不同测量方法所得直肠腺癌肿块ADC值与其病理学特征的对照研究

郑 欣，张宏江，赵 英，吴昆华

1.云南省景洪市人民医院放射科，云南 景洪 666100；

2.云南省第一人民医院磁共振科，云南 昆明 650032

直肠癌在中国是一种常见肿瘤。2015年《结直肠癌诊疗规范》显示，中国居民2011年结直肠癌发病率为23.3/10万，死亡率达11.1/10万［1］。磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是一种能反映活体组织内水分子微观运动的影像学方法，临床上广泛用于直肠癌的术前诊断与分期、评价放化疗效果及术后观察。近年来，研究多集中于测量直肠癌肿块的表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC），评价其与肿瘤分化程度的关系［2-3］。这是因为直肠癌不同病理学分化程度对其预后评判有意义［4］，导致治疗方案也有差异。鉴于不同测量方法所得ADC值存在差异，本研究采用3种测量方法测量直肠腺癌ADC值，探讨其与病理学分化程度的相关性。

1 资料和方法

1.1 一般资料

收集2015年6月—2016年12月于云南省第一人民医院住院行手术治疗，且术后病理学检查确诊为直肠腺癌的患者44例，术前均行磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）检查。其中男性22例，女性22例；年龄29～78岁，平均年龄57岁。入组标准：① 患者术前均未行放疗及化疗；② 患者术前1周内行MRI检查，有术后病理学检查结果；③ 患者配合检查，图像质量满足诊断。排除标准：① 患者术前曾接受过放化疗；②有MRI检查禁忌者；③ 患者无病理学诊断资料；④ MRI图像上肉眼无法辨识病灶者。本研究已通过云南省第一人民医院伦理委员会批准，所有患者均签署了知情同意书。

1.2 MRI检查方法

采用GE公司3.0 T HDXT磁共振扫描仪，8通道体部相控阵线圈。所有患者检查前均清洁灌肠。扫描序列采用矢状位、冠状位及肿块横轴位（垂直于矢状位的肿瘤长轴进行定位）T2WI，动态增强扫描（LAVA序列，扫描5期）及肿块横轴位DWI序列。利用双筒高压注射器，采用团注法分别注射钆喷酸葡胺注射液及0.9%NaCl溶液，注射流率为2 mL/s。按照造影剂注射剂量（mmol）=患者体质量（kg）×0.1 mmol/kg计算注射剂量。DWI采用的b值为0和800 s/mm2。参数详见表1。

表1 MRI扫描序列参数

1.3 ADC值测量方法及病理学分析

将扫描所得图像传送至GE ADW4.4工作站，利用Functool软件重建ADC图。由1名主治医师和1名副主任医师在不知道病理学检查结果的情况下，共同在ADC图上勾勒感兴趣区（region of interest，ROI）的部位及范围，有异议时通过协商达成一致意见，并由第三者测量ADC值。方法Ⅰ：选择增强序列强化最明显的部位作为ROI，使用工作站的自由笔功能在ADC图相应区域勾勒强化区范围并测量ADC值。方法Ⅱ：沿指数表观扩散系数（exponential apparent diffusion coefficient，eADC）图直肠癌病灶内信号最明亮处边缘勾勒其范围，测量ADC值，eADC是ADC的指数形式，病变表现在eADC图与ADC图上一致。方法Ⅲ：在ADC图上选择肿瘤最大层面，沿病灶边缘手工勾勒出不规则形ROI，测量ADC值，测量时尽量包括该层面整个瘤体。每种方法均测量3次，取平均值，3种方法所确定的ROI范围均不小于20 mm2。最终结果以术后病理报告为准。根据《中国结直肠癌诊疗规范（2015版）》的组织学分级标准，将入组病例分为高分化组、中分化组和低分化组。本研究入组病例中，高分化组4例，中分化组32例，低分化组8例。

1.4 统计学处理

采用SPSS 20.0统计学软件进行分析。计量资料采用x±s表示。对3种方法所得ADC值分别进行正态分布Shapiro-Wilk及方差齐性检验，采用单因素方差分析，差异有统计学意义者采用LSD检验进行组间两两比较，评价ADC值与肿瘤分化程度之间的关系采用Spearman秩相关分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

比较3种测量方法所得ADC值，差异有统计学意义（F=193.111，P=0.000，表2）。

表2 3种测量方法所得ADC值

方法Ⅰ所得ADC值与病理结果有相关性（r=0.718，P=0.000）；方法Ⅱ所得ADC值与病理结果有相关性（r=0.637，P=0.000）；方法Ⅲ所得ADC值与病理结果有相关性（r=0.643，P =0.000）。其中，方法Ⅰ所得ADC值与术后病理分级的相关性最好。结果见表3～5，图1。

表3 方法Ⅰ所得ADC值与病理结果的比较

表4 方法Ⅱ所得ADC值与病理结果的比较

表5 方法Ⅲ所得ADC值与病理结果的比较

结果显示，对于不同分化程度的直肠癌肿块，采用同种方法所得ADC值的差异均有统计学意义（P＜0.05）。

图1 1例44岁低分化腺癌女性患者的诊断图像

3 讨 论

DWI已广泛用于直肠癌的术前诊断、分期及预后判断。寇如刚等［5］发现，直肠癌的ADC值越低，其预后越差。目前，对ADC值与直肠癌分化程度相关性的研究较多，但探讨不同测量方法所得肿块ADC值及其与病理学分级的相关性研究国内很少。肿瘤增生活跃，导致细胞密度增高，水分子扩散受限，ADC值明显降低，即理论上随着直肠癌病理分化程度降低，ADC值随之降低［6］。有研究表明，组织细胞密度与其ADC值具有相关性。Bäuerle等［7］的研究表明，直肠癌患者肿瘤组织与正常肠壁组织的ADC值差异有统计学意义。

直肠癌的病理学类型大多为腺癌［8］，本组研究对象也是经病理学确诊的直肠腺癌患者。直肠腺癌的分级标准是根据肿瘤组织内的腺管含量确定的［1］。一般情况下，高分化腺癌淋巴结转移率较低，预后较好；中分化腺癌发病率高，其预后与肿瘤分期有关；低分化腺癌预后较差，易发生侵犯及远处转移。病理上，随着肿瘤分化程度降低，腺管组织含量减少，肿瘤实性癌巢含量增加，同时肿瘤细胞异型性明显，故ADC值降低。因肿瘤的演进（progression）及异质性，同一肿块内可含有不同病理类型及不同分化程度的肿瘤细胞，肿块内不同区域肿瘤细胞特性也不同，导致不同区域ADC值有差异；此外，肿瘤细胞分化及生长速度的不同也可导致肿瘤组织血供有差异。

本研究参考相关文献设计了3种ADC值测量方法。方法Ⅰ中肿瘤内强化最明显的部位反映了肿瘤组织微血管密度高、微血管通透性较高及血液灌注速率高的区域，其所得ADC值与病理学检查结果的相关性最好。同时证实直肠癌强化最明显区域的ADC值较低，间接证明新生血管在直肠癌恶性程度与预后评估中有一定价值［9］。Hong等［10］提出，直肠癌动态增强扫描时间-信号强度曲线的最大上升斜率与微血管密度的相关性显著，能为预后提供有价值的信息。有学者发现，毛细血管壁通透性［11］和微血管密度［12］与肿瘤微环境中水分子扩散特征呈负相关，表明强化明显区域病灶内的水分子扩散受限，ADC值降低，肿瘤分级也降低。

方法Ⅱ所得ADC值与病理学检查结果的相关性在3种方法中最差。其测量eADC图上信号最明亮的区域，代表了肿瘤细胞增殖活跃、细胞器致密及细胞外间隙较小的区域，反映了肿瘤组织内恶性程度较高的部位，测量结果受坏死和容积效应影响的可能性较小。该方法简单，易推广，目前主要用于肿瘤的诊断及鉴别诊断。但因为直肠癌肿块内可含有不同分化程度的肿瘤组织，该方法仅反映了肿瘤组织内分化程度较低的区域，无法反映肿瘤的整体特征，预测直肠癌的病理分化程度有一定局限性。

方法Ⅲ虽然测量了肿块整体ADC值，但所得ADC值与病理学检查结果的相关性不如方法Ⅰ。其测量时虽然尽量避免了肠腔内气体的干扰，但难以避免瘤体内微小液化和坏死的影响，瘤体内不同分化的肿瘤细胞ADC值也不同，在一定程度上干扰了测量结果。林东升等［13］发现，平均ADC值与直肠癌的N分期和肿瘤分化程度相关。该方法测量肿块最大层面ADC值，反映了肿瘤组织的平均ADC值，虽在一定程度上反映了肿瘤组织的特性，但易受各种因素的影响。目前，该方法多用于评估和预测肿瘤放化疗的效果。在ADC图及eADC图上，肿瘤与周围组织的分界较明确，可避免主观原因造成的肿瘤边界误判。

本研究利用不同方法，对低分化、中分化、高分化组直肠癌肿块ADC值进行两两比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。结果提示，随着病理分化程度降低，直肠腺癌的ADC值逐渐降低，即ADC值较低时低分化腺癌的可能性较大，表明直肠癌病理分化程度与其ADC值呈正相关，与部分研究结果［14］相似。因此，在一定范围内，可通过测量ADC值预测肿瘤的分化程度，从而为临床提供参考。

综上所述，本研究中3种测量ADC值方法的侧重点不同，在临床工作中应根据需要合理选择。本研究发现，测量增强扫描强化最明显区域所得ADC值与直肠癌病理分化程度的相关性最好。但由于样本较少，尤其是高分化组样本数过少，难免造成误差，期望今后工作中扩大样本量以继续深入研究。