DWI ADC值在直腸癌診斷中的應(yīng)用分析

陳 倩，張艷楠*，劉 杰，黃 碩

1.武漢市第四醫(yī)院放射科，湖北 武漢 430000；2.武漢市協(xié)和醫(yī)院放射科，湖北 武漢 430000

直腸癌屬于消化道常見腫瘤，但早期多無顯著癥狀，大多患者確診時已處于晚期，5年生存率顯著下降，僅為40%左右[1]。最新的研究[2]提示直腸癌患者亞型與分期不同對治療效果和預(yù)后具有密切相關(guān)性，因而術(shù)前對疾病的準(zhǔn)確分期對于制定治療方案和改善患者預(yù)后具有重要意義。侵襲性是惡性腫瘤組織的重要生物學(xué)特征，直腸癌確診時的TNM分期、分化程度、脈管神經(jīng)侵犯及增殖狀態(tài)等不僅反映了其侵襲能力，也是影響預(yù)后的主要因素[2,3]。核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)的磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可通過評估病灶內(nèi)水分子彌散受限程度，進而檢測出病灶中水的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)，以此反映組織的硬度和相關(guān)性質(zhì)。但有研究[4]提示直腸癌中絕大多數(shù)為腺癌，尤其是印戒細(xì)胞癌及黏液腺癌，ADC值較易受腫瘤內(nèi)部黏液影響導(dǎo)致較大變異性，具體臨床效果還有待進一步證實。本研究探討DWI的ADC值與直腸癌類型、病理分化程度的相關(guān)性及臨床預(yù)測價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取2019年1月至2020年10月在武漢市第四醫(yī)院就診的直腸癌患者105例(觀察組)，其中，腺癌80例，黏液腺癌25例；分化程度：低分化37例，中高分化68例；Dukes分期：A～B期72例，C～D期33例。納入標(biāo)準(zhǔn)：均經(jīng)病理確診為原發(fā)性直腸癌；在我院行DWI檢查；影像檢查前未行放化療等治療；年齡45～70歲；臨床資料保存完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并有其他惡性腫瘤者；DWI檢查距術(shù)前時間超過3周；影像圖像質(zhì)量不佳。本研究經(jīng)院倫理委員會批準(zhǔn)后進行，并經(jīng)患者知情同意。選取直腸良性病變患者50例作為對照組，觀察組和對照組臨床一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 觀察組和對照組臨床一般資料比較

1.2 方法

MRI檢查：患者取仰臥位，使用我院西門子SKYRA3.0T磁共振掃描儀，采取脂肪抑制T1WI、T2WI序列進行常規(guī)MRI掃描，使用體部多通道線圈對直腸及結(jié)腸位置平掃并確定病灶位置；對病灶部位進行擴散加權(quán)成像，輔助冠狀位及矢狀位均為T1WI，DWI序列。于外周靜脈注射顯影劑莫迪司增強掃描，掃描參數(shù)：TR=6490 ms，TE=60 ms，層厚=4 mm，層間距=0.8 mm，矩陣=314×320，NEX=2。

圖像分析：所有圖像均由我院指定具有5年經(jīng)驗以上消化道影像診斷放射科醫(yī)生獨立進行病理結(jié)果測量，于工作站在上述序列下自動定量化感興趣區(qū)并計算ADC值，每個區(qū)域ADC值均測量3次，取平均值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 觀察組和對照組病灶A(yù)DC值比較

由表2可見，觀察組病灶A(yù)DC值明顯低于對照組(P<0.05)。

表2 觀察組和對照組病灶A(yù)DC值比較

2.2 ADC值與直腸癌臨床病理的關(guān)系

由表3可見，觀察組中不同分化程度、Dukes分期、淋巴結(jié)外腫瘤種植、Ki-67表達的患者，其病灶A(yù)DC值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表3 ADC值與直腸癌臨床病理的關(guān)系

2.3 相關(guān)性分析

將直腸癌病灶A(yù)DC值與Ki-67指數(shù)進行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示：直腸癌病灶A(yù)DC值與Ki-67指數(shù)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.384，P<0.05)。見圖1。

圖1 相關(guān)分析圖

2.4 ADC值預(yù)測分化程度、Dukes分期等的價值

ADC值預(yù)測低分化、Dukes分期C～D期的ROC曲線下面積(AUC)分別為0.827和0.770(P<0.05)；ADC值預(yù)測有淋巴結(jié)外腫瘤種植的AUC為0.620(P>0.05)。見表4。

2.5 不同預(yù)后患者病灶A(yù)DC值比較

所有患者隨訪12個月，死亡患者17例，存活患者88例；兩組比較，死亡患者病灶A(yù)DC值明顯低于存活患者(P<0.05)。見表5。

表5 不同預(yù)后患者病灶A(yù)DC值比較

2.6 ADC值預(yù)測直腸腺癌患者預(yù)后的價值

ADC值預(yù)測直腸腺癌患者預(yù)后的AUC為0.602(95%CI：0.511～0.712)(P>0.05)。

3 討論

直腸癌好發(fā)部位為直腸及直腸與乙狀結(jié)腸交界處，屬于第二常見的胃腸道腫瘤，多在40歲以后發(fā)病，男女之比為2∶1[5]。截至目前結(jié)直腸癌雖然已經(jīng)具有手術(shù)、化療及靶向藥物等多種治療方法，但總體5年生存率也為50%左右，其中約1/3的晚期結(jié)直腸患者在較短時間內(nèi)即可出現(xiàn)疾病的進展[6]。因此，對于直腸癌的早期診斷和疾病進展程度評估對提高治療效果和改善預(yù)后極為重要。

MRI能夠準(zhǔn)確判斷腫瘤浸潤深度并對腫瘤定位進而有助于決定切除范圍，是現(xiàn)臨床結(jié)直腸癌分期的重要檢查方法，其中DWI是唯一能夠檢測活體組織內(nèi)水分子擴散運動的無創(chuàng)性方法。DWI利用水分子的狀態(tài)來成像，腫瘤和腦梗組織中水分子在磁場下彌散受限，通過ADC值進行定量分析，現(xiàn)臨床多用于腦血管疾病、腫瘤等疾病的診斷和鑒別[7]。本研究發(fā)現(xiàn)觀察組病灶A(yù)DC值明顯低于對照組。這主要可能是因為各病變組織成分不同所致，惡性腫瘤的內(nèi)血液黏滯系數(shù)較大，癌組織周圍存在大量纖維間隔，限制了血液的擴散運動，導(dǎo)致ADC值下降。謝玉海等[8]的直腸癌研究發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤生長活躍，癌組織為實體成分，細(xì)胞密度高導(dǎo)致細(xì)胞外間隙縮小，所含自由水相對較少，腫瘤內(nèi)水分子運動受限，因此ADC值顯著下降，這也與本研究結(jié)論一致。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，不同分化程度、Dukes分期、淋巴結(jié)外腫瘤種植患者，其病灶A(yù)DC值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義；直腸癌病灶A(yù)DC值與Ki-67指數(shù)分析結(jié)果顯示直腸癌病灶A(yù)DC值與Ki-67指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。Ki-67被證實可在乳腺癌等多種惡性腫瘤組織特異性表達，并與腫瘤的進展程度呈正相關(guān)，惡性腫瘤進展程度越高，侵襲性也就越強，分化能力也就越差，惡性腫瘤細(xì)胞密度升高，細(xì)胞外間隙減少，細(xì)胞外水分子擴散運動受限，因此ADC值顯著下降[9-12]。

ADC值預(yù)測分化程度、Dukes分期等的價值結(jié)果顯示ADC值預(yù)測低分化、Dukes分期C～D期及是否有淋巴結(jié)外腫瘤種植均具有較高的敏感性和特異性。根據(jù)上述結(jié)果可以推測分化程度更高及疾病晚期的患者ADC值更低，針對此類患者臨床需要在制定方案時更加強化和重視特殊性治療，因此ADC也具有預(yù)測直腸癌疾病程度和分期的特異性標(biāo)志物的潛力。

MRI通過對DWI數(shù)據(jù)后處理操作以及ADC值對應(yīng)信號強度高低形成灰階ADC圖，自由彌散區(qū)域的ADC較高，信號強度相對明亮；受損組織彌散受限，ADC降低，表現(xiàn)為較暗區(qū)域；在偽彩ADC圖，ADC值降低時呈綠色，正常時呈橘黃色或紅色，缺乏水分子彌散的區(qū)域呈灰色[13-15]。本研究針對預(yù)后進行分析結(jié)果顯示死亡患者病灶A(yù)DC值低于存活患者，ADC值預(yù)測患者預(yù)后具有較高靈敏性和特異性。隨著惡性腫瘤臨床分期和惡性程度的升高，患者預(yù)后變差，腫瘤細(xì)胞周圍間隙變窄，進一步限制了水分子自由擴散，引起ADC值下降。此外，低ADC值較高ADC值的腫瘤對治療更敏感，可能是因為高ADC值者多有壞死、厭氧、酸性且缺乏血供，借此可預(yù)測對腫瘤的治療反應(yīng)性，進而評估治療效果和預(yù)后。

綜上所述，直腸癌病灶A(yù)DC值降低，與分化程度、Dukes分期等有關(guān)，與直腸癌病理類型等無關(guān)；ADC值在預(yù)測分化程度、Dukes分期方面有一定應(yīng)用價值，值得在臨床范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。