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470高分辨T2WI形态学参数预测直肠癌临床分期的价值沈阳医学院学报Journal of ShenyangMedical College?第2 5卷第5期2 0 2 3年9月论著朱先锋，黄国权，张虎，汤凯，张晓金，张林杰，杨澜（芜湖市第二人民医院医学影像科，安徽芜湖2 410 0 0）【摘要】目的：探讨高分辨T2WI（H R-T 2 W I）形态学参数预测直肠癌临床分期的价值。方法：回顾性分析2 0 19年3月至2022年10 月于我院行直肠MRI检查并行手术治疗，经组织病理学证实的7 8 例直肠癌患者的临床资料，根据术后病理分为I期（T,N.M）、期（T,4N.M）+期（任何T、N,M）2 组。运用HR-T2WI测量肿瘤最大厚度（MTT)、肿瘤长径(MTL）、肿瘤下缘距肛门距离（DTA）、肿瘤最大截面积（MTA）、肿瘤体积（GTV），并评判肿瘤是否累及肠管全周。采用Spearman检验分析各指标间的相关性；采用受试者工作特征（ROC）曲线分析各参数预测直肠癌临床分期的价值。结果：I期、I+I期患者MTL、G T V、环周受累情况比较差异均有统计学意义（P0.05；A U C 值分别为0.7 32、0.7 16、0.791（P 0.0 5）。M T L和GTV呈正相关（r=0.779，P3.65cm联合环周受累诊断直肠癌临床分期的AUC值为0.8 42；以GTV17.96cm联合环周受累诊断直肠癌临床分期的AUC值为0.8 38。结论：HR-T2WI参数MTL、GTV、环周受累在鉴别I期、II+II 期直肠癌中价值较高，MTL联合环周受累收益最高，可有效筛选出新辅助放化疗(nCRT)获益者。【关键词】磁共振成像；直肠癌；高分辨T2WI；临床分期中图分类号】R445.2【文献标识码A【文章编号10 0 8-2 344(2 0 2 3)0 5-0 47 0-0 5doi:10.16753/ki.1008-2344.2023.05.005The value of high-resolution T2WI morphological parameters in predicting the clinical stage of rectal cancerZHU Xianfeng,HUANG Guoquan,ZHANG Hu,TANG Kai,ZHANG Xiaojin,ZHANG Linjie,YANG Lan(Department of Medical Imaging,Wuhu Second Peoples Hospital,Wuhu 241000,China)Abstract Objective:To investigate the value of high-resolution T2WI(HR-T2WI)morphological parameters inpredicting the clinical stage of rectal cancer.Methods:The clinical data of 78 patients with rectal cancer who underwent rectalMRI and were confirmed by surgery and pathology in our hospital from Mar 2019 to Oct 2022 was retrospectively analyzed.According to postoperative pathology,they were divided into phase I(Tr,N.M.)group and phase II+II(T3-4 or any T,Ni-2,M)group.HR-T2WI was used to measure the maximum tumor thickness(MTT),maximum tumor length(MTL),distance from the lower edge of the tumor to the anus(DTA),maximum tumor cross-sectional area(MTA),and grosstumor volume(GTV),and to determine whether the tumor involved the entire bowel.Spearman test was used to analyze thecorrelation between quantitative indicators.The receiver operating characteristic(ROC)curve was used to analyze the valueof each parameter in the identification of rectal cancer phase I and phase II+II.Results:MTL,GTV,and peripheralinvolvement were statistically different between phase I and phase II+II groups(P0.05).AUC values were 0.732,0.716and 0.791,respectively(P0.05).MTL was positively correlated with GTV(r-0.779,P3.65 cm combined with peripheral involvement was 0.842 and AUC value of GTV17.96cm combined with peripheral involvement was 0.838.Conclusions:HR-T2WI parameters MTL,GTV,and peripheralinvolvement are of high value in the identification of phase I and phase II+II rectal cancer.MTL combined with peripheralinvolvement has the highest benefit,and can effectively screen out the patients who can benefit from neoadjuvant radiotherapyand chemotherapy(nCRT).Key words magnetic resonance imaging;rectal cancer;high resolution T2WI;clinical stage据最新全球癌症统计资料显示，2 0 2 0 年全球【基金项目】芜湖市第二人民医院院内科研项目（No.2020C12）作者简介朱先锋，E-mail：z h u x f 0 7 2 5 f o x ma i l.c o m【通信作者张虎，E-mail：m18 0 5537 37 8 2 16 3.c o m新发直肠癌7 3万余例，死亡近34万人，严重威胁人类生命、健康“。直肠癌术前精准分期是影响治疗决策和预后的关键因素之一，2 0 18 版美国国立综合癌症网络（National Comprehensive CancerNetwork，NC C N）指南发布：早期直肠癌治愈率沈阳医学院学报Journalof ShenyangMedicalCollege?第2 5卷第5期2 0 2 3年9月高，复发率低，总体生存率高，对不伴淋巴结和远处转移的I期（Ti-2NM。）直肠癌可直接行直肠癌根治术，不主张术前行新辅助放化疗（neoadjuvantchemoradiotherapy，n CRT）2 。然而，对于期（T,_4N.M。）直肠癌或伴淋巴结转移者，建议术前先行nCRT，再行直肠癌根治术，以提高治愈率和总体生存率。国内外诊疗管理指南均推荐采用MRI对直肠癌进行术前分期34。MRI软组织分辨率高，可良好显示肿瘤范围，尤其是高分辨T2WI(high resolution T2WI，H R-T 2 W I)，其回波时间长，图像对比度高，层厚薄，现已成为直肠癌术前分期诊断的关键序列5-8 。然而，HR-T2WI形态学参数在直肠癌术前评估中的价值研究较少。本研究通过HR-T2WI参数测量，分析各参数在直肠癌术前临床分期中的价值，以期为临床筛选直肠癌nCRT获益者提供新思路。1资料与方法1.1临床资料回顾性分析2 0 19年3月至2 0 2 2年10 月于我院住院治疗且经组织病理学确诊的78例直肠癌患者的临床资料，其中男52 例，女26例，年龄39 8 7 岁，平均（6 7.0 0 10.7 3）岁。检查序列激发序列TR(ms)TE(ms)层厚(mm)层间距（mm）FOV(mm mm)横轴面TIWITSE横轴面T2WITSE横轴面DWISs-EPI斜轴面T2WITSE冠状面T2WITSE矢状面T2WITSE横轴面DCEe-THRIVE注：DCE：动态对比增强；TSE：快速自旋回波；ss-EPI：单次激发平面回波成像；e-THRIVE：T I高分辨各向同性容积激发；FOV：视野；TR：重复时间；TE：回波时间1.3图像分析与测量所有图像传至PhilipsRe-leasev7.0.4工作站进行后处理，由2 名从事磁共振诊断工作10 年以上的腹部亚专科医师在HR-T2WI图像上进行参数测定，需结合弥散加权成像（d i f f u s i o n w e i g h t e d i ma g i n g，D W I）和动态对比增 强 MRI（d y n a m i c c o n t r a s t e n h a n c e d M RI,DCE-MRI），意见不一致时经协商达成一致。在斜轴面HR-T2WI图像上测量肿瘤最大厚度（MTT），471均为直肠腺癌（黏液腺癌11例）；隆起型34例，溃疡型和浸润型共44例。纳人标准：（1）所有患者无MRI检查禁忌，检查前签署知情同意书，均行HR-T2WI扫描，图像质量满足研究要求；（2）M RI检查后2 周内行直肠癌根治术，手术病理资料完整；（3）所有患者术前均未行化疗或盆腔放疗。排除标准：（1）图像质量差，病理资料不完整；（2）术后病理证实为其他类型直肠恶性肿瘤；（3）幽闭恐惧症，不能配合完成检查者。根据第8 版美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)病理诊断标准进行分组，将术后病理诊断为T,N.M。期直肠癌归为I期组；T34或任何T、Ni,M.期患者均归为II+期组。1.2检查方法所有患者均在Philips Aachieva3.0T磁共振扫描仪完成检查，采用SENSE-XL-Torso16通道体部相控阵线圈。检查前禁食4h以上，排空直肠，膀胱适度充盈，并对患者行呼吸训练。常规横轴面扫描范围从肾门水平至肛门，HR-T2WI垂直病灶扫描斜轴面，平行肛管扫描冠状面，扫描范围包括整个病灶，扫描序列和具体参数，见表1。表1直肠MRI扫描序列和参数58283704753173513200873000803000803.21.5矩阵激励次数扫描时间50.550.550.530303030见图1A，并判断肿瘤是否累及肠管全周。采用折线法在矢状面HR-T2WI图像上测量肿瘤长径（M T L），见图1B；肿瘤下缘距肛门距离（DTA），见图1C。在斜轴面HR-T2WI图像上勾画感兴趣区（RO I）测量肿瘤面积，见图1D；选择数值最大层面为肿瘤最大截面积（MTA），测量肿瘤全部层面面积并计算肿瘤体积（GTV），公式：GTV=Z肿瘤面积层厚。250375250375300250200200200200200200250250280 360280 36010082286272280256280 256132 13211322211 min 39 s2 min 25 s1 min 42 s6 min 34 s4min 12 s4min 12 s4 min 2 s472沈阳医学院学报Journal of ShenyangMedical College第2 5卷第5期月2 0 2 3年9月BDA：肿瘤最大厚度（MTT）测量；B：采用折线法测量肿瘤长径（MTL）；C：采用折线法测量肿瘤下缘距肛门距离（DTA）；D：手动勾画ROI测量肿瘤截面积，数值最大者代表肿瘤最大截面积（MTA）图1HR-T2WI直肠癌形态学参数测量示意图1.4统计学方法采用SPSS23.0软件进行统计学分析。计数资料以【n（%）表示，组间比较采用X检验；符合正态分布的计量资料以均数土标准差表示，组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（P2 s，Ps）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU非参数检验。Spearman相关检验分析HR-T2WI有统计差异的定量参数间的相关性；采用受试者工作特征（receiv-er operating characteristic，RO C）曲线评价HR-T2WI各参数鉴别直肠癌临床分期的价值，并计算指标年龄(岁)性别n(%)男女MTT(cm)MTL(cm)DTA(cm)MTA(cm)截断值、敏感度、特异度。P0.05为差异有统计学意义。2结果2.1各观测指标鉴别直肠癌临床分期的单因素分析I期组与I+期组MTL、G T V、环周受累比较差异有统计学意义（P0.05)，见表2。表2 I期组与+期组直肠癌各项指标比较结果I期组(n=21)II+II期组(n=57)67.57 8.9666.79 11.3816(76.19)37(64.91)5(23.81)20(35.09)1.55 0.571.62 0.573.79 1.265.05 1.516.13 2.747.51 3.393.88 1.404.51 2.06X/tZ0.2840.896-0.514-3.432-1.669-1.302P0.7770.3440.6090.0010.0990.197沈阳医学院学报Journal of ShenyangMedicalCollege第2 5卷第5期2 0 2 3年9月续表2指标GTV(cm)环周受累n(%)是否注：MTT：肿瘤最大厚度；MTL：肿瘤长径；DTA：肿瘤下缘距肛门距离；MTA：肿瘤最大截面积；GTV：肿瘤体积2.2HR-T2WI各参数鉴别I期与+期直肠癌价值分析MTL和GTV呈正相关（r=0.779，P3.65cm为截断观测指标95%CIMTL0.732GTV0.716环周受累0.791MTL联合环周受累0.842GTV联合环周受累0.838注：MTL：肿瘤长径；GTV：肿瘤体积3讨论我国直肠癌患病率和死亡率均处于世界较高水平，治疗前准确进行临床分期对治疗方案的选择至关重要。部分直肠癌灶周围组织可发生炎性细胞浸润、水肿，在HR-T2WI上表现为中等信号，与肿瘤信号类似，可能导致对肿瘤边界的误判；此外，直肠癌灶邻近的系膜发生促纤维增生反应与癌灶在HR-T2WI图像中有一定重叠9，上述情况可能导致期直肠癌的过度诊断。胡飞翔等10 通过HR-T2WI阅片分析诊断直肠癌术前T分期的准确性为76.5%；在鉴别T,和T,早期直肠癌中准确性更低，敏感性仅50%左右。通过淋巴结大小、形态等诊断淋巴结转移的准确性不尽如人意，尤其在区分N。和N,期时，AUC值常低于0.8 0 1。本研究运用HR-T2WI形态学参数鉴别I期与+期直肠癌，结果表明MTL、G T V、环周受累均可有效鉴别I期与+期直肠癌（P17.96cm为临界值，结合环周受累，鉴别I期与+期直肠癌的AUC值为0.8 38。表3HR-T2WI各参数鉴别I期与II+期直肠癌效能分析AUC0.6000.8640.5810.8510.6740.9070.7420.9430.7360.940X/Z-2.91219.533敏感度（%）特异度(%)91.756.787.752.471.971.477.281.071.990.5复的。MTL和GTV均为评估肿瘤负荷的定量指标，且两者呈正相关（r=0.779），M T L测量较GTV更简便、易行，结合环周受累，诊断效能最高（AUC=0.842），获益最大。陈玉坤等【13 运用多参数DWI（mu l t i p a r a me t-ricDWI，M P-D W I）定量参数研究发现，表观弥散系数（ADC）、表观弥散峰度（Kapp）、校正表观弥散系数（Dapp）、真弥散系数（Dt）均可用于鉴别T-期和T34期直肠癌，AUC值分别为0.7 46、0.785、0.7 2 4、0.6 2 9，并且得出了各参数的截断值。然而，各定量参数易受MRI磁场强度、扫描参数，直肠癌分化程度及病理类型等诸多因素影响，且均需增加扫描，且部分功能成像序列对软硬件要求较高，使其应用受限。研究表明，HR-T2WI对直肠癌TN分期、肿瘤定位等发挥重要作用，并可指导临床决策【14。汪静等15 研究发现，MTT可用于鉴别T,期直肠癌淋巴结转移，与本研究结果相左，可能是选择的病例存在差异所造成的，本组肠壁内直肠癌中隆起型占比较高（14/21），而隆起型直肠癌以T-期居多，且MTT较大。DTA是直肠癌术前评估的重要指标之一，其决定手术是否可保留肛门，对患者预后和生活P0.0040.01P0.0020.0040.010.010.01474质量影响深远；对于保留肛门括约肌有困难的肠壁内直肠癌，T,期肿瘤可选择经肛门病灶切除术，T,期肿瘤可先行nCRT17，术前精准测量DTA是直肠MRI评估的一项重要内容【3。肖兰等【18 研究表明，HR-T2WI定量参数还可用于鉴别直肠癌nCRT后完全缓解（CR）和未完全缓解（nCR），在直肠癌治疗过程中发挥重要作用。本研究存在一些不足之处，样本量较小，且I期直肠癌占比较少，可能存在选择偏倚；本研究为回顾性研究，HR-T2WI定量参数未与大体病理进行对照。综上所述，本研究进行了HR-T2WI形态学参数的测量与分析，结果发现MTL、G T V、环周受累可用于鉴别I期与+期直肠癌，且MTL联合环周受累获益最大，具有一定临床实用价值。参考文献：1 Sung H,Ferlay J,Siegel RL,et al.Global Cancer Statistics2020:CLOBOCAN estimates of incidence and mortalityworldwide for 36 cancers in 185countriesJ.CACancer JClin，2 0 2 1,7 1（3):2 0 9-2 49.2 Benson AB,Venook AP,Al-Hawary MM,et al.RectalCancer,Version 2.2018,NCCN Clinical Practice Guidelines inOncology J.J Natl Canc Netw,2018,16(7):874-901.3】中国医师协会结直肠肿瘤专业委员会诊疗技术专委会，中华医学会放射学分会腹部学组.直肠癌MR扫描及结构式报告规范专家共识J.中华放射学杂志，2 0 2 1，55（11)：112 1-1127.4 Clynne-Jones R,Wyrwicz L,Tiret E,et al.Rectal cancer:ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis,treatment andfollow-up J.Ann Oncol,2017,28（(s u p p l 4):i v 2 2-i v 40.5刘婕，刘影，刘梦秋，等.MRI对直肠癌术前评估的价值研究J.临床放射学杂志，2 0 19，38（10)：18 8 6-18 9 0.6 Tyler S,Grace Z,Samuel W,et al.Clinical relevance andpractical approach for challenging rectal cancer MRI findings沈阳医学院学报Journal of ShenyangMedical College第2 5卷第5期2 0 2 3年9月7刘芳，周晓明，高远翔，等.直肠癌高分辨MR表现与T2、T3分期的关系J.中国医学影像技术，2 0 16，32（10）：1531-1535.8刘明璐，沈浮，陆建平.高分辨T2WI影像组学列线图对直肠癌同时性肝转移的预测价值J.中国医学计算机成像杂志，2021,27(2):121-126.9 Jia X,Zhang Y,Wang Y,et al.MRI for restaging locallyadvanced rectal cancer:detailed analysis of discrepancies withthe pathologic reference standard J.AJR Am J Roentgenol,2019,213(5)：10 8 1-10 9 0.10胡飞翔，岳亚丽，彭卫军，等.DWI联合T2WI在鉴别T2和T3期直肠癌术前分期中的应用价值J.放射学实践，2021,36(4):507-513.11】田连芬，赖少侣，王.影像学预测直肠癌转移淋巴结的研究进展J.临床放射学杂志，2 0 2 0，39（3）：6 2 3-6 2 6.12张景，靳恒军，张芳，等.DWI和T2WI直肠癌体积测量与壁外血管侵犯、淋巴结转移的相关性J.放射学实践，2 0 2 0，35(9):1151-1156.13陈玉坤，张绍婷，沈浮，等.多参数弥散加权成像在直肠癌术前T分期中的应用价值J.中国医学计算机成像杂志，2021,27(3):231-236.14 Santiago I,Figueiredo N,Pares O,et al.MRI of rectalcancer-relevant anatomy and staging key points J.InsightsImaging，2 0 2 0,11(1):10 0.15汪静，雷振.T3期直肠腺癌MRI影像征象与淋巴结转移的分析J.中国现代医学杂志，2 0 2 1，31（7)：54-58.16彭成忠，黄品同，王力，等.超声双重造影对直肠癌大体分型的评估及其意义J.中华医学超声杂志（电子版），2013,10(9):746-750.17中华人民共和国国家卫生健康委员会.中国结直肠癌诊疗规范（2 0 2 0 年版）J.中华外科杂志，2 0 2 0，58（8：561-585.18肖兰，朱丽娜，赵志伟，等.MRI多参数对局部进展期直肠癌新辅助放化疗疗效的评估价值J.临床放射学杂志，2021,40(4):751-756.J.Curr Radiol Rep,2020,8(9):779-790.收稿日期2 0 2 3-0 3-2 0(上接第46 9页）16 Lu H,Yuan Y,Zhou Z,et al.Assessment of MRI-basedradiomics in preoperative T staging of rectal cancer:comparisonbetween minimum and maximum delineation methods J.Biomed Res Int,2021,2021:5566885.17李陆，王瑞瑞，孙冬雪，等.临床-影像组学诺模图在术前预测直肠癌淋巴结转移的应用价值J.临床放射学杂志，2021,40(10):1958-1963.【18 张益飞，李月玥，杨彦松，等.基于高分辨率T_2WI的影像组学列线图预测直肠癌脉管侵袭的研究J.中国临床医学影像杂志，2 0 2 1，32（7)：50 0-50 5.19 Tagliafico A,Piana M,Schenone D,et al.Overview ofradiomics in breast cancer diagnosis and prognostication J.Breast,2020,49:74-80.20刘信信，朱林，孟影，等.CT影像组学在胃肠道间质瘤危险度分级预测中的价值J.临床放射学杂志，2 0 2 2，41（8）：1492-1496.21李梦蕾，张敬，淡一波，等，术前预测结直肠癌淋巴结转移的临床-影像组学列线图的建立和验证J.中国癌症杂志，2020,30(1):4956.22胡小玲，冉海涛.超声影像组学评估甲状腺乳头状癌颈部淋巴结转移J.中国超声医学杂志，2 0 2 2，38（4）：367-370.23文大光，胡斯娴，李真林，等.基于T2WI与RS-EPIDWI影像组学特征的自动化机器学习模型预测直肠癌术前T分期的价值J.四川大学学报（医学版），2 0 2 1，52（4)：6 98-7 0 5.收稿日期2 0 2 3-0 2-2 2