T2 mapping评估直肠腺癌预后相关因素

李 娟，高雪梅，程敬亮

(郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052)

结直肠癌是消化系统常见恶性肿瘤之一，30%～35%见于直肠[1]。直肠癌预后相关因素包括病理类型、分级、TNM分期、环周切缘(circumferential resection margin, CRM)及壁外血管侵犯(extramural vascular invasion, EMVI)等[2]。目前MR功能成像应用日益广泛，已有多种MRI技术用于评估直肠癌病理特征，如弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)、弥散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)及动态增强(dynamic contrast-enhanced, DCE)等；其中DWI通过探测组织内水分子的扩散运动反映生理或病理状态下组织微环境变化情况，已较为成熟。T2 mapping成像是MR定量成像技术之一，可测量体素内横向弛豫时间(T2)，定量分析生物组织特性[3]，近年来逐渐用于研究体部肿瘤。本研究以DWI为对照，分析T2 mapping鉴别直肠黏液腺癌与普通腺癌，评估普通腺癌分级、分期及CRM和EMVI状态的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2019年6月—2020年12月83例于郑州大学第一附属医院经病理证实的直肠单发腺癌患者，男45例，女38例，年龄29～82岁，平均(59.3±10.2)岁，术前均接受盆腔高分辨T2W、DWI及T2 mapping扫描。纳入标准：①无MR检查禁忌证，盆腔无金属伪影；②检查前未接受手术、化学或放射治疗；③经术后病理证实为直肠腺癌。排除标准：①接受新辅助治疗；②病理结果未报告分化程度、浸润深度；③直肠神经内分泌肿瘤、淋巴瘤等少见肿瘤；④患者配合度欠佳，或图像质量差。检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Prisma 3.0T超导型MR仪，以18通道相控阵线圈行盆腔扫描。检查前嘱患者排空直肠，扫描前5～10 min予肌内注射20 mg山莨菪碱，扫描时患者取仰卧位。扫描参数：斜轴位高分辨率T2W，定位垂直于病变长轴，采用快速自旋回波序列，TR 3 200 ms，TE 101 ms，FOV 20 cm×20 cm，矩阵320×240，层厚3 mm，层间距0.6 mm；DWI，采用单次激发自旋回波-平面回波序列，TR 4 050 ms，TE 48 ms，FOV 30 cm×22 cm，矩阵168×168，层厚3 mm，层间距0.6 mm，b值为50、800 s/mm2；T2 mapping，采用radial快速自选回波序列，TR 4 000 ms，TE 22、33、44、55、66、77、88、99 ms，FA 145°，回波链22，FOV 38 cm×38 cm，NEX 1，层厚6 mm，层间距0，扫描时间3 min 52 s。

1.3 图像分析 将原始数据导入Siemens Syngo.Via工作站，自动生成T2 mapping伪彩图及表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图。由2名具有10年MRI诊断经验的主治医师参考T2WI及病理结果分析T2 mapping及ADC图像，意见分歧时经讨论决定；手动于ADC图所示病灶最大层面选取面积≥25像素的 ROI，尽量避开囊变、坏死、出血区域，并将其复制于T2 mapping伪彩图，重复测量ADC及T2值3次，取平均值为结果；同时观察CRM及EMVI状态：以原发肿瘤、转移淋巴结、癌结节或EMVI位于直肠系膜筋膜5 mm内为CRM阳性；载瘤段肠管固有肌层外血管腔内肿瘤浸润为EMVI阳性。

1.4 病理分期 根据世界卫生组织结直肠癌组织学分级标准，腺管形成>95%为高分化，腺管形成50%～95%为中分化，腺管形成<50%为低分化。根据术后病理肿瘤侵及深度，参考美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer, AJCC)分期标准[4]进行T分期，分为早期(pT1～2期)和晚期(pT3～4期)，早期为病变局限于固有肌层，晚期为病变超过固有肌层；根据术后病理进行N分期，pN0期为区域淋巴结无转移，pN1～2期为区域淋巴结有转移。

图1 患者女，60岁，直肠黏液腺癌 A.斜轴位T2WI(箭示病灶)； B.T2 mapping伪彩图，病灶T2值为192.24 ms； C.ADC图，病灶ADC为1.92×10-3 mm2/s； D.病理图(HE，×200)

图2 患者男，64岁，直肠中分化腺癌 A.斜轴位T2WI(箭示病灶)； B.T2 mapping伪彩图，病灶T2值为92.34 ms； C.ADC图，病灶ADC为0.80×10-3 mm2/s； D.病理图(HE，×200)

1.5 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，行独立样本t检验。采用受试者工作特性(receiver operating characteristic， ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve, AUC)，评价T2值及ADC鉴别黏液腺癌与普通腺癌、评估普通腺癌淋巴结转移及CRM的效能，以DeLong检验比较AUC差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

83例直肠腺癌中，15例黏液腺癌(图1)，68例普通腺癌(图2)。68例普通腺癌中，51例中分化腺癌，17例中-低分化腺癌[包括12例中-低分化(介于中分化与低分化之间)腺癌及5例低分化腺癌]；28例早期(4例pT1期及24例pT2期)，40例晚期(35例pT3期及5例pT4期)；46例pN0期，22例pN1～2期；15例CRM阳性，53例CRM阴性；12例EMVI阳性，56例EMVI阴性。

2.1 T2值及ADC比较 直肠黏液腺癌T2值[(184.59±47.79) ms]及ADC[(1.75±0.27)×10-3mm2/s]高于普通腺癌[(96.85±17.86)ms、(0.99±0.12)×10-3mm2/s，t=-3.655、-5.562，P=0.034、0.011]。直肠普通腺癌中，不同N分期病灶T2值、CRM阴性与阳性病灶T2值及ADC差异均有统计学意义(P均<0.05)，其余 T2值及ADC差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

2.2 ROC曲线分析 ROC曲线(图3)显示，T2值鉴别直肠黏液腺癌与普通腺癌的AUC为0.984，阈值为136.485 ms时，其诊断敏感度和特异度分别为100%和96.79%；ADC鉴别二者的AUC为0.994，阈值为1.382×10-3mm2/s时，诊断敏感度和特异度分别为100%和93.40%。T2值与ACD的AUC差异无统计学意义(Z=0.357，P=0.416)。

T2值评估直肠普通腺癌淋巴结转移的AUC为0.806，阈值为89.911 ms时，诊断敏感度和特异度分别为86.41%和70.63%；评估直肠普通腺癌CRM阳性的AUC为0.751，阈值为91.039 ms时，诊断敏感度和特异度分别为89.45%和64.37%。ADC评估直肠普通腺癌CRM阳性的AUC为0.647，阈值为0.908×10-3mm2/s时，诊断敏感度和特异度分别为80.93%和57.16%，见图4、5。T2与ADC值评估CRM阳性直肠普通腺癌AUC差异无统计学意义(Z=0.362，P=0.538)。

表1 直肠普通腺癌T2值及ADC(±s，n=68)

表1 直肠普通腺癌T2值及ADC(±s，n=68)

分组T2值(ms)ADC(×10-3 mm2/s)分化程度 中分化腺癌(n=51)97.46±19.691.02±0.10 中-低分化腺癌(n=17)94.35±6.280.99±0.12 t值0.537-0.632 P值0.5930.530T分期 早期(n=28)98.33±21.381.00±0.12 晚期(n=40)94.21±8.520.97±0.12 t值0.8620.994 P值0.3920.324N分期 pN1～2(n=22)85.61±14.530.81±0.12 pN0(n=46)107.46±19.421.10±0.11 t值-0.377-0.964 P值0.0070.239CRM 阳性(n=15)89.78±8.510.88±0.13 阴性(n=53)102.65±20.391.22±0.29 t值-0.560-1.022 P值0.0180.011EMVI 阳性(n=12)85.66±18.050.99±0.11 阴性(n=56)90.85±17.231.02±0.14 t值-0.953-1.031 P值0.0640.307

3 讨论

MRI具有无辐射、软组织对比度高、多方位多参数成像等优点，高分辨MRI，尤其小FOV、薄层T2WI不仅可较清晰显示直肠肠壁各层结构，还能分辨直肠周围系膜、肛提肌等周围解剖结构，准确判断直肠癌术前分期、CRM及EMVI状态[5]。T2 mapping通过测量组织T2值定量分析组织内部成分变化，近年来逐渐用于体部肿瘤[6-8]。本研究中T2 mapping采用多回波自旋回波序列，信噪比高、采集时间短，具有较高准确性和可重复性。

黏液腺癌是直肠腺癌的常见亚型，预后较差，对新辅助治疗不敏感，肿瘤黏液成分超过50%，腺癌细胞漂浮于黏液中，排列较疏松，水分子扩散运动受限相对小，故其T2值、ADC较高[9]。本研究结果证实，黏液腺癌T2值及ADC均明显高于普通腺癌，与T2WI及ADC图上直肠黏液腺癌信号较高相符，考虑与黏液组织含水量较高有关；T2值及ADC对鉴别直肠黏液腺癌与普通腺癌的敏感度及特异度均较高，可为定量诊断直肠黏液腺癌提供依据。

直肠癌分化程度是影响预后的重要因素之一。 ADC与肿瘤病理学分级相关[10]。本组中分化腺癌T2值及ADC与中-低分化腺癌差异无统计学意义，推测可能与本组缺少高分化腺癌病例，且低分化腺癌较少，中分化腺癌与中-低分化腺癌分化程度差异较小且有部分重叠有关。术前准确评估T分期对选择治疗方案有重要价值。本组直肠不同T分期普通腺癌间T2值及ADC差异无统计学意义，提示不同T分期肿瘤微环境差异可能不显著。淋巴结转移与否是制定直肠癌治疗计划及判断预后的重要影响因素，目前常以淋巴结大小、形态、信号、强化方式等作为判断依据，准确性有待提高。本研究直肠普通腺癌pN1～2期T2值低于pN0期，与GE等[11]的结果一致，表明T2值对预测淋巴结转移具有一定价值；而pN1～2期ADC与pN0期差异无统计学意义。林晓君等[12]报道，ADC图像纹理分析可鉴别直肠癌AJCC分期Ⅰ～Ⅱ期与Ⅲ期，即pN0期与pN1～2期。直肠系膜筋膜是包绕直肠系膜的线样结构，代表全直肠系膜切除术(total mesorectal excision, TME)的手术切缘，即CRM。MRI发现CRM阳性相当于病理所见原发肿瘤、转移淋巴结、癌结节或EMVI位于直肠系膜筋膜1 mm内[13]，CRM阳性肿瘤局部复发率高、患者生存率低[14]，需术前新辅助治疗以缩小肿瘤、降低肿瘤分期。本组 CRM阳性直肠普通腺癌T2值及ADC均低于CRM阴性者，T2值与ADC诊断CRM阳性的AUC差异无统计学意义，表明T2值与ADC均有助于评估CRM状态，提高术前分期的准确性。EMVI阳性是直肠癌的独立预后因素[15]，与肿瘤局部复发、远处转移、肿瘤相关死亡等不良预后事件密切相关。本研究EMVI阳性与阴性直肠普通腺癌T2值及ADC差异均无统计学意义，表明单独应用T2值不能判断EMVI状态，需结合高分辨率T2WI以提高诊断准确性。

图3 T2值及ADC鉴别直肠黏液腺癌与普通腺癌的ROC曲线 图4 T2值评估直肠普通腺癌淋巴结转移的ROC曲线 图5 T2值及ADC评估直肠普通腺癌CRM的ROC曲线

本研究的主要局限性：①样本量小，肿瘤病理分化程度相对单一，且不同分期肿瘤分布不均；②手动选取ROI，肿瘤的不均质性可能致结果偏倚；③未对T2值与免疫组织化学指标、基因表达等进行相关性分析。

综上，T2 mapping有助于评估包括病理类型、淋巴结转移及CRM在内的直肠腺癌预后相关因素。