陸志華，姚鴻歡，周曉偉，曹燕，季立標(biāo)，錢偉新

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胃癌的ADC值與組織病理學(xué)因素的相關(guān)性研究

陸志華，姚鴻歡，周曉偉，曹燕，季立標(biāo)，錢偉新

【摘要】目的：評(píng)估胃癌的ADC值與組織病理學(xué)因素的相關(guān)性。方法：回顧性分析68例胃癌患者的MRI資料，DWI b值取0和800 s/mm2。術(shù)后組織病理學(xué)因素包括腫瘤部位、TNM分期、組織學(xué)類型。分析腫瘤ADC值與各組織病理學(xué)因素之間的相關(guān)性。應(yīng)用ROC曲線確定不同TNM分期和組織學(xué)類型的ADC鑒別界值。結(jié)果：隨著胃癌TNM分期的增加，分化程度的減低，腫瘤的平均ADC值呈遞減趨勢。腫瘤的不同TNM分期、組織學(xué)類型和發(fā)生部位的ADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。診斷TNMⅠ期、Ⅱ期和高分化腺癌的ADC鑒別界值分別為0.917、0.906和1.034×10(-3)mm2/s，ROC曲線下面積分別為0.702、0.795和0.960。結(jié)論：ADC值作為一個(gè)無創(chuàng)性生物學(xué)指標(biāo)有助于評(píng)估胃癌的組織病理學(xué)因素，包括TNM分期、組織學(xué)類型和發(fā)生部位。

【關(guān)鍵詞】胃腫瘤；磁共振成像；擴(kuò)散加權(quán)成像

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）是利用特殊序列在宏觀成像上突出活體不同組織間水分子不同微觀擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的一種成像技術(shù)，可以反映組織細(xì)胞完整性及病理變化，其定量測量值-表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）能定量反映組織中水分子的擴(kuò)散特性。目前，DWI聯(lián)合定量ADC值對(duì)胃癌的研究主要集中在胃癌DWI相關(guān)參數(shù)的篩選、術(shù)前分期及對(duì)腫瘤化療治療的評(píng)估［1-4］，將DWI應(yīng)用于胃癌組織病理學(xué)相關(guān)性的研究尚處于探索階段，筆者回顧性分析了68例胃癌患者的MRI資料，評(píng)估胃癌的ADC值與組織病理學(xué)因素的相關(guān)性。

材料與方法

1.研究對(duì)象

回顧性分析蘇州大學(xué)附屬常熟醫(yī)院2013年9月-2015年2月的82例胃癌病例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI檢查前胃鏡活檢確診為胃癌；②術(shù)前未經(jīng)輔助化療治療；③術(shù)前有完整的MRI影像資料；④術(shù)后取得完整的病理結(jié)果，包括腫瘤部位、TNM分期、組織學(xué)類型、分化程度。胃黏液腺癌由于富含黏液，ADC值較其它類型的胃癌明顯增高，所以為不影響本研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將術(shù)后病理證實(shí)的黏液腺癌病例排除在本次研究中。82例中，14例患者被排除出本研究，包括術(shù)后病理證實(shí)2例黏液腺癌，3例低分化腺癌伴黏液腺癌，5例無DWI圖像，4例因不同原因的偽影致圖像不清。共68例患者納入本次研究中，男44例，女24例，年齡48～72歲，平均61.6歲。68例患者均于MRI檢查后行手術(shù)治療，其中60例患者行胃癌根治術(shù)（包括全胃切除和部分切除），8例患者行姑息性胃癌切除術(shù)。MRI檢查后至手術(shù)的間隔時(shí)間為2～5 d，中位時(shí)間3 d。

2.檢查方法

檢查前患者禁食8 h，在無相關(guān)禁忌證（青光眼、前列腺過度肥大或嚴(yán)重心臟?。┑那闆r下，于檢查前10～15 min給予鹽酸山莨菪堿（杭州民生藥業(yè)有限公司）20 mg肌肉注射以使腸道處于低張狀態(tài)。檢查前10 min內(nèi)不間斷飲溫水800～1000 m L充盈胃腔。檢查前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。

MRI檢查采用Philips Achieva 3.0T TX掃描儀，16通道相控陣表面線圈。仰臥位，頭先進(jìn)，掃描范圍從膈頂至腎門水平。橫軸面T2WI采用呼吸觸發(fā)快速自旋回波序列（TSE），TR 1321 ms，TE 80 ms，矩陣268×278，層厚6 mm，層間距0.6 mm，視野37.5 cm× 30.2 cm×15.8 cm。DWI橫軸面掃描采用單次激發(fā)自旋回波-平面回波序列（SE-EPI），采用化學(xué)位移脂肪抑制技術(shù)；TR 3000 ms，TE 72 ms，矩陣124×151，層厚5 mm，層間距1 mm，視野37.5 cm×30.2 cm× 16.6 cm；b值取0和800 s/mm2；擴(kuò)散加權(quán)梯度施加在3個(gè)正交方向上。

3.病理學(xué)分類

納入本研究的組織病理學(xué)因素包括：腫瘤部位、腫瘤TNM分期、組織學(xué)類型和分化程度。腫瘤部位分為上1/3（近端胃）、中1/3（中段胃）、和下1/3（遠(yuǎn)端胃）和≥2個(gè)部位。腫瘤的TNM分期采用2010年AJCC/UICC胃癌的TNM分期標(biāo)準(zhǔn)（第7版）［5］。按照分化程度不同，本組病例組織學(xué)類型分為低分化腺癌、中分化腺癌、高分化腺癌和印戒細(xì)胞癌。

4.圖像分析

圖像分析由兩位分別具有5年和8年消化道腫瘤MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師在Philips Extended MR workspace 2.6.3.4上共同完成。兩位醫(yī)師除已知病變位置外，對(duì)胃鏡結(jié)果、病理結(jié)果等其它情況均未知。ADC圖在MRI工作站上自動(dòng)后處理生成，ADC值的測量采用手動(dòng)畫出圓形興趣區(qū)（region of interest，ROI），測量3次并取平均值的方法，ROI大小為20.8～85.2 mm2（平均48.6 mm2）。ROI放置原則：①DWI結(jié)合T2WI圖像，確定病變最大層面，在最大層面內(nèi)ROI盡量包含多的腫瘤組織；②避開壞死、出血及胃腔內(nèi)容物，ROI的放置位置及大小由兩位醫(yī)師共同協(xié)商決定。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用單因素方差分析對(duì)不同TNM分期、組織學(xué)類型和發(fā)生部位的腫瘤平均ADC值進(jìn)行比較，組間兩兩比較采用LSD法檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)分析時(shí)均行Levene方差齊性檢驗(yàn)。采用MedCalc軟件繪制受試者工作特征曲線（ROC）確定不同TNM分期和組織學(xué)類型的ADC鑒別臨界值，并計(jì)算曲線下面積（AUC），敏感性和特異性通過Youden指數(shù)法確定。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.組織病理學(xué)因素與腫瘤ADC值的相關(guān)性

隨著胃癌TNM分期的增加，腫瘤的平均ADC值呈遞減趨勢（表1），不同TNM分期的腫瘤平均ADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），進(jìn)一步分析，兩兩組間的平均ADC值差異見圖1。本組病例絕大多數(shù)為腺癌病例（圖2～4），少數(shù)為印戒細(xì)胞癌和混合病例，其中3例低分化腺癌+印戒細(xì)胞癌和2例中分化腺癌+印戒細(xì)胞癌因病例數(shù)太少而排除在統(tǒng)計(jì)中。隨著腫瘤分化程度的降低，平均ADC值呈下降趨勢，印戒細(xì)胞癌的平均ADC值最低，不同組織學(xué)類型的平均ADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），進(jìn)一步分析，高分化腺癌與其它三組間的ADC值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），其它兩兩組間的ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。胃癌不同發(fā)生部位的腫瘤平均ADC值差異亦具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.014），≥2個(gè)部位的腫瘤平均ADC值最低，與上1/3、中1/3和下1/3 的ADC值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值分別為0.010、0.007和0.006），其它3個(gè)部位兩兩組間的ADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.不同TNM分期和組織學(xué)類型的ADC鑒別界值

TNMⅠ期與Ⅱ期、Ⅱ期與Ⅲ期、Ⅲ期與Ⅳ期、高分化腺癌與非高分化腺癌的ADC診斷鑒別臨界值見表2。

表1　不同組織病理學(xué)因素分組的平均ADC值

表2　不同TNM分期、組織學(xué)類型的ADC鑒別界值 （×10-3mm2/s）

討 論

胃是一個(gè)空腔臟器，DWI極易受患者呼吸、血管搏動(dòng)及胃腸道蠕動(dòng)的影響，3.0T磁共振儀的強(qiáng)磁化率對(duì)于胃腸道這些磁化率不同的組織來說增加了靜磁場的不均一性，因而磁敏感偽影及圖像變形會(huì)更加明顯，從而影響病變的顯示。本研究中每例患者檢查前肌注20 mg鹽酸山莨菪堿，以減少胃腸蠕動(dòng)造成的運(yùn)動(dòng)偽影，同時(shí)，DWI采用SE-EPI序列，在一定程度上降低了圖像變形和偽影發(fā)生率。有4例患者的DWI圖像因運(yùn)動(dòng)偽影和磁敏感偽影影響病變的顯示而被排除出本研究。與正常胃壁或良性腫瘤相比，胃癌的腫瘤細(xì)胞密度更高、細(xì)胞間隙更小、腫瘤組織中自由水分子的擴(kuò)散程度更小，從而形成ADC值的差異，進(jìn)而能定量反映腫瘤的病理組織學(xué)信息，包括腫瘤分化等級(jí)、T分期、N分期等。DWI的這些特點(diǎn)已應(yīng)用于多種腫瘤的研究中［6-8］，在胃癌方面，已有文獻(xiàn)報(bào)道了ADC值能作為生物標(biāo)記評(píng)估胃癌化療治療的效果［3］，但將ADC值與胃癌組織病理學(xué)因素的相關(guān)性研究尚處于探索階段。

影響胃癌預(yù)后的臨床病理因素很多，其中TNM分期能客觀地反映腫瘤的生物學(xué)行為以及疾病的進(jìn)展程度，其在評(píng)估胃癌預(yù)后方面的應(yīng)用價(jià)值已得到廣泛的印證。有研究證實(shí)隨著胃癌的TNM分期升高，胃癌患者術(shù)后累積生存率逐步降低［9］。本研究中，隨著TNM分期的增加，腫瘤的平均ADC值呈下降趨勢，不同分期的腫瘤平均ADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。筆者推測胃粘膜上皮被腫瘤破壞后，隨著浸潤胃壁深度的增加和淋巴結(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)移，腫瘤細(xì)胞逐漸增大、增多，核漿比值增高，細(xì)胞間隙內(nèi)可供水分子自由擴(kuò)散的空間更小，故ADC值產(chǎn)生明顯差異。進(jìn)一步兩兩分析，除Ⅲ期和Ⅳ期的腫瘤平均ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余兩兩組間腫瘤平均ADC值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，經(jīng)ROC曲線分析，以0.917×10-3mm2/s為臨界值診斷Ⅰ期胃癌的AUC達(dá)到0.702，以0.906×10-3mm2/s為臨界值診斷Ⅱ期胃癌的AUC達(dá)到0.795。Ⅲ期和Ⅳ期胃癌腫瘤平均ADC值相近，原因在于絕大多數(shù)發(fā)生轉(zhuǎn)移的胃癌患者術(shù)前先行化學(xué)治療，納入本研究的M1期患者數(shù)少。本組結(jié)果提示ADC值能夠無創(chuàng)性地反映腫瘤的生物學(xué)信息，ADC值越低，腫瘤的TNM分期越高，并有助于術(shù)前無創(chuàng)性地篩選出需要化療的病例。

本組病例中，隨著腺癌分化程度的降低，腫瘤的平均ADC值逐漸降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因?yàn)殡S著腫瘤分化程度的降低，腫瘤細(xì)胞生長更為密集，核漿比值增高，癌細(xì)胞密度更大，細(xì)胞間隙內(nèi)水分子擴(kuò)散能力受限更大，故ADC值更低。另外，本組病例中印戒細(xì)胞癌的平均ADC值最低，與低分化腺癌的平均ADC值相近（0.888 vs 0.912），原因可能為印戒細(xì)胞癌與低分化腺癌在組織學(xué)上細(xì)胞大小、細(xì)胞密度和核漿比值相似，故表現(xiàn)為腫瘤的ADC值相近。而在臨床病理學(xué)研究中證實(shí)印戒細(xì)胞癌與低分化腺癌均屬預(yù)后較差的類型［10］。本組結(jié)果提示ADC值能夠反映腫瘤的病理組織學(xué)特征，與Liu等［11］和李婷等［12］的報(bào)道一致。通過ROC曲線分析，以1.034×10-3mm2/s為臨界值診斷高分化腺癌的敏感度為93.10%，特異性度100%，AUC達(dá)到0.960。

有研究結(jié)果認(rèn)為腫瘤部位是影響胃癌預(yù)后的獨(dú)立因素，生存曲線顯示近端胃癌術(shù)后遠(yuǎn)期生存率較遠(yuǎn)端胃癌低，同時(shí)當(dāng)腫瘤侵犯超過一個(gè)分區(qū)時(shí)，生存曲線顯示累積生存率最低［9］。本組結(jié)果顯示近端胃、中段胃和遠(yuǎn)端胃的腫瘤ADC值相近，兩兩之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能為病例較為分散，每個(gè)分組內(nèi)病例數(shù)較少有關(guān)，后續(xù)還需擴(kuò)大樣本進(jìn)一步分析。同時(shí)，本組結(jié)果顯示≥2個(gè)部位的腫瘤平均ADC值最低，與其它三組部位的ADC值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與臨床病理學(xué)研究一致，原因可能是由于病變范圍越廣泛，疾病分期越晚有關(guān)。

本研究還存在如下不足，首先本研究為回顧性分析，入選病例分布不均衡，有些分組內(nèi)的病例數(shù)太少；其次，對(duì)于小的病灶，胃腔內(nèi)液體的部分容積效應(yīng)可影響ADC值的準(zhǔn)確性，本研究中DWI的層厚為5 mm，對(duì)于小于10 mm病灶的ADC值就可能存在部分容積效應(yīng)的影響；最后，本研究中的ADC值為手動(dòng)在腫瘤的最大層面畫出ROI，測量3次并取平均值，該方法雖能避開壞死、出血及胃腔內(nèi)容物，但取得的ADC值不能真實(shí)地反映組織成分多樣的胃癌的生物學(xué)特性，上述這些不足均可能會(huì)造成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果出現(xiàn)偏差。

綜上所述，隨著胃癌TNM分期的增加，分化程度的減低，腫瘤的平均ADC值呈遞減趨勢。本研究結(jié)果提示ADC值能作為一個(gè)無創(chuàng)性生物學(xué)指標(biāo)預(yù)測胃癌的組織病理學(xué)特征，并有助于術(shù)前無創(chuàng)性地篩選出需要化療的病例。

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·腹部影像學(xué)·

Study of correlation between apparent diffusion coefficient value and histology features in gastric cancer

LU Zhi-hua，YAO Hong-huan，ZHOU Xiao-wei，et al.Department of Radiology，Affiliated Changshu Hospital of Soochow University，Jiangsu 215500，China

【Abstract】Objective：To evaluate the correlation between histology features and apparent diffusion coefficient（ADC）value on diffusion-weighted imaging（DWI）of gastric cancer.Methods：MRI materials of 68 cases with gastric cancer were analyzed retrospectively.The b values were 0，800s/mm2on DWI.Post-surgical pathologic features included tumor site，TNM staging and histology pattern.Correlation between ADC values and histology features were analyzed.Receiver operating characteristic curve（ROC）analysis was performed to find out the diagnostic cutoff of the ADC value，to distinguish different TNM staging and histology pattern of gastric cancer.Results：As the TNM stage increased，the mean ADC values of gastric cancer showed a trend of decreasing.There were significant differences in the mean ADC values among gastric cancer with different TNM stageing，histology pattern and tumor site.The diagnostic cutoff of the ADC values used to distinguish TNM stageⅠ，stageⅡand well differentiated adenocarcinaoma was 0.917，0.906，and 1.034×10(-3)mm2/s respectively，the area under the ROC curve was 0.702，0.795 and 0.960 respectively.Conclusion：The ADC values as a noninvasive biology parameter，might be helpful for evaluating the histological features of gastric cancer，including TNM staging histology pattern and tumor site.

【Key words】Gastric neoplasms；Magnetic resonance imaging；Diffusion weighted imaging

收稿日期：（2015-08-20）

作者簡介：陸志華（1979-），男，江蘇常熟人，博士研究生，副主任醫(yī)師，主要從事磁共振新技術(shù)應(yīng)用的研究工作。

DOI：10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.03.011

【中圖分類號(hào)】R445.2；R735.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1000-0313（2016）03-0240-05

作者單位：215500 江蘇，蘇州大學(xué)附屬常熟醫(yī)院放射科