高分辨率DWI-RESOLVE序列对直肠癌术前分期的应用价值

马晓璐 沈 浮 陈玉坤 王 振 陆建平 王敏杰

高分辨率DWI-RESOLVE序列对直肠癌术前分期的应用价值

马晓璐 沈 浮 陈玉坤 王 振 陆建平 王敏杰

目的：本研究旨在探讨高分辨率DWI-RESOLVE序列对直肠癌术前T分期的价值。方法：回顾性分析在我院经术后病理证实的直肠腺癌患者40例（T1-T2为A组，T3-T4为B组）。全部研究对象均完成RESOLVE序列扫描，b值=0、1000s/mm2。两名医师独立分析图像，得到感兴趣区的ADC值。计算组内相关系数（ICC）分析两名医师测量结果的一致性。根据病理结果制作受试者操作特性曲线（ROC），计算曲线下面积（AUC），分析得出最佳诊断阈值及敏感度和特异度。结果：40例直肠癌术后病理T分期：T1-T2 17例，T3-T4 23例。A组的平均ADC值为（1.230±0.160)×10-3mm2/s（医师1）和（1.200±0.166)×10-3mm2/s（医师 2），高于B组的平均 ADC值（0.973±0.216)×10-3mm2/s（医师 1）和（0.948±0.181)×10-3mm2/s（医师2）。两名医师测量参数的ICC系数是0.947。ROC曲线下面积是0.850，敏感度76.47%，特异度78.26%，诊断阈值为1.13×10-3mm2/s。结论：RESOLVE序列对于术前判断直肠癌病灶是否突破固有肌层具有较高的参考价值。

直肠癌； 磁共振弥散加权成像； 表观弥散系数

直肠癌是常见的消化道恶性肿瘤之一，近年我国的发病率及死亡率有上升趋势，严重威胁我国人民健康[1]。直肠癌的术前评估十分重要，肿瘤的精确分期可以提示患者治疗后的局部复发和远处转移风险，从而制订合理的治疗方案，达到最佳的个体化治疗策略。本研究应用高分辨率DWI-RESOLVE序列（readout segmentation of long variable echo-trains）， 将测得到的ADC值与术后病理结果进行对照分析，旨在研究直肠癌RESOLVE序列的ADC参数特点，探讨RESOLVE序列在直肠癌术前诊断的应用价值。

方 法

1.一般资料

收集2015年6月至2016年5月，本院经病理证实，行RESOLVE序列检查的40例直肠癌患者。男20例，女20例；年龄35～68岁，平均（57±9）岁。患者以便血、排便习惯改变为主要临床症状，所有患者检查前均未行放疗或化疗，均有术后详细病理报告结果。所有患者检查前均签署知情同意书。以术后病理结果为金标准，按照病灶是否突破固有肌层分为未突破组(A)与突破组(B)两组，A组包括T1期和T2期，共17例，B组包括T3期及T4期，共23例。

2.扫描方法

MR检查均采用Siemens Skyra 3.0T磁共振扫描仪，腹部相控阵线圈。所有患者检查前4h禁食。扫描序列均采用常规直肠MRI序列及RESOLVE序列。常规序列包括矢状面T2WI脂肪抑制序列，横断面T1WI、高分辨T2WI、冠状面T2WI。RESOLVE序列扫描横断面，扫描层面与T2WI一致，扫描划线标准为：横断面垂直于病灶长轴，扫描参数：TR 5200ms，TE1 86ms， TE2 144ms，平均次数 2，层厚5mm， 层间距0mm，层数25，b=0、1000s/mm2，并行采集GRAPPA×2，读出方向采样分段数3段，FOV 280mm，矩阵170×170，RESOLVE序列采集时间：86s。

3.图像分析及数据测量

将RESOLVE序列得到的原始数据应用后处理软件(Body Diffusion Toolbox， Siemens)后处理，生成ADC图。由2名高年资MR诊断医师盲法阅片诊断，在不提供病理学结果的情况下对弥散图像阅片，对照T2WI图像，在观察病灶的形态、部位、浸润深度、周边侵犯等特征后，在ADC图上选取肠壁结构清晰、病灶实质部分最大的层面手动勾画感兴趣区(region of interest，ROI)，以包括层面内肿瘤最大范围为准，同时避开坏死囊变区，由2名医师分别3次测量并取平均值（the single-slice， three ROI methods）[2]。

4.统计学方法

采用SPSS 16.0软件进行统计分析。A、B两组间ADC值采用两独立样本t检验比较组间差异。2名医师的测量结果进行ICC（intraclass correlation coefficient）检验，ICC系数≤0.6为一致性较差，ICC系数在0.61～0.80间为一致性较好，ICC系数≥0.81则认为一致性非常好。2名医师的测量结果取均值根据病理诊断结果制作受试者操作特性（ROC）曲线，计算ROC曲线下面积、最佳阈值及其相应的敏感度和特异度。

结 果

1.直肠癌MRI表现

40例直肠癌病理类型均为普通腺癌，其中26例表现为肿块，10例为肠壁局部不规则增厚，4例为局部结节状异常信号。所有病灶均呈T1WI等低信号，T2WI等高信号，脂肪抑制序列等高信号。RESOLVE序列图像及其生成的ADC图显示病灶边缘清晰锐利，基本没有形变及伪影，与T2WI高分辨图像形态高度匹配，表现为不同程度的信号增高，与周边结构分界清楚（图1）。

2.直肠癌RESOLVE序列ADC值分析

40例直肠癌术后病理结果为A组：T1-T2 17例，B组：T3-T4 23例。A组的平均ADC值为（1.230±0.160）×10-3mm2/s（医师1）和（1.200±0.166）×10-3mm2/s（医 师 2），高于 B组的平均 ADC 值（0.973±0.216）×10-3mm2/s（医师 1）和（0.948±0.181）×10-3mm2/s（医师 2），医师1：t=4.129，医师2：t=4.503，均P＜0.05（表1）。

两名医师测量参数的ICC系数是0.947，具有非常好的一致性，表明此方法较为可靠，具有可重复性。

表1 两名医师测量ADC值结果

表2 ROC曲线分析

图1 男，58岁，直肠中分化腺癌。 A.高分辨T2WI轴位示肠壁病灶，左侧固有肌层局部连续性欠清，似结节状突出及外周条索影（箭）。B.RESOLVE序列图像，b=1000 s/mm2，病灶形态较高分辨T2WI一致，表现为信号增高影，边界清晰（箭）。 C.ADC图，术后病理证实病灶浸润至深肌层，未突破固有肌层（箭）。

ROC曲线分析的曲线下面积是0.850，敏感度76.47%，特异度78.26%，诊断阈值为 1.13×10-3mm2/s（表2，图2）。

讨 论

直肠癌的术前诊断十分重要，目前依靠传统影像学方法一般仅在形态学上对肿瘤进行术前评估，而磁共振扩散加权成像（DWI）通过ADC值定量反映组织中水分子的扩散特性，间接反映局部组织细胞密度，新生血管数目及其血管化程度，基质含量及细胞膜完整性等组织病理生理状态，已应用于对直肠癌的诊断及新辅助放化疗疗效监测[3]。

扩散成像的理想状况是在能够满足对病变与周围组织器官清晰分辨识别的基础上，获得准确反映组织扩散特性的扩散图像。目前临床常规使用的是单次激发EPI序列，EPI序列速度快，可在临床检查可接受的时间范围内获得多组扫描数据，并且对运动导致的相位误差不敏感[4]，所以特别适用于常规扩散加权成像，然而单次激发EPI序列遇到的主要问题有：①磁敏感畸变伪影，相位误差累积所致，从而导致图像产生畸变。②T2*模糊效应，数据采样间隔所致，会导致点扩散函数（point spread function）变宽以及图像重建模糊。③长TE时间，弥散梯度导致TE时间延长，最终导致SNR的降低。

图2 ROC曲线图。

Porter等[5]首先提出了读出方向分段EPI序列采样的方式，此序列包括一个用于采样标准读出分段EPI数据的成像回波和一个2D导航回波；在这个导航回波中，一个低分辨率的EPI读出用于每一次激发时K空间中心区域的数据采样，通过减少采样时间来降低磁敏感伪影和T2*模糊效应。随后该序列又改进以支持GRAPPA并行采集技术[6-7]，并且根据2D导航数据与读出分段EPI采样两者结合进行了优化[8]，这种改进使读出时间进一步缩短进而减少相应的磁敏感伪影，可获得更高分辨力的图像。最终的序列通过首字母缩写命名为RESOLVE（readout segmentation of long variable echo-trains）。

RESOLVE序列同时减少了磁敏感效应导致的图象畸变和T2*模糊效应，信噪比高，且采用并行采集技术和小FOV，进一步提高了图像分辨力，使得病变显示基本没有形变及伪影，病变边界及病变细节的显示更为清晰，与T2WI高分辨图像高度匹配。图像质量的提高使得ADC值的测量更为准确，本研究一致性检验ICC系数0.947，测量结果具有非常好的一致性，表明此方法能提供优质的图像，可重复性高，因此利用RESOLVE序列判断病灶是否突破肌层成为可能。

对于直肠癌的术前分期，T2期和T3期的分期错误是最为常见的。通常T3期提示较高的局部复发及远处转移的风险，因此有关文献大多数强调T2期与T3期鉴别[9]。两者在MRI上最重要的鉴别标准是病灶是否突破肌层，直肠周围脂肪是否受到侵犯，而对于肠周线状或索条状异常信号影并不能作为肿瘤肠外侵犯的依据，因局部纤维化或炎症也可有类似的MRI表现。事实上，大部分文献认为有时很难区分真正的肿瘤浸润与结缔组织增生性反应[10]，因此对T2期和早期T3期肿瘤常常很难鉴别。

所以本研究根据直肠癌的病理结果是否突破固有肌层分为未突破和突破两组，未突破组的ADC值明显大于突破组，这是由于病灶突破固有肌层是病灶发展浸润的结果，也就是突破组病灶的恶性程度要高于未突破组，即肿瘤恶性程度越高，肿瘤细胞增生越活跃，水分子受限越明显，则相应的ADC值越低，这与国内外的很多研究结果一致，病灶的ADC值与浸润深度密切相关，随着浸润深度的增加，病灶的ADC值降低[11-13]。利用ADC值判断直肠癌病灶是否突破固有肌层的ROC曲线下面积为0.850，诊断阈值为1.13×10-3mm2/s，此时有较好的敏感度和特异度，分别为76.47%，78.26%，低估或者过度T分期的可能性都较低。

本研究的不足之处在于为缩短扫描时间， 仅采用单b值模型，仅选取了常用的b值（0，1000s/mm2）作为成像参数，因为b=1000s/mm2时可以较好地克服灌注、T2穿透效应对直肠癌扩散成像的影响，同时又可清晰显示病变，是直肠癌扩散成像应用的较佳b值[14]。但单b值模型并未对组织内水分子的不同运输模式加以区分，由于组织微循环灌注的干扰，所以组间ADC值仍有一定比例的重叠，而多b值不同模型的DWI可以更为准确地描述不同组织的特性，较传统DWI优势突出[15]，今后会对多b值模型作进一步探讨。

综上所述，RESOLVE序列是有效获得高质量DWI的成像方法，通过测定ADC值能一定程度上定量反映组织结构的功能信息，可以作为直肠癌术前评估的有效手段。

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更 正

本刊2017年第1期《不同性别海洛因依赖者低频振幅的差异》一文中，“彭毅华和绍春红为共同第一作者”应为“彭毅华和邵春红为共同第一作者”。特此更正并向作者致歉。

（本刊编辑部）

The Value of High Resolution DWI - RESOLVE Sequence in the Staging of Preoperative Rectal Cancer

MA Xiao-lu, SHEN Fu, CHEN Yu-kun, WANG Zhen, LU Jian-ping, WANG Min-jie

Purpose:To explore the performance of high resolution DWI - RESOLVE sequence in the T staging of preoperative primary rectal cancer.Methods:Forty patients with preoperative primary rectal cancer were undergone with DWI - RESOLVE (b=0, 1000s/mm2) in our hospital by using Siemens 3T Skyra scanner. All patients were confirmed by pathology results, and divided into two groups: group A (T1-T2) and group B (T3-T4).Two experienced radiologists drew regions of interest (ROI) on the apparent diffusion coefficient (ADC) map to calculate mean ADC value of each tumor by a prototype post-processing software, and inter-observer agreement between the two radiologists was calculated. Receiver operating characteristic (ROC) analysis was used to analyze and compare the parameters between the two groups.Results:Pathological examinations revealed 17 T1-T2 and 23 T3-T4 rectal adenocarcinomas. The mean ADC value of group A was (1.230±0.160)×10-3mm2/s (physician 1) and(1.200±0.166)×10-3mm2/s (physician 2), which was higher than that in group B (0.973±0.216)×10-3mm2/s (physician 1) and (0.948±0.181)×10-3mm2/s (physician 2) (P＜0.05). The intra-class correlation coefficient (ICC) was 0.947.The area under curve (AUC) was 0.850, sensitivity 76.47%, specificity 78.26%, the ADC value threshold was set as 1.13×10-3mm2/s.Conclusion:RESOLVE can be used to improve the efficiency in assessment of whether themuscularis propria layer was involved by the lesion for the preoperative evaluation of rectal cancer.

Rectal cancer; Diffusion-weighted magnetic resonance imaging; Apparent diffusion coefficient

R445.2

A

1006-5741（2017）-03-0232-05

2016.07.03;修回时间：2016.08.19)

中国医学计算机成像杂志，2017，23：232-236

第二军医大学附属长海医院放射科

通信地址：上海市长海路168号 ,上海市 200433

王敏杰 (电子邮箱：cjr.wangminjie@vip.163.com)

Chin Comput Med Imag，2017，23：232-236

Department of Radiology, Changhai Hospital

Address: 168 Changhai Rd., Shanghai 200433, P.R.C.

Address Correspondence to WANG Min-jie (E-mail: cjr.wangminjie@vip.163.com)