论著
弥散峰度成像定量参数对直肠癌淋巴结转移的诊断价值
肿瘤研究与临床, 2023,35(4) : 263-266. DOI: 10.3760/cma.j.cn115355-20220525-00328
摘要
目的

探讨弥散峰度成像(DKI)定量参数对直肠癌淋巴结转移的诊断价值。

方法

回顾性分析山西省肿瘤医院2016年11月至2017年3月79例直肠腺癌患者的临床病理资料。患者术前均行常规磁共振成像(MRI)序列和DKI序列检查,由2名放射科医师勾画感兴趣区,应用Matlab软件计算两组DKI定量参数表观扩散系数(ADC)、平均弥散系数(MD)、平均峰度系数(MK),采用组内相关系数(ICC)进行一致性分析。依据术后病理结果,将患者分为淋巴结转移组和无淋巴结转移组,比较两组ADC、MD及MK。以病理诊断结果为金标准,绘制DKI定量参数诊断直肠癌淋巴结转移的受试者工作特征(ROC)曲线,计算曲线下面积(AUC),依据约登指数确定最佳诊断阈值,计算灵敏度和特异度。

结果

2名医师计算ADC、MD及MK的ICC分别为0.934(0.833~0.975)、0.963(0.905~0.981)、0.971(0.949~0.991),2人测量结果一致性良好。79例直肠腺癌患者中,淋巴结转移组36例,无淋巴结转移组43例。淋巴结转移组MK大于无淋巴结转移组,差异有统计学意义(0.97±0.08比0.89±0.09;t=-4.07,P<0.001),ADC、MD均小于无淋巴结转移组,但两组差异均无统计学意义(均P>0.05)。MK诊断直肠癌淋巴结转移的AUC为0.735,灵敏度和特异度分别为55.56%和88.37%。

结论

DKI定量参数MK对直肠癌淋巴结转移有一定的诊断价值。

引用本文: 郭晋锋, 李丹丹, 杜笑松, 等.  弥散峰度成像定量参数对直肠癌淋巴结转移的诊断价值 [J] . 肿瘤研究与临床, 2023, 35(4) : 263-266. DOI: 10.3760/cma.j.cn115355-20220525-00328.
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结直肠癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一,其中直肠癌占30%~35%[1]。淋巴结是否转移是影响治疗方案选择和预后判断的重要因素,因此治疗前准确判断有无淋巴结转移至关重要[2,3,4]。近年来,高分辨率磁共振成像(MRI)已被广泛应用于直肠癌的诊断及疗效评估。但基于MRI主观评价判定淋巴结转移的准确性较低,一致性较差[5,6]。MRI功能序列弥散峰度成像(DKI)可以反映水分子在人体组织内的弥散分布情况,能更全面地反映组织微观结构的变化及肿瘤异质性[7]。目前DKI已广泛应用于胶质瘤、乳腺癌及前列腺癌等诊断中[8,9,10],但关于直肠癌DKI定量参数与淋巴结状态的研究较少[11]。本研究旨在探索DKI定量参数对直肠癌淋巴结转移的诊断价值。

1 资料与方法
1.1 一般资料

回顾性分析我院2016年11月至2017年3月收治的直肠腺癌患者的临床病理资料。纳入标准:(1)术后组织病理学证实为直肠腺癌;(2)术前行盆腔MRI检查,包括DKI和弥散加权成像(DWI)序列;(3)检查前未进行任何新辅助治疗;(4)MRI检查与手术时间间隔<2周。排除标准:(1)有远处转移或在我院手术记录不全的患者;(2)其他病理类型的患者,如黏液腺癌、神经内分泌癌和黑色素瘤;(3)DKI图像因严重伪影质量不佳的患者。根据纳入、排除标准,79例患者入组,包括女性32例,男性47例;中位年龄60岁,范围42~81岁。本研究经我院伦理委员会批准(批准文号:KY2023021),豁免患者知情同意。

1.2 MRI检查

所有患者均采用Achieva 3.0 T MRI系统(荷兰Philips公司),配备8通道体部相控阵线圈作为接收线圈,采用包括高分辨率矢状位、斜轴位及斜冠状位3个方向的快速自旋回波的T2WI压脂序列扫描。行斜轴位及斜冠状位扫描时,扫描平面分别与肿瘤长轴垂直及平行。DKI(b值为0、700、1 400、2 100 s/mm2)和DWI(b值为0、1 000 s/mm2)在轴位平面上采用单次激发自旋回波成像序列扫描。扫描参数:重复时间4 000 ms,回波时间80 ms,翻转角90°,并行成像加速因子2,层厚3 mm,无间距,扫描野250 mm×250 mm,矩阵256×256,DKI总成像时间231 s。在3个正交方向(X、Y、Z)上施加弥散敏感梯度场。患者在MRI检查前未做任何肠道准备。

1.3 MRI图像处理及数据分析

参照MRI确定肿瘤范围,在b值为1 400 s/mm2的DKI连续图像上沿肿瘤轮廓手动勾画感兴趣区(ROI),注意避开坏死、囊变及出血区[12,13,14]。应用Matlab软件(美国MathWorks公司)对图像进行后处理,计算相应的表观扩散系数(ADC)、平均弥散系数(MD)、平均峰度系数(MK),并生成对应参数的伪彩图。采用标准单指数模型计算得出ADC。病灶勾画工作由2名具有8年以上盆腔病灶诊断经验的放射科医师在不知道术后病理结果的情况下完成。

1.4 分组方法及观察指标

根据术后病理结果,将患者分为淋巴结转移组和无淋巴结转移组。比较两组患者的ADC、MD及MK。

1.5 统计学方法

应用SPSS 19.0软件和MedCalc 15.8软件进行数据的统计学分析。计量资料服从正态分布,用±s表示,组间比较采用独立样本t检验。对2名影像科医师的测量结果采用组内相关系数(ICC)进行一致性分析,以ICC>0.80为一致性良好。绘制DKI定量参数诊断直肠癌淋巴结转移的受试者工作特征(ROC)曲线,计算曲线下面积(AUC),依据约登指数确定最佳诊断阈值,计算灵敏度和特异度,以病理诊断结果为金标准,评价DKI定量参数对直肠癌淋巴结转移的诊断效能。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 测量结果的一致性分析

1例直肠癌患者MRI检查结果见图1。2名医师计算ADC、MD及MK的ICC分别为0.934(0.833~0.975)、0.963(0.905~0.981)、0.971(0.949~0.991),2名测量者间一致性良好。

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图1
1例56岁低分化直肠癌患者磁共振成像结果 1A:横断面T2WI示超过3/4的直肠壁增厚;1B:高b值(1 400 s/mm2)功能序列弥散峰度成像(DKI)图像显示肿瘤呈明显高信号;1C:平均弥散系数(MD)伪彩图中肿瘤组织显示为异常深蓝色,MD为1.035×10-3 mm2/s;1D:平均峰度系数(MK)伪彩图中肿瘤组织显示为异常浅蓝色,MK为0.916;1E:感兴趣区勾画
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图1
1例56岁低分化直肠癌患者磁共振成像结果 1A:横断面T2WI示超过3/4的直肠壁增厚;1B:高b值(1 400 s/mm2)功能序列弥散峰度成像(DKI)图像显示肿瘤呈明显高信号;1C:平均弥散系数(MD)伪彩图中肿瘤组织显示为异常深蓝色,MD为1.035×10-3 mm2/s;1D:平均峰度系数(MK)伪彩图中肿瘤组织显示为异常浅蓝色,MK为0.916;1E:感兴趣区勾画
2.2 是否淋巴结转移患者MD、MK和ADC比较

79例直肠腺癌患者中,淋巴结转移组36例,无淋巴结转移组43例。淋巴结转移组ADC、MD均小于无淋巴结转移组,差异均无统计学意义(均P>0.05),MK大于无淋巴结转移组,差异有统计学意义(P<0.01)(表1)。

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表1

直肠癌淋巴结转移组和无淋巴结转移组患者的ADC、MD和MK比较(±s

表1

直肠癌淋巴结转移组和无淋巴结转移组患者的ADC、MD和MK比较(±s

组别例数ADC(× 10-3 mm2/s)MD(× 10-3 mm2/s)MK
淋巴结转移组361.09±0.161.19±0.150.97±0.08
无淋巴结转移组431.14±0.161.26±0.150.89±0.09
t 1.631.80-4.07
P 0.1080.076<0.001

注:ADC为表观扩散系数;MD为平均弥散系数;MK为平均峰度系数

2.3 DKI定量参数对直肠癌淋巴结转移的诊断效能

淋巴结转移组和无淋巴结转移组ADC、MD差异均无统计学意义,因此只绘制MK诊断直肠癌淋巴结转移的ROC曲线。ROC曲线分析结果显示,AUC为0.735,灵敏度和特异度分别为55.56%和88.37%,提示MK对直肠癌淋巴结转移有一定诊断价值(图2)。

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图2
功能序列弥散峰度成像(DKI)中平均峰度系数(MK)诊断直肠癌患者淋巴结转移的受试者工作特征曲线
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图2
功能序列弥散峰度成像(DKI)中平均峰度系数(MK)诊断直肠癌患者淋巴结转移的受试者工作特征曲线
3 讨论

淋巴结转移是判断直肠癌局部复发和远处转移的重要预后指标,发生淋巴结转移的患者,无论T分期如何,均推荐术前接受新辅助治疗[15]。直肠癌淋巴结微转移常发生在大小及形态学特征出现明显变化前,常规MRI检查由于无法证实是否发生微转移而易发生漏诊[16]。DKI作为功能成像序列,可量化真实水分子在生物组织中的非高斯扩散活动,从而定量反映组织细胞内复杂微观结构及肿瘤异质性程度[17,18]

本研究结果发现淋巴结转移组MK大于无淋巴结转移组(P<0.01)。MK作为DKI模型的定量参数之一,可以反映肿瘤微观结构的复杂性,淋巴结转移组MK增高可能与肿瘤细胞密度增加、排列紧密、核异型性显著、腺体比例增加等有关[8]。同时,MD作为修正的ADC,实际上反映了水分子非高斯扩散活动,物理意义与单指数模型导出的ADC相似。本研究结果显示,淋巴结转移组ADC和MD均低于无淋巴结转移组,但差异无统计学意义,可能与样本量较少有一定关系。

本研究中,ROC曲线分析显示,MK诊断直肠癌淋巴结转移的AUC为0.735,提示MK可以反映淋巴结转移情况,从而提高直肠癌患者N分期的准确性。同时,MK的特异性较高,进一步验证了非高斯分布模型的优越性,这与Yu等[19]基于DKI和DWI功能参数预测直肠癌新辅助治疗效果的研究结果相似。

本研究存在的一些局限性:(1)本研究为回顾性研究,部分局部晚期直肠癌患者术前接受过新辅助治疗而未被纳入研究,可能会存在选择偏倚;(2)样本量相对较小可能会限制结果的适用性,因此需要更大样本量、多中心研究来进一步验证本研究的结果;(3)人工勾画ROI可能会影响研究结果。

综上所述,DKI定量参数MK可评估直肠癌患者淋巴结状态,可以辅助临床制订更精准的治疗方案,帮助改善患者预后。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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