DWI ADC值在直肠癌诊断中的应用分析

陈 倩，张艳楠*，刘 杰，黄 硕

1.武汉市第四医院放射科，湖北 武汉 430000；2.武汉市协和医院放射科，湖北 武汉 430000

直肠癌属于消化道常见肿瘤，但早期多无显著症状，大多患者确诊时已处于晚期，5年生存率显著下降，仅为40%左右[1]。最新的研究[2]提示直肠癌患者亚型与分期不同对治疗效果和预后具有密切相关性，因而术前对疾病的准确分期对于制定治疗方案和改善患者预后具有重要意义。侵袭性是恶性肿瘤组织的重要生物学特征，直肠癌确诊时的TNM分期、分化程度、脉管神经侵犯及增殖状态等不仅反映了其侵袭能力，也是影响预后的主要因素[2,3]。核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)的磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)可通过评估病灶内水分子弥散受限程度，进而检测出病灶中水的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)，以此反映组织的硬度和相关性质。但有研究[4]提示直肠癌中绝大多数为腺癌，尤其是印戒细胞癌及黏液腺癌，ADC值较易受肿瘤内部黏液影响导致较大变异性，具体临床效果还有待进一步证实。本研究探讨DWI的ADC值与直肠癌类型、病理分化程度的相关性及临床预测价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取2019年1月至2020年10月在武汉市第四医院就诊的直肠癌患者105例(观察组)，其中，腺癌80例，黏液腺癌25例；分化程度：低分化37例，中高分化68例；Dukes分期：A～B期72例，C～D期33例。纳入标准：均经病理确诊为原发性直肠癌；在我院行DWI检查；影像检查前未行放化疗等治疗；年龄45～70岁；临床资料保存完整。排除标准：合并有其他恶性肿瘤者；DWI检查距术前时间超过3周；影像图像质量不佳。本研究经院伦理委员会批准后进行，并经患者知情同意。选取直肠良性病变患者50例作为对照组，观察组和对照组临床一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 观察组和对照组临床一般资料比较

1.2 方法

MRI检查：患者取仰卧位，使用我院西门子SKYRA3.0T磁共振扫描仪，采取脂肪抑制T1WI、T2WI序列进行常规MRI扫描，使用体部多通道线圈对直肠及结肠位置平扫并确定病灶位置；对病灶部位进行扩散加权成像，辅助冠状位及矢状位均为T1WI，DWI序列。于外周静脉注射显影剂莫迪司增强扫描，扫描参数：TR=6490 ms，TE=60 ms，层厚=4 mm，层间距=0.8 mm，矩阵=314×320，NEX=2。

图像分析：所有图像均由我院指定具有5年经验以上消化道影像诊断放射科医生独立进行病理结果测量，于工作站在上述序列下自动定量化感兴趣区并计算ADC值，每个区域ADC值均测量3次，取平均值。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 观察组和对照组病灶ADC值比较

由表2可见，观察组病灶ADC值明显低于对照组(P<0.05)。

表2 观察组和对照组病灶ADC值比较

2.2 ADC值与直肠癌临床病理的关系

由表3可见，观察组中不同分化程度、Dukes分期、淋巴结外肿瘤种植、Ki-67表达的患者，其病灶ADC值比较差异有统计学意义(P<0.05)。

表3 ADC值与直肠癌临床病理的关系

2.3 相关性分析

将直肠癌病灶ADC值与Ki-67指数进行相关性分析，结果显示：直肠癌病灶ADC值与Ki-67指数呈负相关(r=-0.384，P<0.05)。见图1。

图1 相关分析图

2.4 ADC值预测分化程度、Dukes分期等的价值

ADC值预测低分化、Dukes分期C～D期的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.827和0.770(P<0.05)；ADC值预测有淋巴结外肿瘤种植的AUC为0.620(P>0.05)。见表4。

2.5 不同预后患者病灶ADC值比较

所有患者随访12个月，死亡患者17例，存活患者88例；两组比较，死亡患者病灶ADC值明显低于存活患者(P<0.05)。见表5。

表5 不同预后患者病灶ADC值比较

2.6 ADC值预测直肠腺癌患者预后的价值

ADC值预测直肠腺癌患者预后的AUC为0.602(95%CI：0.511～0.712)(P>0.05)。

3 讨论

直肠癌好发部位为直肠及直肠与乙状结肠交界处，属于第二常见的胃肠道肿瘤，多在40岁以后发病，男女之比为2∶1[5]。截至目前结直肠癌虽然已经具有手术、化疗及靶向药物等多种治疗方法，但总体5年生存率也为50%左右，其中约1/3的晚期结直肠患者在较短时间内即可出现疾病的进展[6]。因此，对于直肠癌的早期诊断和疾病进展程度评估对提高治疗效果和改善预后极为重要。

MRI能够准确判断肿瘤浸润深度并对肿瘤定位进而有助于决定切除范围，是现临床结直肠癌分期的重要检查方法，其中DWI是唯一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创性方法。DWI利用水分子的状态来成像，肿瘤和脑梗组织中水分子在磁场下弥散受限，通过ADC值进行定量分析，现临床多用于脑血管疾病、肿瘤等疾病的诊断和鉴别[7]。本研究发现观察组病灶ADC值明显低于对照组。这主要可能是因为各病变组织成分不同所致，恶性肿瘤的内血液黏滞系数较大，癌组织周围存在大量纤维间隔，限制了血液的扩散运动，导致ADC值下降。谢玉海等[8]的直肠癌研究发现恶性肿瘤生长活跃，癌组织为实体成分，细胞密度高导致细胞外间隙缩小，所含自由水相对较少，肿瘤内水分子运动受限，因此ADC值显著下降，这也与本研究结论一致。

进一步研究发现，不同分化程度、Dukes分期、淋巴结外肿瘤种植患者，其病灶ADC值比较差异有统计学意义；直肠癌病灶ADC值与Ki-67指数分析结果显示直肠癌病灶ADC值与Ki-67指数呈负相关。Ki-67被证实可在乳腺癌等多种恶性肿瘤组织特异性表达，并与肿瘤的进展程度呈正相关，恶性肿瘤进展程度越高，侵袭性也就越强，分化能力也就越差，恶性肿瘤细胞密度升高，细胞外间隙减少，细胞外水分子扩散运动受限，因此ADC值显著下降[9-12]。

ADC值预测分化程度、Dukes分期等的价值结果显示ADC值预测低分化、Dukes分期C～D期及是否有淋巴结外肿瘤种植均具有较高的敏感性和特异性。根据上述结果可以推测分化程度更高及疾病晚期的患者ADC值更低，针对此类患者临床需要在制定方案时更加强化和重视特殊性治疗，因此ADC也具有预测直肠癌疾病程度和分期的特异性标志物的潜力。

MRI通过对DWI数据后处理操作以及ADC值对应信号强度高低形成灰阶ADC图，自由弥散区域的ADC较高，信号强度相对明亮；受损组织弥散受限，ADC降低，表现为较暗区域；在伪彩ADC图，ADC值降低时呈绿色，正常时呈橘黄色或红色，缺乏水分子弥散的区域呈灰色[13-15]。本研究针对预后进行分析结果显示死亡患者病灶ADC值低于存活患者，ADC值预测患者预后具有较高灵敏性和特异性。随着恶性肿瘤临床分期和恶性程度的升高，患者预后变差，肿瘤细胞周围间隙变窄，进一步限制了水分子自由扩散，引起ADC值下降。此外，低ADC值较高ADC值的肿瘤对治疗更敏感，可能是因为高ADC值者多有坏死、厌氧、酸性且缺乏血供，借此可预测对肿瘤的治疗反应性，进而评估治疗效果和预后。

综上所述，直肠癌病灶ADC值降低，与分化程度、Dukes分期等有关，与直肠癌病理类型等无关；ADC值在预测分化程度、Dukes分期方面有一定应用价值，值得在临床范围内推广应用。