胃癌的ADC值与组织病理学因素的相关性研究

陆志华，姚鸿欢，周晓伟，曹燕，季立标，钱伟新



胃癌的ADC值与组织病理学因素的相关性研究

陆志华，姚鸿欢，周晓伟，曹燕，季立标，钱伟新

【摘要】目的：评估胃癌的ADC值与组织病理学因素的相关性。方法：回顾性分析68例胃癌患者的MRI资料，DWI b值取0和800 s/mm2。术后组织病理学因素包括肿瘤部位、TNM分期、组织学类型。分析肿瘤ADC值与各组织病理学因素之间的相关性。应用ROC曲线确定不同TNM分期和组织学类型的ADC鉴别界值。结果：随着胃癌TNM分期的增加，分化程度的减低，肿瘤的平均ADC值呈递减趋势。肿瘤的不同TNM分期、组织学类型和发生部位的ADC值差异具有统计学意义。诊断TNMⅠ期、Ⅱ期和高分化腺癌的ADC鉴别界值分别为0.917、0.906和1.034×10(-3)mm2/s，ROC曲线下面积分别为0.702、0.795和0.960。结论：ADC值作为一个无创性生物学指标有助于评估胃癌的组织病理学因素，包括TNM分期、组织学类型和发生部位。

【关键词】胃肿瘤；磁共振成像；扩散加权成像

磁共振扩散加权成像（DWI）是利用特殊序列在宏观成像上突出活体不同组织间水分子不同微观扩散运动的一种成像技术，可以反映组织细胞完整性及病理变化，其定量测量值-表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）能定量反映组织中水分子的扩散特性。目前，DWI联合定量ADC值对胃癌的研究主要集中在胃癌DWI相关参数的筛选、术前分期及对肿瘤化疗治疗的评估［1-4］，将DWI应用于胃癌组织病理学相关性的研究尚处于探索阶段，笔者回顾性分析了68例胃癌患者的MRI资料，评估胃癌的ADC值与组织病理学因素的相关性。

材料与方法

1.研究对象

回顾性分析苏州大学附属常熟医院2013年9月-2015年2月的82例胃癌病例。纳入标准：①MRI检查前胃镜活检确诊为胃癌；②术前未经辅助化疗治疗；③术前有完整的MRI影像资料；④术后取得完整的病理结果，包括肿瘤部位、TNM分期、组织学类型、分化程度。胃黏液腺癌由于富含黏液，ADC值较其它类型的胃癌明显增高，所以为不影响本研究数据的准确性，将术后病理证实的黏液腺癌病例排除在本次研究中。82例中，14例患者被排除出本研究，包括术后病理证实2例黏液腺癌，3例低分化腺癌伴黏液腺癌，5例无DWI图像，4例因不同原因的伪影致图像不清。共68例患者纳入本次研究中，男44例，女24例，年龄48～72岁，平均61.6岁。68例患者均于MRI检查后行手术治疗，其中60例患者行胃癌根治术（包括全胃切除和部分切除），8例患者行姑息性胃癌切除术。MRI检查后至手术的间隔时间为2～5 d，中位时间3 d。

2.检查方法

检查前患者禁食8 h，在无相关禁忌证（青光眼、前列腺过度肥大或严重心脏病）的情况下，于检查前10～15 min给予盐酸山莨菪碱（杭州民生药业有限公司）20 mg肌肉注射以使肠道处于低张状态。检查前10 min内不间断饮温水800～1000 m L充盈胃腔。检查前对患者进行呼吸训练。

MRI检查采用Philips Achieva 3.0T TX扫描仪，16通道相控阵表面线圈。仰卧位，头先进，扫描范围从膈顶至肾门水平。横轴面T2WI采用呼吸触发快速自旋回波序列（TSE），TR 1321 ms，TE 80 ms，矩阵268×278，层厚6 mm，层间距0.6 mm，视野37.5 cm× 30.2 cm×15.8 cm。DWI横轴面扫描采用单次激发自旋回波-平面回波序列（SE-EPI），采用化学位移脂肪抑制技术；TR 3000 ms，TE 72 ms，矩阵124×151，层厚5 mm，层间距1 mm，视野37.5 cm×30.2 cm× 16.6 cm；b值取0和800 s/mm2；扩散加权梯度施加在3个正交方向上。

3.病理学分类

纳入本研究的组织病理学因素包括：肿瘤部位、肿瘤TNM分期、组织学类型和分化程度。肿瘤部位分为上1/3（近端胃）、中1/3（中段胃）、和下1/3（远端胃）和≥2个部位。肿瘤的TNM分期采用2010年AJCC/UICC胃癌的TNM分期标准（第7版）［5］。按照分化程度不同，本组病例组织学类型分为低分化腺癌、中分化腺癌、高分化腺癌和印戒细胞癌。

4.图像分析

图像分析由两位分别具有5年和8年消化道肿瘤MRI诊断经验的影像医师在Philips Extended MR workspace 2.6.3.4上共同完成。两位医师除已知病变位置外，对胃镜结果、病理结果等其它情况均未知。ADC图在MRI工作站上自动后处理生成，ADC值的测量采用手动画出圆形兴趣区（region of interest，ROI），测量3次并取平均值的方法，ROI大小为20.8～85.2 mm2（平均48.6 mm2）。ROI放置原则：①DWI结合T2WI图像，确定病变最大层面，在最大层面内ROI尽量包含多的肿瘤组织；②避开坏死、出血及胃腔内容物，ROI的放置位置及大小由两位医师共同协商决定。

5.统计学分析

采用SPSS 16.0进行统计学分析。采用单因素方差分析对不同TNM分期、组织学类型和发生部位的肿瘤平均ADC值进行比较，组间两两比较采用LSD法检验。数据分析时均行Levene方差齐性检验。采用MedCalc软件绘制受试者工作特征曲线（ROC）确定不同TNM分期和组织学类型的ADC鉴别临界值，并计算曲线下面积（AUC），敏感性和特异性通过Youden指数法确定。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.组织病理学因素与肿瘤ADC值的相关性

随着胃癌TNM分期的增加，肿瘤的平均ADC值呈递减趋势（表1），不同TNM分期的肿瘤平均ADC值差异具有统计学意义（P＜0.001），进一步分析，两两组间的平均ADC值差异见图1。本组病例绝大多数为腺癌病例（图2～4），少数为印戒细胞癌和混合病例，其中3例低分化腺癌+印戒细胞癌和2例中分化腺癌+印戒细胞癌因病例数太少而排除在统计中。随着肿瘤分化程度的降低，平均ADC值呈下降趋势，印戒细胞癌的平均ADC值最低，不同组织学类型的平均ADC值差异具有统计学意义（P＜0.001），进一步分析，高分化腺癌与其它三组间的ADC值差异均具有统计学意义（P＜0.001），其它两两组间的ADC值差异无统计学意义。胃癌不同发生部位的肿瘤平均ADC值差异亦具有统计学意义（P=0.014），≥2个部位的肿瘤平均ADC值最低，与上1/3、中1/3和下1/3 的ADC值差异均具有统计学意义（P值分别为0.010、0.007和0.006），其它3个部位两两组间的ADC值差异均无统计学意义。

2.不同TNM分期和组织学类型的ADC鉴别界值

TNMⅠ期与Ⅱ期、Ⅱ期与Ⅲ期、Ⅲ期与Ⅳ期、高分化腺癌与非高分化腺癌的ADC诊断鉴别临界值见表2。

表1　不同组织病理学因素分组的平均ADC值

表2　不同TNM分期、组织学类型的ADC鉴别界值 （×10-3mm2/s）

讨 论

胃是一个空腔脏器，DWI极易受患者呼吸、血管搏动及胃肠道蠕动的影响，3.0T磁共振仪的强磁化率对于胃肠道这些磁化率不同的组织来说增加了静磁场的不均一性，因而磁敏感伪影及图像变形会更加明显，从而影响病变的显示。本研究中每例患者检查前肌注20 mg盐酸山莨菪碱，以减少胃肠蠕动造成的运动伪影，同时，DWI采用SE-EPI序列，在一定程度上降低了图像变形和伪影发生率。有4例患者的DWI图像因运动伪影和磁敏感伪影影响病变的显示而被排除出本研究。与正常胃壁或良性肿瘤相比，胃癌的肿瘤细胞密度更高、细胞间隙更小、肿瘤组织中自由水分子的扩散程度更小，从而形成ADC值的差异，进而能定量反映肿瘤的病理组织学信息，包括肿瘤分化等级、T分期、N分期等。DWI的这些特点已应用于多种肿瘤的研究中［6-8］，在胃癌方面，已有文献报道了ADC值能作为生物标记评估胃癌化疗治疗的效果［3］，但将ADC值与胃癌组织病理学因素的相关性研究尚处于探索阶段。

影响胃癌预后的临床病理因素很多，其中TNM分期能客观地反映肿瘤的生物学行为以及疾病的进展程度，其在评估胃癌预后方面的应用价值已得到广泛的印证。有研究证实随着胃癌的TNM分期升高，胃癌患者术后累积生存率逐步降低［9］。本研究中，随着TNM分期的增加，肿瘤的平均ADC值呈下降趋势，不同分期的肿瘤平均ADC值差异具有统计学意义。笔者推测胃粘膜上皮被肿瘤破坏后，随着浸润胃壁深度的增加和淋巴结发生转移，肿瘤细胞逐渐增大、增多，核浆比值增高，细胞间隙内可供水分子自由扩散的空间更小，故ADC值产生明显差异。进一步两两分析，除Ⅲ期和Ⅳ期的肿瘤平均ADC值差异无统计学意义外，其余两两组间肿瘤平均ADC值差异均具有统计学意义，经ROC曲线分析，以0.917×10-3mm2/s为临界值诊断Ⅰ期胃癌的AUC达到0.702，以0.906×10-3mm2/s为临界值诊断Ⅱ期胃癌的AUC达到0.795。Ⅲ期和Ⅳ期胃癌肿瘤平均ADC值相近，原因在于绝大多数发生转移的胃癌患者术前先行化学治疗，纳入本研究的M1期患者数少。本组结果提示ADC值能够无创性地反映肿瘤的生物学信息，ADC值越低，肿瘤的TNM分期越高，并有助于术前无创性地筛选出需要化疗的病例。

本组病例中，随着腺癌分化程度的降低，肿瘤的平均ADC值逐渐降低，差异具有统计学意义，原因为随着肿瘤分化程度的降低，肿瘤细胞生长更为密集，核浆比值增高，癌细胞密度更大，细胞间隙内水分子扩散能力受限更大，故ADC值更低。另外，本组病例中印戒细胞癌的平均ADC值最低，与低分化腺癌的平均ADC值相近（0.888 vs 0.912），原因可能为印戒细胞癌与低分化腺癌在组织学上细胞大小、细胞密度和核浆比值相似，故表现为肿瘤的ADC值相近。而在临床病理学研究中证实印戒细胞癌与低分化腺癌均属预后较差的类型［10］。本组结果提示ADC值能够反映肿瘤的病理组织学特征，与Liu等［11］和李婷等［12］的报道一致。通过ROC曲线分析，以1.034×10-3mm2/s为临界值诊断高分化腺癌的敏感度为93.10%，特异性度100%，AUC达到0.960。

有研究结果认为肿瘤部位是影响胃癌预后的独立因素，生存曲线显示近端胃癌术后远期生存率较远端胃癌低，同时当肿瘤侵犯超过一个分区时，生存曲线显示累积生存率最低［9］。本组结果显示近端胃、中段胃和远端胃的肿瘤ADC值相近，两两之间的差异无统计学意义，原因可能为病例较为分散，每个分组内病例数较少有关，后续还需扩大样本进一步分析。同时，本组结果显示≥2个部位的肿瘤平均ADC值最低，与其它三组部位的ADC值差异均具有统计学意义，这与临床病理学研究一致，原因可能是由于病变范围越广泛，疾病分期越晚有关。

本研究还存在如下不足，首先本研究为回顾性分析，入选病例分布不均衡，有些分组内的病例数太少；其次，对于小的病灶，胃腔内液体的部分容积效应可影响ADC值的准确性，本研究中DWI的层厚为5 mm，对于小于10 mm病灶的ADC值就可能存在部分容积效应的影响；最后，本研究中的ADC值为手动在肿瘤的最大层面画出ROI，测量3次并取平均值，该方法虽能避开坏死、出血及胃腔内容物，但取得的ADC值不能真实地反映组织成分多样的胃癌的生物学特性，上述这些不足均可能会造成数据统计结果出现偏差。

综上所述，随着胃癌TNM分期的增加，分化程度的减低，肿瘤的平均ADC值呈递减趋势。本研究结果提示ADC值能作为一个无创性生物学指标预测胃癌的组织病理学特征，并有助于术前无创性地筛选出需要化疗的病例。

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Study of correlation between apparent diffusion coefficient value and histology features in gastric cancer

LU Zhi-hua，YAO Hong-huan，ZHOU Xiao-wei，et al.Department of Radiology，Affiliated Changshu Hospital of Soochow University，Jiangsu 215500，China

【Abstract】Objective：To evaluate the correlation between histology features and apparent diffusion coefficient（ADC）value on diffusion-weighted imaging（DWI）of gastric cancer.Methods：MRI materials of 68 cases with gastric cancer were analyzed retrospectively.The b values were 0，800s/mm2on DWI.Post-surgical pathologic features included tumor site，TNM staging and histology pattern.Correlation between ADC values and histology features were analyzed.Receiver operating characteristic curve（ROC）analysis was performed to find out the diagnostic cutoff of the ADC value，to distinguish different TNM staging and histology pattern of gastric cancer.Results：As the TNM stage increased，the mean ADC values of gastric cancer showed a trend of decreasing.There were significant differences in the mean ADC values among gastric cancer with different TNM stageing，histology pattern and tumor site.The diagnostic cutoff of the ADC values used to distinguish TNM stageⅠ，stageⅡand well differentiated adenocarcinaoma was 0.917，0.906，and 1.034×10(-3)mm2/s respectively，the area under the ROC curve was 0.702，0.795 and 0.960 respectively.Conclusion：The ADC values as a noninvasive biology parameter，might be helpful for evaluating the histological features of gastric cancer，including TNM staging histology pattern and tumor site.

【Key words】Gastric neoplasms；Magnetic resonance imaging；Diffusion weighted imaging

收稿日期：（2015-08-20）

作者简介：陆志华（1979-），男，江苏常熟人，博士研究生，副主任医师，主要从事磁共振新技术应用的研究工作。

DOI：10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.03.011

【中图分类号】R445.2；R735.2

【文献标识码】A

【文章编号】1000-0313（2016）03-0240-05

作者单位：215500 江苏，苏州大学附属常熟医院放射科