MR高分辨T2WI联合IVIM对直肠癌壁外血管侵犯的预测价值

傅爱燕，段书峰，冯峰，尹海兵

南通市肿瘤医院，江苏南通 226361

直肠癌在所有癌症病死率中占据第四位，且近年来在我国呈上升趋势[1]。手术切除是治疗直肠癌的首选治疗方式，但复发率高，部分学者发现除T分期外，壁外血管侵犯(EMVI)亦是引起不良预后的因素之一[2]，被认为是肿瘤局部复发、淋巴结转移和远处转移的重要因素[3～5]。MRI是目前检测直肠癌EMVI比较可靠的影像手段之一[6]，但相关研究多在于高分辨T2WI(HR-T2WI)，其诊断敏感性较低，且一致性(28%～86%)差异大[5～9]。基于体素内不相干运动(IVIM)是由多个b值的DWI拟合而成的双指数模型DWI，能更准确真实地反映水分子的扩散运动。而IVIM是否对EMVI具有诊断价值，尚未有相关文献报道。本研究回顾性分析73例直肠癌患者，利用IVIM对直肠癌EMVI进行诊断，探讨HR-T2WI联合IVIM对直肠癌EMVI的预测价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析我院2017年6月～2019年1月收治的73例直肠癌患者，其中男46例、女27例，年龄50～85岁(中位年龄65.5岁)。全部患者MRI检查前肠镜检查取得病理，病灶均在直肠，病理结果均为腺癌，术前均未行放化疗。入组标准：直肠癌首诊患者；术前2周内行盆腔MRI检查以及IVIM扫描，且图像满足诊断要求；进行手术切除并行病理检查。排除标准：影像学资料中运动或金属伪影明显影响图像观察的病例；病理分期为T1或T2期。本研究经伦理委员会批准，并签署患者知情同意书。

1.2 MRI HR-T2WI、IVIM扫描方法 采用Siemens Magnetom Espree 3.0T超导型MRI扫描仪，8通道相控阵体线圈。检查前患者适量充盈膀胱。MRI常规扫描包括矢状面spair-T2WI、冠状面spair-T2WI及三个方向HR-T2WI扫描、IVIM序列。HR-T2WI扫描参数：横轴面FSE T2WI，垂直病灶部位扫描：TR 4 000 ms，TE 103 ms，层厚3.0 mm，间隔0 mm，FOV 180 mm，矩阵256×256，激励次数3；矢状面FSE T2WI：TR 4 000 ms，TE 103 ms，层厚3.0 mm，间隔0.5 mm，FOV 180 mm，矩阵307×284，激励次数4；冠状面FSE T2WI，平行病灶部位扫描：TR 7 500 ms，TE 103 ms，层厚3.0 mm，间隔0.5 mm，FOV 180 mm，矩阵256×320，激励次数3。IVIM扫描参数：采用单次激发平面回波(SS EPI)序列横轴面成像，TR 4 900 ms，TE 80 ms，层厚5.0 mm，间隔1.0 mm，FOV 400 mm，矩阵192×128，激励次数8，b值取0、50、100、150、200、400、600、800、1 000、1 200、1 500 s/mm2。

1.3 图像处理与分析 由两位分别具有12年及16年腹部MR诊断经验的放射科医师用双盲法在工作站进行读片分析，并记录结果。图像分为两组，第1组为无IVIM图像，仅分析HR-T2WI；第2组为有IVIM图像，包括HR-T2WI及IVIM图像。根据四项标准(肿瘤边缘、肿瘤相对血管位置、血管大小和血管边界)，使用分级评分系统进行评估[7]。肿块穿透直肠壁但外轮廓光滑，无邻近血管，为0分；肿块穿透直肠壁呈条状或小结节状延伸，无邻近血管，为1分；肿块穿透直肠壁呈条状或小结节状延伸，有邻近血管，但管径无增宽，血管腔内未见肿瘤信号，为2分；邻近血管内见到类似肿瘤的信号，管径轻度增宽，为3分；邻近大血管内见到明确的肿瘤信号，血管轮廓明显不规则或结节状扩张，为4分。0～2分考虑为EMVI阴性，3～4分为EMVI阳性。

1.4 统计学方法 采用SPSS21.0统计软件。采用Kappa分析法对两位阅片者评分一致性进行检验，Kappa值<0.40表示一致性较差，0.40～0.75表示一致性一般，>0.75表示一致性良好；采用MedCalc软件绘制受试者工作特征(ROC)曲线，应用DeLong检验比较两种方法曲线下面积(AUC)；两种方法的敏感性和阳性预测值比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

根据术后病理结果，73例直肠癌患者中EMVI阳性31例、EMVI阴性42例。

2.1 有无IVIM图像两位阅片者的一致性 单独分析HR-T2WI图像，两位阅片者一致性Kappa值为0.798(95%CI：0.722～0.87)。增加IVIM图像，两位阅片者一致性Kappa值为0.839(95%CI：0.773～0.906)。增加IVIM图像后，两位阅片者诊断直肠癌EMVI一致性增加。

2.2 有无IVIM图像，两位阅片者诊断直肠癌EMVI的AUC 两位阅片者只观察HR-T2WI图像，诊断EMVI的AUC(95%CI)分别为0.887±0.038(0.792～0.949)、0.881±0.042(0.783～0.945)；增加IVIM图像，诊断EMVI的AUC(95%CI)分别为0.961±0.017(0.887～0.992)、0.973±0.015(0.905～0.997)。增加IVIM图像，两位阅片者诊断直肠癌EMVI的AUC均增加(P均<0.05)。

2.3 有无IVIM图像，两位阅片者诊断直肠癌EMVI的敏感性和阳性预测值 增加IVIM图像，两位阅片者诊断直肠癌EMVI的敏感性及阳性预测值均增加，但差异均无统计学意义(表1)。

表1 两位阅片者采用两种成像方法诊断EMVI的敏感性和阳性预测值(%)

3 讨论

EMVI是指直肠固有肌层之外的血管出现肿瘤细胞，而T1、T2期直肠癌局限于肠壁内，不认为会出现EMVI，故本研究将T1、T2期肿瘤列入研究范围之外。Brown等[9]最先描述直肠癌EMVI可被MR检测，之后Smith等[10]根据肿瘤与血管的关系，提出了直肠癌的EMVI分级评分系统。这种评分方法主要基于非脂肪抑制的HR-T2WI，该成像操作简单，但诊断的一致性及敏感性差别较大。HR-T2WI能很好地分辨直肠壁各层结构、肿瘤组织及周围解剖，是目前直肠癌分期及评估的最佳系列，直肠壁外血管在HR-T2WI上表现为迂曲的流空信号或裂隙状分支结构[10]。但是，由于扫描层面、血管走向、磁场等原因，在评价直肠癌EMVI时，HR-T2WI有时不能准确区分血管结构及管腔内的肿瘤信号[11]。

康英杰等[12]研究表明，直肠癌病灶在弥散加权成像(DWI)上为高信号，DWI可以区分肿瘤组织与正常的直肠壁及其周围组织。DWI是一种功能磁共振成像序列，用于量化组织中水分子的布朗运动，可用来鉴别肿瘤的良恶性。有研究[13]认为DWI对EMVI的检测也有一定价值。IVIM是通过对多个b值DWI数据进行双指数模型拟合，用于量化每个MRI体素的微观水平运动，它无需注射造影剂，即可同时获取肿瘤扩散和灌注信息，较单指数模型的DWI更能体现真正的肿瘤灌注，且更加具有可重复性及稳定[14,15]。杨严伟等[16]研究表明直肠癌IVIM各参数与正常肠壁有差异。

目前为止，没有文献报道过IVIM与直肠癌EMVI的关系。本研究发现，增加IVIM后，两位阅片者评分的一致性较单纯使用HR-T2WI明显提高，这是因为IVIM能更好地确认血管腔内肿瘤信号的存在，可以提供肿瘤的直接证据，因此提升了两者的一致性。另外，本研究还发现，增加IVIM后，诊断直肠癌EMVI的AUC均明显提高，这表明IVIM可以提升诊断效能。究其原因为肿瘤侵犯血管并破坏血管壁，可能掩盖血管原本形态。本研究针对HR-T2WI观察同病灶区域IVIM图像，增加IVIM同层伪彩图模拟血管的形态，分析肿瘤与邻近血管的关系，从而提升阅片者的诊断信心，提升了诊断效能。

总之，MRI HR-T2WI联合IVIM可增强阅片者对直肠癌EMVI的诊断信心，提高阅片者的一致性，同时提升诊断效能。