高分辨薄层直肠核磁共振新序列（3.0T RESOLVE-DWI）在直肠癌临床分期中的价值评估

丁静静 罗金龙,2 曾瑞腾 孙家瑜 邢丽红 张洪静 刘雪婷 李媛 杨烈周总光

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是危害人类健康的常见恶性肿瘤，在全球范围内发病率分居男性、女性恶性肿瘤的第3、第2位。在中国，结直肠癌发病率和死亡率均位居恶性肿瘤第5位，呈逐年递增趋势，年增长率分别为4.2%、1.6%［1］。早诊早治和规范化诊疗是降低结直肠癌死亡率的根本途径。按照规范化诊疗要求，应采用影像学进行准确的TNM临床分期，根据不同分期制定个体化综合治疗方案。对于直肠癌，临床分期为Ⅰ期的患者可直接行根治性手术，而Ⅱ/Ⅲ期患者大多数需行新辅助放化疗［2］。直肠癌的影像学评估手段包括CT、经直肠腔内超声和MRI。CT的主要价值在于进行胸腹部远处脏器的评估，即M分期，对于肿瘤局部T、N分期的准确性低。MRI和经直肠腔内超声对于肿瘤局部T、N分期的诊断准确性优于CT，但经直肠腔内超声的准确性受操作者的经验、水平影响大，且不能提供直观的影像学资料，普通盆腔MRI受到扫描角度、层厚、分辨率等局限，对于T、N分期的价值也有限。

直肠高分辨薄层MRI针对直肠采用多角度扫描、层厚更薄、空间分辨率更高，评估T、N分期的准确性显著优于普通盆腔MRI，是目前进行直肠癌T、N分期的最佳影像学手段［3］。但是，目前直肠高分辨薄层MRI在直肠癌术前分期中存在以下问题：（1）现有序列分辨率、精度有待提高，限制了分期的准确性；（2）MRI术前T分期的准确性尚缺乏研究数据；（3）表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）与肿瘤 T 分期的相关性尚不明确，ADC值在判断转移性淋巴结中的价值存在争议。近期，西门子公司推出了MRI新序列（3.0T RESOLVE-DWI）（https://static.healthcare.siemens.com），新序列具有显著提高分辨率和清晰度，可望提高直肠癌术前T、N分期的准确性。本研究旨在评估高分辨薄层直肠MRI新序列（RESOLVE-DWI）对直肠癌术前临床T分期判断的准确性，ADC值与肿瘤T、N分期及分化程度的相关性。

资料与方法

一、临床资料

收集2015年7月至2016年6月四川大学华西医院收治的直肠癌病例。纳入标准：（1）病理确诊直肠癌；（2）已经行直肠癌根治性手术；（3）行术前直肠RESOLVE-DWI扫描；（4）有完整的术后病理报告。排除标准：（1）非行直肠癌根治性手术；（2）行新辅助治疗后未行再次行术前RESOLVEDWI扫描；（3）RESOLVE-DWI图像质量差。以术后肿瘤标本的病理检查结果为准，按照美国癌症联合委员会（American Joint Committee on Cancer，AJCC）/国际抗癌联盟（The Union for International Cancer Control，UICC）结直肠癌TNM分期（2009）标准进行分期［4-5］。T分期按照 T1～T2，T3，T4分为三组；肿瘤分化程度按照低-中分化，中-高分化分为两组；肿瘤N分期按照有无淋巴结转移分为两组；所有患者均按照术前是否行新辅助治疗分别进行统计分析。

二、影像学资料

（一）设备及扫描参数

采用Siemens 3.0T Skyra MR扫描仪，Body 18通道相控阵列线圈。检查前2 h肛注开塞露清肠道，肠腔内不使用任何对比剂，检查时嘱患者尽量保持平静呼吸，减少身体运动。扫描序列及相关参数：轴位T2WI及DWI。T2WI轴位（与病变肠道垂直且包全盆腔），TR 4 680 ms，TE 96 ms，矩阵（Matrix）384×281，视野（FOV）236 mm×260 mm，层厚3 mm。RESOLVE-DWI，TR5 000 ms，TE 66 ms，矩阵（Matrix）128×128，视野（FOV）216 mm×216 mm，层厚4.5 mm，b值为0 s/mm、600 s/mm、1 000 s/mm。

（二）数据采集及ADC值测量

由两位放射科磁共振诊断医师在不清楚知病理结果的前提下分别对75例直肠癌患者进行T、N分期评估及ADC值测量，意见不一致时协商取得一致。根据T2WI图像进行T分期，ADC值根据DWI图像，分别于直肠肿瘤及直肠周围淋巴结手动画定感兴趣区（region of interest，ROI），并将ROI复制到ADC图上，测量整个肿瘤及周围淋巴结ADC值，并取两者平均值。ROI选取的基本原则：（1）ROI的形态主要根据病灶的具体形态来决定；（2）ROI的大小和位置的选择应围绕病灶一周大于总面积的2/3，避开空洞、肠腔气体内容物及液化坏死物；（3）淋巴结/癌结节ADC值测量主要是＞2 mm的结节［6］（图1）。

三、统计学分析

所有数据应用SPSS 22.0（Chicago，IL）处理，数据正态性检验采用单样本正态分布检验，计量资料以均数±标准差表示，病理T分期与MRI T分期一致性比较采用Kappa检验，κ大于0.75认为一致性较好。ADC值与病理结果比较采用单因素方差分析，方差不齐时采用秩和检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

结 果

一、一般资料

共收集75例直肠癌，其中，男性患者49例，女性患者26例，平均年龄（61.81±12.39）岁；行新辅助放疗5例，未行新辅助化疗2例，行新辅助放化疗10例，均未行术前化疗58例；肿瘤下缘距肛缘距离（3.93±1.31）cm；术后病理TNM分期（pTNM）为Ⅰ期3例，Ⅱ期11例，Ⅲ期40例，Ⅳ期21例。

二、MRI T分期与病理的T分期对比

患者病理T分期与MRI T分期对照见表1。在未行新辅助治疗组，病理分期为T1期的4例，MRI分期3例为T2、1例为T3，准确率为0；病理分期为T2期21例，MRI分期为T2期8例，准确率为38.1%；病理分期为T3期25例，MRI分期为T3期18例，准确率为72%；病理分期为T4期7例，MRI分期为T2期1例、T3期5例、T4期1例，准确率为14.3%，Kappa一致性检验显示，病理T分期与MRI T分期一致性κ值为0.200。在行新辅助治疗组，病理分期为T1期的2例，MRI分期1例为T1，准确率为50%；病理分期为T2期3例，MRI分期为T2期1例，准确率为33.3%；病理分期为T3期12例，MRI分期为T3期9例，准确率为75%；病理分期为T4期1例，MRI分期为T3期1例、T4期0例，准确率为0%。患者病理T分期与MRI T分期一致性κ值为0.270。见表1。

图1 为ADC图。1A：男，60岁，肿瘤位于直肠上段，病理分期：pT3，病灶ADC值：1 056.00±457.59；1B：男，83岁，肿瘤位于直肠中上段，病理分期：pT3，ADC值702.00±441.46；1C：男，61岁，图中所示结节：编号1、位于乙状结肠系膜区，直径8 mm，ADC值1 194.00±235.28；编号2、位于乙状结肠系膜区，直径5 mm，ADC值902.00±122.61；编号3、位于乙状结肠系膜区，直径5 mm，ADC值1 196.00±121.59，病理分期：pN1c

三、ADC值与病理T、N分期及肿瘤分化程度相关性

直肠肿瘤ADC值在未行新辅助治疗组（F=0.074，P=0.929）和行新辅助治疗组（F=0.737，P=0.496）中均与病理T分期无显著相关性。见表2。与肿瘤分化程度也无显著相关性（未行新辅助治疗组：F=0.076，P=0.783；新辅助治疗组：F=4.385，P=0.627）。见表3。在未行新辅助治疗的患者中，淋巴结ADC值在术后病理淋巴结阳性组高于淋巴结阴性组（F=0.073，P=0.012），而在新辅助治疗组无统计学差异（F=0.035，P=0.793）。见表3和图2。

讨 论

本研究结果显示，在未行新辅助治疗组中，MRI的T分期准确性从病理分期T1、T2到T3呈逐渐升高趋势，依次为0、38.1%和72%。其中，MRI对病理分期T1的4例评估均偏高（3例T2，1例T3），而对于病理分期T2的18例也有10例评估偏高（3例T3，7例T4），对于T3的准确率高达72%。MRI对病理分期T4的7例评估偏低（5例T3，1例T2）。Kappa一致性分析显示一致性差。该结果提示，对于未行新辅助治疗的直肠癌，MRI对于T1～T2的早期肿瘤趋于高估T分期而对于T4趋于低估的可能性，对于T3分期最准确，但总体与病理T分期的一致性差。

本研究结果显示，无论术前是否行新辅助治疗，肿瘤ADC值与T分期无显著相关性。磁共振DWI通过观察活体组织水分子扩散运动进行功能成像，常使用ADC值定量反映组织中水分子的扩散特性［7］。由于ADC值不仅受到细胞内外水成分比例改变和细胞外水分扩散路径影响，而且受到ROI、温度及b值选取的影响，目前报道不一，且目前多选用1.5 T，盆腔MRI进行扫描，扫描准确性相对较低［8］。本研究采用3.0 T高分辨薄层直肠MRI进行研究，以期获得高质量影像学治疗，提高直肠癌检查准确性。对于直肠癌ADC值与术后病理T分期的相关性，目前文献报道不尽相同。Akashi等［9］报道肿瘤ADC值与不同CEA水平、T分期、N分期、淋巴血管侵犯，以及局部复发均无统计学关系。陆志华等［10］研究显示，肿瘤ADC值与T分期有统计学意义。但目前大部分文献报道肿瘤ADC值与T分期的相关性不大。DWI提供的量化指标ADC值通过反应组织内水分子扩散运动来定量分析出肿瘤组织，肿瘤生长较快，组织内密度较大，细胞大小差异越大，水分子的扩散越受限，ADC值就越能定量反映组织内水分子的扩散运动，如肿瘤恶性程度越高，组织内细胞密度更大，细胞大小差异越大，水分子的扩散越受限，ADC值就越低，而与肿瘤组织侵犯深度目前认为相关性不大［7］。

表1 MRI T分期与病理T分期比较

表2 ADC值与T分期关系

表3 ADC值与直肠癌分化程度和N分期关系

图2 ADC值鉴别直肠癌有无淋巴结转移的ROC曲线

对于ADC值与肿瘤分化程度的相关性，现有文献大多显示分化较差的肿瘤组织ADC值较分化程度较好的肿瘤明显更低。Cho等［11］报道，肿瘤转移淋巴结ADC值（0.9±0.15×10-3mm2/s）较无转移淋巴结（1.1±0.22×10-3mm2/s）明显更低，以1.0×10-3作为最佳阈值，准确性为72%，敏感性78%，特异性67%。但仍有研究实现ADC值与直肠癌分化程度无统计学差异，陈应明等［12］报道不同分化程度直肠腺癌间ADC值差异无统计学意义，而陈长春等［13］研究认为高、中、低分化直肠腺癌的平均ADC值不同。我们研究发现低-中分化和中-高分化两组患者ADC值差异无统计学意义。理论认为，肿瘤的分化程度可以反映肿瘤良恶性，分化程度越低的肿瘤恶性程度越高，细胞异形性越明显，核浆比增大，细胞排列紧密，造成组织中细胞内、外水分子扩散均受限，ADC值相应降低。造成这种差异原因我们认为如下：（1）现有报道多为回顾性，小样本研究，可能存在统计上误差；（2）肿瘤恶性程度不仅受分化程度影像，同时也受到肿瘤细胞学形态和肿瘤分期等的影像，可能造成一定影像；（3）对于肿瘤分化程度判定可能存在一定重叠；（4）ADC值不仅受到水分子扩散影像，同时也受到肿瘤微环境影像，肿瘤细胞坏死，富血管化，囊变和纤维化等都会影像水分子扩散，进而影像肿瘤ADC值。

本文按照术前是否行辅助治疗，将患者分为两组进行统计学分析，按照将术后病理结果有无淋巴结转移分为两组，术前行辅助治疗未行辅助治疗患者淋巴结ADC值明显高于无转移组。而术前行辅助治疗两组患者差异无统计学意义。马二奎等［14］研究结果显示ADC值与淋巴结转移差异存在统计学意义，转移性淋巴结与非转移性淋巴结的ADC值分别为0.79±0.12×10-3mm2/s和0.98±0.23×10-3mm2/s（P ＜ 0.01）。Akashi等［9］按照有无淋巴转移进行分组发现，无淋巴结转移组ADC值（0.876±0.108×10-3mm2/s，M±SD）与有淋巴结转移组ADC值（0.903±0.094×10-3mm2/s，M±SD）间差异无统计学意义。术前放化疗对于肿瘤会导致肿瘤成分改变，出现坏死，纤维化等，这对于影像学判断会存在一定影响。我们研究并未将选取测量ADC值的淋巴结/癌结节与术后病理一一对应，可能造成ADC值判断不稳定。所以仍需要大样本、前瞻性、高质量的报道证实。

本研究为回顾性研究，由于样本量分布不均，并未排除细胞学形态对肿瘤ADC值影响；按照术前有无淋巴结进行分组，虽然排除放化疗对于影像学影响，但同时相对缩小样本量，可能会增加统计学上误差；同一患者术后病理检查可能存在多个转移淋巴结，本文未将选取测量ADC值的淋巴结/癌结节与术后病理一一对应。

基于本组资料研究，认为3.0 T高分辨直肠MRI对于术前T分期准确性较差，在诊断T3期准确性相对较高；ADC值对于未行放化疗患者是否存在淋巴结转移的判断有价值，对于行辅助治疗患者判断差异无统计学意义；对于无论术前是否行辅助治疗的患者，不同T分期、不同分化程度间ADC值差异无统计学意义。