直肠癌患者经DCE-MRI检查的定量参数值与Dukes分期的关联性探究

刘培举 杜开广

平煤神马医疗集团总医院放射科，河南省平顶山市 467000

直肠癌为常见恶性肿瘤，多发于40～60岁人群，发病机制尚未完全明确，早期症状不明显，多数患者确诊时丧失手术治疗时间，进展至中晚期，因此选择科学有效检查方法，及时明确患者疾病分期、分化程度等，对临床治疗方案的选择、提高患者5年生存率具有重要意义[1-2]。动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)具有无创、快捷、可重复性好等优势，能直观反映肿瘤组织血供及微血管分布情况，便于临床直观观察直肠癌形态学特征[3]。既往研究发现[4]，对于直肠癌患者有无病变区域肠管壁而言，DCE-MRI检查得出的定量参数值之间存在较大差异。但DCE-MRI检查的定量参数值能否准确区别直肠癌患者Dukes分期，目前尚未形成统一标准，仍需进一步研究证实。鉴于此，本文以病理组织检查结果为金标准，探讨直肠癌患者DCE-MRI定量参数值与Dukes分期的关系。具体分析如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性收集2017年10月—2020年9月我院91例直肠癌患者临床资料。其中男55例，女36例，年龄37～65岁，平均年龄(51.46±5.06)岁。纳入标准：(1)经病理组织活检确诊；(2)入院时即检查，未行放化疗及盆腔手术等辅助治疗；(3)无对比剂过敏史；(4)临床资料完整。排除标准：(1)存在精神疾病，无法配合检查者；(2)直肠蠕动幅度较大影响测量及结果者；(3)图像质量差，无法显示肿瘤边界；(4)存在DCE-MRI检查禁忌者；(5)肿瘤周围伪影致使图像严重失真者。

1.2 方法

1.2.1 检查前准备。于术前1d指导患者进行肠道清洁工作，于检查前6～8h禁食，排空肠内容物，充盈膀胱。

1.2.2 仪器与设备。选用GE Discovery MR750w HD 3.0T 超静音磁共振，18通道体部线圈，对比剂选用钆喷替酸葡胺，MR AW4.6工作站，内置GE Cine Tool原始图像专用软件后处理工具包。

1.2.3 扫描方法。指导患者取仰卧位，放松状态下，平静呼吸，设置扫描序列，扫描整个盆腔区域。取矢状位、轴位、冠状位T2WI，轴位T1WI，常规MRI扫描、DCE-MRI横断面扫描、DWI扫描，其中DWI扫描扫描层面同轴位T2WI保持一致，b=0.800s/ram2。单个时相时间10s，共采集50个，于第3个时相开始扫描时注入对比剂，扫描总用时约540s；MRI图像获得方式：根据T2加权快速自旋回波序列得到矢状图像，并调整垂直于直肠癌长轴进行扫描，大视野下评估盆腔总体情况，观察直肠系膜外的淋巴结转移；小视野、高分辨MRI下对病变区重点扫描，观察肠壁各层及侵犯程度。

1.2.4 扫描参数。(1)DWI轴位扫描：序列为快速自旋回波—回波平面成像(FSE-EPI)，TE：64.8ms，TR：4 800ms，FOV：260mm×260mm，层间距：1mm，层厚：6.0mm，矩阵：320×224，NEX为1。(2)轴位T1WI FSE扫描：TE：11.8ms，TR：4 980ms，FOV：300mm×300mm，层间距：1mm，层厚：6mm，矩阵：320×256，NEX为2。(3)动态增强轴位扫描：TE：1.7ms，TR：3.6ms，FOV：420mm×336mm，层厚：5mm，矩阵：160mm×150mm，NEX为0.67。(4)轴位T2WI扫描参数，TE：86.1ms，TR：5 629ms，FOV：300mm×300mm，层间距：1mm，层厚 6mm，矩阵：384×384，NEX为2。(5)矢状位T2WI扫描参数，TE：105.4ms，TR：3 196ms，FOV：300mm×300mm，层间距：1mm，层厚：4mm，矩阵：320×224，NEX为3。(6)冠状位T2WI扫描：TE：85.9ms，TR：3 045ms，FOV：260mm×260mm，层厚：3.0mm，矩阵：320×224，NEX为4。

1.3 图像分析及数据处理 将检查得出图像数据上传至工作站，进行动态增强图像后处理，Tofts双室模型分析计算。医师手动选取感兴趣区(ROI)，以小类圆形肿瘤强化最明显区域5mm2面积作为ROI，注意避开囊变坏死、脂肪、大血管、出血等区域，以免影响检查结果准确性。根据软件输出DCE-MRI定量参数，包括容量转移常数(Ktrans)、速率常数(Kep)、容积分数(Ve=Ktrans/Kep)；重建ADC直方图，获取平均磁共振表观扩散系数值(ADCmean)，采用双盲法由2名经验丰富的高年资护士阅片判断，不一致时可协商解决。Kep、Ktrans、Ve、ADCmean最终结果取2名医师所测量平均值。

1.4 病理分化程度及Dukes分期 参照1935年Dukes分期及我国对Dukes分期补充标准将直肠癌分为：Dukes A、B、C、D共4期；病理组织学依据直肠腺癌组织分化程度分为：高分化、中分化、低分化3个等级。

1.5 观察指标 (1)比较直肠癌患者正常肠管壁与病变肠管壁DCE-MRI参数值。(2)比较不同Dukes分期直肠癌患者病变肠管壁DCE-MRI参数值。(3)比较不同分化程度直肠癌患者病变肠管壁DCE-MRI参数值。(4)分析DCE-MRI参数值与直肠癌患者Dukes分期、分化程度关系。

2 结果

2.1 正常肠管壁与病变肠管壁DCE-MRI参数值比较 病变肠管壁Kep、Ktrans、Ve较正常肠管壁高，ADCmean较正常肠管壁低(P<0.05)，见表1。

表1 正常肠管壁与病变肠管壁DCE-MRI参数值比较

2.2 不同Dukes分期直肠癌患者DCE-MRI参数值比较 随着直肠癌Dukes分期增加，ADCmean呈降低趋势，Kep、Ktrans呈升高趋势，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 不同Dukes分期直肠癌患者DCE-MRI参数值比较

2.3 不同分化程度直肠癌患者DCE-MRI参数值比较 随着直肠癌分化程度增加，ADCmean呈升高趋势，Ve、Ktrans呈降低趋势，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表3 不同分化程度直肠癌患者DCE-MRI参数值比较

2.4 DCE-MRI参数值与Dukes分期、分化程度的关系 Pearson相关性分析，Kep、Ktrans与直肠癌患者Dukes分期呈正相关，ADCmean与直肠癌患者Dukes分期呈负相关(P<0.05)；Ve、Ktrans与直肠癌患者分化程度呈负相关，ADCmean与直肠癌患者分化程度呈正相关(P<0.05)，见表4。

表4 DCE-MRI参数值与Dukes分期、分化程度的关系

3 讨论

近年来，随着生活饮食习惯改变、社会经济发展、压力增加，直肠癌发病率呈增加趋势，且在恶性肿瘤死亡率中位列第四，严重危及患者生命安全[5-6]。临床主要采用手术和/或结合放化疗等多学科综合治疗，具体治疗方案需根据直肠癌患者疾病不同分期进行选择，早期诊断、准确分期、选择恰当治疗方案已成为确保直肠癌患者治疗效果、改善生存状态不可或缺条件。

MRI的T2WI、T1WI、DWI序列扫描成像较为精准，但缺乏微血管生理参数和功能表征的变化。DCE-MRI检查为新型成像方法，主要是根据对比剂注入后，进入组织细胞间隙的快慢，观察血管内外细胞外液体动态交换过程，从而定量分析组织微循环情况及组织面密度，Kep、Ktrans、Ve、ADCmean等参数可反映病灶血供及微血管分布情况，由分子水平对肿瘤血管进行评估，以观察病变组织生理性变化情况[7]。本文结果显示，病变肠管壁Kep、Ktrans、Ve较正常肠管壁高，ADCmean较正常肠管壁低。原因在于直肠癌患者病变肠管壁恶性细胞增殖较为活跃，且排列紧密，致使水分子扩散受限，故ADCmean降低；正常组织EES形态、大小处于平衡，但病变肠管壁对营养物质和氧需求量增加，为满足需求上述平衡被打破，Kep、Ktrans、Ve等参数发生变化。聂丹[8]研究也指出，直肠癌病变肠管壁Kep、Ktrans、Ve高于正常肠管壁，与本文结果相符。Dukes分期、分化程度为体现直肠癌进展、判断预后主要依据，同时为选择正确治疗决策前提。目前，临床关于直肠癌Dukes分期、分化程度与DCE-MRI检查的定量参数值相关性结论各异，造成结果差异的原因可能与扫描条件及数据采集方法等有关。在上述基础上，本文中规范选取小类圆形肿瘤强化最明显区域5mm2面积作为ROI，得出ADCmean越低，肿瘤病理分期越晚，分化程度低，笔者推测其原因，晚期低分化直肠癌患者恶性程度较高，细胞增殖较为明显，可见单位体积内细胞密集度增加，可导致细胞外间隙减小，引起水分子自由扩散程度下降，故ADCmean值较小。本文结果还显示，随着直肠癌分化程度降低，直肠癌Dukes分期程度增加，Ktrans逐渐增大，可能与恶性程度越高，不成熟新生血管越多有关，血流增加造成血管内皮因子对血管刺激性增强，导致血管通透性增加，进而引起Ktrans增大[9]；此外，随着直肠癌分化程度降低，可见EES增大和胞外基质改变，造成Ve增大；而Kep值随着肿瘤Dukes分期增大、分化程度增加无明显变化，可能与肿瘤血供复杂、直肠癌病变过程中EES环境多变有关。

综上可知，DCE-MRI检查的定量参数值与直肠癌Dukes分期存在必然关系，有望成为直肠癌影像学生物标记物，为临床制定直肠癌治疗方案提供参考依据。