王 輝，徐慧慧，王國年，楊辰瑤，黃炎文，袁 杰，詹松華

上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)科，上海201203

《全球癌癥統(tǒng)計報告》顯示，2020 年全球新增1 929 萬癌癥病例，其中結(jié)直腸癌發(fā)病率和死亡率分別排第3 位和第2 位。在結(jié)直腸惡性腫瘤中，直腸癌占1/3［1］。MRI 軟組織分辨力較高，在直腸癌的診斷、分期、放化療效果評估等方面具有非常重要的作用。

動態(tài)對比增強磁共振成像（dynamic contrastenhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）作為一種定量技術(shù)，通過在靜脈注射對比劑前后連續(xù)動態(tài)采集圖像，對對比劑的吸收、分布、代謝等藥代動力學(xué)過程進行監(jiān)測，從而評估組織或靶器官的微血管通透性及血流灌注變化［2］。本研究旨在探討DCE-MRI 定量參數(shù)在直腸癌分化程度和血管侵犯評估中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性收集我院2019 年12 月至2021 年12 月經(jīng)內(nèi)鏡下活檢病理診斷的直腸腺癌患者43 例，均行直腸常規(guī)高分辨MRI 及DCE-MRI 掃描。其中，男20 例，女23 例；年齡35～82 歲，平均（63.63±11.74）歲。43 例中，高分化腺癌12 例，中分化20例，低分化11 例。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（2019-750-105-01），患者均簽署知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～85 歲；經(jīng)直腸指診、腸鏡、CT 或MRI 檢查發(fā)現(xiàn)直腸占位性病變；無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，能手術(shù)切除；術(shù)前無法行新輔助放化療；無全身性疾病，肝腎功能正常；無心臟瓣膜等起搏器，未行人工植入手術(shù)；無幽閉恐懼癥；MRI 檢查與手術(shù)間隔≤1 周。

1.2 儀器與方法

采用Siemens Magnetom Skyra 3.0 T 智能MRI成像儀和18 通道體部相控陣表面線圈。檢查前排空大小便。掃描范圍覆蓋直腸全段。掃描方案：DCE 序列與矢狀位定位掃描，在腫瘤層面設(shè)計與直腸壁垂直的正交軸位圖像，冠狀面圖像定位垂直于橫斷面。常規(guī)MRI 掃描序列與參數(shù)：橫斷位T2WI；高分辨正交軸位T2WI、矢狀位T2WI、冠狀位T2WI、正交軸位T1WI。DEC-MRI 使用對比劑特酸葡胺注射液，經(jīng)肘正中靜脈注射，劑量0.2 mL/kg 體質(zhì)量，流率2 mL/s。掃描序列與參數(shù)：采用2D VIBE T1WI 動態(tài)灌注序列，TR/TE 4.87 ms/1.87 ms，視野200 mm×200 mm，層厚2 mm，體素1.3 mm×1.3 mm×2.0 mm，翻轉(zhuǎn)角2°和15°，掃描48 個時相。掃描時間303 s。

1.3 圖像分析

使用軟件PMI 0.4（Platform for Research in Medicine Imaging，IDL 6.4）、Tofts 藥代動力學(xué)模型。在直腸癌浸潤最深平面勾畫ROI，避開出血、壞死的囊性區(qū)域、腸內(nèi)容物和腸系膜，ROI 面積≥1 cm2。分析血管內(nèi)至血管外間隙轉(zhuǎn)運系數(shù)（Ktrans）、血管外間隙返回至血管內(nèi)速率常數(shù)（Kep）和血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve）等定量參數(shù)。觀察直腸癌壁外血管侵犯情況。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 19.0 軟件行數(shù)據(jù)分析。DCE-MRI 參數(shù)行方差齊性檢驗和Kolmogorov-Smirnov 檢驗，均符合正態(tài)分布且方差齊。不同分化程度直腸癌的DEC-MRI 參數(shù)比較行單因素方差分析，DCE-MRI 參數(shù)與壁外血管的關(guān)系行獨立樣本t 檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 高、中、低分化組的DEC-MRI 參數(shù)比較（表1）

表1 高、中、低分化組DCE-MRI 參數(shù)比較（）

表1 高、中、低分化組DCE-MRI 參數(shù)比較（）

注：DCE-MRI 為動態(tài)對比增強磁共振成像，Ktrans 為血管內(nèi)至血管外間隙轉(zhuǎn)運系數(shù)，Kep 為血管外間隙返回至血管內(nèi)速率常數(shù)，Ve 為血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)。

高、中、低分化組的Ktrans和Ve差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），Kep差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。直腸癌患者DCE-MRI 及其后處理圖像和病理圖片見圖1。

圖1 直腸癌患者動態(tài)對比增強磁共振成像（DCE-MRI）及其后處理圖像和病理圖片 注：患者，男，54 歲，T3 期中分化直腸腺癌。圖1a 為高分辨T2WI，示直腸腸壁浸潤型腫塊；圖1b 為DCE-MRI，示腫塊呈明顯不均勻強化；圖1c 為血管內(nèi)至血管外間隙轉(zhuǎn)運系數(shù)（Ktrans）偽彩圖，病灶顯示為紅色區(qū)域，Ktrans 為0.405 min-1；圖1d 為血管外間隙返回至血管內(nèi)速率常數(shù)（Kep）偽彩圖，病灶顯示為紅至黃色區(qū)域，Kep 為2.036 min-1；圖1e 為血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve）偽彩圖，病灶顯示為黃色至藍(lán)色區(qū)域，Ve 為0.199%；圖1f 為病理圖片，腫瘤腺體排列不規(guī)則，細(xì)胞核大深染（HE 染色，高倍放大）

2.2 有無血管侵犯直腸癌的DEC-MRI 參數(shù)比較（表2）

表2 直腸癌壁外有無血管侵犯組DCE-MRI 參數(shù)比較（）

表2 直腸癌壁外有無血管侵犯組DCE-MRI 參數(shù)比較（）

注：DCE-MRI 為動態(tài)對比增強磁共振成像，Ktrans 為血管內(nèi)至血管外間隙轉(zhuǎn)運系數(shù)，Kep 為血管外間隙返回至血管內(nèi)速率常數(shù)，Ve 為血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)。

43 例中，血管侵犯13 例，無血管侵犯30 例。2 組的Kep差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），Ktrans及Ve差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

3 討論

DCE-MRI 連續(xù)、重復(fù)、快速地掃描組織可獲得對比劑注射前后的圖像，利用對比劑縮短組織T1值的特性，增加固有的圖像對比，觀察不同時間點信號的變化，融合動脈輸入功能和藥物動力學(xué)模型，定量組織參數(shù)。這些參數(shù)主要包括Ktrans、Kep和Ve，其中Ktrans代表對比劑從血管至血管外間隙的轉(zhuǎn)移率，Kep代表對比劑從血管外間隙至血管的轉(zhuǎn)移率，Ve代表血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)。這些參數(shù)可反映組織灌注、毛細(xì)血管數(shù)量和通透性等［2］。因此，DCE-MRI 可用于評估腫瘤血管化程度，以及腫瘤侵襲性、血管生成程度與分期［3］。以往研究發(fā)現(xiàn)，直腸癌的微血管密度與腫瘤高Ktrans區(qū)域的Kep呈正相關(guān)［4］。DCE-MRI 還可用于監(jiān)測直腸癌對新輔助放化療的治療反應(yīng)［5］。En等［6］發(fā)現(xiàn)，新輔助放化療后腫瘤體積、Ktrans值，以及兩者的相對變化均可預(yù)測病理反應(yīng)，其中相對Ktrans是最能預(yù)測病理反應(yīng)的參數(shù)。然而，直腸癌的病理特征與DCE-MRI 定量參數(shù)之間的關(guān)系尚不清楚。

腫瘤需更嚴(yán)格的營養(yǎng)和供氧，對代謝廢物和二氧化碳的清除能力也較正常組織強，因此需生成更多新的血管［7］。這個過程被稱為血管新生，是指從原有的血管中形成新的血管，即形成數(shù)量眾多、不規(guī)則、曲折、脆弱、高滲透性的血管。Li 等［8］發(fā)現(xiàn)，原位導(dǎo)管癌和浸潤性導(dǎo)管癌中的Ktrans和Kep均比乳腺導(dǎo)管發(fā)育不良明顯增高，認(rèn)為癌組織中，血液易快速從血管中漏出，導(dǎo)致Ktrans增加；同時其還可導(dǎo)致血液快速流入血管，最終導(dǎo)致Kep增加。Jung 等［9］發(fā)現(xiàn)，Ktrans是區(qū)分高級別與低級別膠質(zhì)瘤的最顯著參數(shù)。另一項研究發(fā)現(xiàn)，組織學(xué)分級高的乳腺癌中Ktrans平均值高于組織學(xué)分級低的乳腺癌［10］。本研究發(fā)現(xiàn)，不同分化程度直腸癌的Ktrans值差異有統(tǒng)計學(xué)意義，高分化直腸癌的Ktrans高于低分化直腸癌。在評估直腸癌組織學(xué)分級中，本研究支持Ktrans是最重要的參數(shù)。隨著直腸癌分化程度的增加，正常直腸壁層減少，微循環(huán)喪失，新生血管形成，大量新生血管管壁薄，通透性高，使得對比劑更易從血管內(nèi)轉(zhuǎn)移至血管外，從而導(dǎo)致Ktrans的增加。因此，應(yīng)用DEC-MRI 中Ktrans可評估直腸癌分化程度，進而預(yù)測直腸癌預(yù)后。Ve反映腫瘤組織血管外細(xì)胞外間隙中對比劑的濃度，與從血管中滲出到血管外的對比劑劑量有關(guān)，可間接反映腫瘤細(xì)胞的密度和滲透壓。宋瓊等［11］研究發(fā)現(xiàn)，在肝細(xì)胞肝癌中，Ve與分化級別呈負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，不同分化程度直腸癌的Ve差異有統(tǒng)計學(xué)意義，分化程度差時，Ve較高，但Kep與直腸癌的分化并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性。在直腸癌中，分化程度變差，導(dǎo)致血管紊亂、新生血管通透性增加，從而使細(xì)胞外間隙內(nèi)對比劑濃度增加，Ve增高。因此，Ve可能在識別組織學(xué)低分化直腸癌中具有較重要的臨床價值。

壁外血管侵犯是指惡性腫瘤細(xì)胞存在于直腸癌固有肌層以外的血管中，約1/3 的直腸癌患者存在壁外血管侵犯［12-13］。壁外血管侵犯是直腸癌復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的主要危險因素與重要預(yù)后因素，也是新輔助治療的重要依據(jù)［14］。張海平等［15］的研究表明，直腸癌壁外血管侵犯陽性組患者中，Ktrans和Ve均明顯高于陰性組，2 組Kep值差異無統(tǒng)計學(xué)意義；認(rèn)為可能是腫瘤新生血管增多，血管壁破壞和缺陷導(dǎo)致對比劑外滲增加所致。Ao 等［16］的研究發(fā)現(xiàn)，壁外血管侵犯陽性組Ktrans和Kep比陰性組明顯增高；認(rèn)為Kep增高可能表明血液系統(tǒng)回流增多。但本研究發(fā)現(xiàn)，壁外血管侵犯組Kep明顯低于陰性組；且血管受到侵犯導(dǎo)致血管內(nèi)腫瘤細(xì)胞增多，從而血管壓力增加，使對比劑從血管外間隙轉(zhuǎn)移至血管內(nèi)的阻力增大，導(dǎo)致Kep降低。

體素內(nèi)不相干運動成像也可反映直腸癌腫瘤微循環(huán)灌注情況，且無需使用對比劑［17-18］。與體素內(nèi)不相干運動成像相比，DCE-MRI 對組織血流灌注的評價更成熟、掃描序列參數(shù)和數(shù)據(jù)模型方面更完善，因此，其對直腸癌的診斷效能明顯高于體素內(nèi)不相干運動成像參數(shù)［19］。

綜上所述，DCE-MRI 定量參數(shù)與直腸癌的分化程度及對壁外血管有無侵犯相關(guān)，可為直腸癌術(shù)前評估提供依據(jù)。本研究的不足：樣本量較小，應(yīng)擴大樣本量深入研究；組織學(xué)的取材與DCE 圖像的ROI勾畫位置無法完全重合，兩者的測定也可能存在一定誤差。