~15%表现为局部复发[4-5]。局部复发可导致严重的致死率及致残率,再次手术切除可提高患者的生存率,故术后早期诊断至关重要。盆腔局部复发影像诊断目前包括CT、MRI和PET/CT,由于术后解剖结构紊乱,对于较小的复发灶诊断困难。PET-CT价格昂贵,难以动态观察[6]。

3.1 常规MRI序列对术后局部复发灶的诊断价值常规MRI具有良好的软组织分辨率,可显示精细的解剖学特征,包括吻合口及周围组织结构情况,常规MRI可显示清晰的形态学特征,被认为是检查结直肠癌局部复发很好的技术[7]。局部复发灶表现为吻合口区不规则软组织肿块影,在T1WI序列上呈现为低信号,在T2WI压脂序列上表现为高信号。T2WI序列对局部复发灶及纤维瘢痕组织的鉴别较为敏感,复发灶表现为高信号,瘢痕组织由于含有纤维成分呈低信号,但对于较小的复发病灶很可能被纤维组织所掩盖,所以特异性不高[8]。本研究中,常规MRI序列诊断结果1例假阳性,3例假阴性,假阳性的病例可能是炎性组织亦表现为长T2信号,与复发灶不易区分。假阴性病例可能是复发灶较小不易观察。曹务腾等[9]研究表明5年以上高年资诊断医师行常规MRI序列诊断局部复发灶的灵敏度、特异度分别为86.2%、85%。Alban等[10]研究表明15年以上高年资诊断医师诊断的灵敏度、特异度分别为88%、95%。本研究显示常规MRI序列的灵敏度达85.7%,特异度达96.4%,正确率为91.8%。本研究中采用常规MRI序列诊断复发灶的正确率较高,可能是由于诊断医师具有较高水平及体积较大的复发灶占的比例较大。

3.2 DWIBS的优势及特点磁共振弥散加权成像(DWI)是一种显示水分子运动的成像技术。Taka⁃hara等[11]提出DWIBS的概念,DWIBS不同于DWI的是不需要呼吸抑制,是在自由呼吸状态下采集信号,在DWI基础上加入脂肪抑制、黑白反转技术,抑制背景信号,突显病灶,从而提高肿瘤检出率。DWIBS由于背景信号被抑制,解剖信息缺乏,在解剖定位方面,常规MRI序列是必不可少的,DWIBS与常规MRI序列的联合可提高灵敏度及特异度。

3.3 常规MRI结合DWIBS联合序列对结直肠癌术后复发灶的诊断价值常规MRI序列从形态学上显示病变,而DWIBS是从功能学上诊断肿瘤。本研究中常规MRI序列的灵敏度、特异度、正确率分别为85.7%、96.4%、91.8%;常规MRI与DWIBS联合序列的灵敏度、特异度、准确率分别为 100%、92.9%、95.9%,DWIBS联合序列与常规MRI序列对复发灶的诊断无明显统计学差异,表示常规MRI序列诊断复发灶的正确率较高,增加DWIBS序列后诊断正确率进一步提高,虽然两者之间无统计学差异,这与Colosio A[10]等学者的研究结果一致。增加DWIBS序列假阴性率明显降低,这是由于DWIBS序列复发灶表现为明显高信号,敏感率明显提高,对于比较小被纤维组织掩盖的复发灶在常规MRI序列容易漏诊,在DWIBS序列上表现为高信号,极容易被鉴别出来,DWIBS提高了小病灶的检出率。本研究中灵敏度为100%,特异度较常规MRI序列略低,可能是因为炎性病变也表现为DWIBS信号强度增高,这可通过ADC图将炎性病变与肿瘤组织鉴别开来[12],本文定量测量了ADC值,复发灶的ADC值明显低于对照组。

3.4 ADC值对结直肠癌术后局部复发的诊断价值ADC值能定量的反应水分子扩散的难易程度,其计算至少需要2个不同b值的图像。前期研究表明,高b值较低b值测量肿瘤的ADC值稳定性高;采用b值=800 s/mm2图像质量较好。ADC值越大,DWIBS信号强度越低,反之,ADC值越小,DWIBS信号强度越增浓。本研究中复发组的ADC值较对照组的明显减低。常规MRI序列的假阳性率为3.6%,DWIBS联合序列的假阳性率为7.1%。对于DWIBS联合序列中假阳性率增高,ADC值可进一步进行鉴别,使假阳性率降低。此在本课题前期工作中已进行阐述[13]。

本研究存在一些不足之处,其中早期病例数量较少,增强病例不够,增加早期病例及增强检查为后续研究的重点。综上所述,DWIBS安全无创,简单易行,对结直肠癌术后复发灶监测敏感性较高,能直观监测术后复发病变,可弥补常规MRI序列的不足,与常规MRI序列相比,增加DWIBS可提高诊断术后复发灶的敏感率及正确率,可作为诊断术后复发的常规序列。临床上可用DWIBS判断预后及定制术后治疗方案,对临床有指导意义。

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The Diagnosis Value of Background Suppression Diffusion W eighted Imaging(DW IBS)in Assessing Postoperation Recurrence of Colorectal Cancer

ZHENG Yun1,SUN Xihe2,XU Qinyan2,WANG Ying2,GE Yanming2
(1.Department ofMedical Imaging ofWeifang Medical University,Weifang 261053,China;2.Department ofRadiology,Affiliated hospital ofWeifang Medical University,Weifang 261031,China)

ObjectiveTo explore the diagnosis value of background suppression diffusion w eigh⁃ted im aging(DW IBS)in assessing postoperation recurrence of colorectal cancer.Methods 49 cases of postoperation colorectal cancer confirm ed by pathology underw ent conventional MRI and DW IBS and 5 cases underw ent gadolinium-enhanced MRI.Cystic necrosis area w as avoid,the apparent diffusion coefficient(ADC)value,the signal intensity(SI)and the standard devi⁃ation of background noise(SD)of lesion and adjacent norm al tissues w ere m easured in con⁃ventionalMRIand DW IBS.The averages of contrast to noise ratio(CNR)w ere calculated in T1W I,T2-STIR and DW IBS respectively.the accuracy,sensitivity and specificity w ere calculated in conventionalMRIand DW IBS.ResultsThe DW IBS diagnostic accuracy rate of recurrence w as 95.9%,the sensitivity w as 100%.The recurrence appeared high signal on DW IBS,its signal in⁃tensity w as higher than the contrast group(P<0.01),its ADC value w as m arkedly low er than the contrast group(P<0.05).The diagnosis of recurrence group betw een conventionalMRIand DW IBS had no significant differences(P>0.05).ConclusionDW IBS is sensitive in the recur⁃rence of the postoperation of colorectal cancer,the conventional MRIw ith DW IBS could en⁃hance the sensitivity and accuracy rate of the postoperation recurrence of colorectal cancer than conventionalMRIalone.

DW IBS;Colorectal cancer;Postoperation recurrence

R735.34

A

1008-8164(2015)04-0014-04

2015-10-15责任编辑:牟冬生

山东省医药卫生科技发展计划项目(2013WS0276)。

郑云(1987-)女,山东寿光人,在读硕士研究生,研究方向:结直肠癌中的磁共振诊断;∗

孙西河,男,主任医师,教授,硕士生导师,研究方向:骨关节疾病及腹部分子影像学。

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