3.0T磁共振DWI圖紋理分析在預測局部進展期直腸癌新輔助放化療抗拒的應用價值

楊志宏 曹杰 劉慧 張佳 朱少群 呂敦召 是德海

[摘要] 目的 探討新輔助放化療治療局部進展期直腸癌抗拒預測中3.0T磁共振DWI圖紋理分析的應用價值。方法? 回顧性選取2018年2月至2020年6月于江西省九江市第一人民醫(yī)院行MR檢查的直腸癌患者40例，依據(jù)新輔助放化療效果分為抗拒組（n=20）、有效組（n=20），均接受根治手術前新輔助放化療、3.0T磁共振檢查及DWI圖紋理分析，然后統(tǒng)計分析兩組患者的3.0T磁共振DWI圖紋理分析參數(shù)比較。結(jié)果? 抗拒組患者的能量平均、能量方差、直方圖能量、相關度平均、SdGa 04、SdGa 11、SdGa 47均高于有效組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;高強度小區(qū)域強調(diào)、逆方差平均、shade聚類方差、Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47、SdGa 00、SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44均低于有效組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結(jié)論? 局部進展期直腸癌新輔助放化療抗拒預測中3.0T磁共振DWI圖紋理分析的應用價值高。

[關鍵詞] 新輔助放化療;局部進展期直腸癌;抗拒;有效;3.0T磁共振;DWI圖紋理分析

[中圖分類號] R445.2;R735.3+7? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2022）13-0126-03

[Abstract] Objective To explore the application value of image texture analysis of 3.0T magnetic resonance （MR） diffusion-weighted imaging （DWI） in predicting resistance to neoadjuvant chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer. Methods A total of 40 patients with rectal cancer undergoing MR examination in Jiujiang NO.1 People′s Hospital from February 2018 to June 2020 were retrospectively selected and divided into the resistant group （n=20） and the effective group （n=20） based on the efficacy of neoadjuvant chemoradiotherapy. All patients received neoadjuvant chemoradiotherapy， 3.0T MRI examination and DWI image texture analysis before radical surgery， and then the parameters for 3.0T MRI-DWI image texture analysis were statistically analyzed and compared between the two groups. Results The mean energy， energy variance， histogram energy， mean correlation， SdGa 04， SdGa 11， and SdGa 47 of patients in the resistant group were higher than those in the effective group， with statistically significant difference （P<0.05）. And the high-intensity small region emphasis level， mean inverse variance， shade clustering variance， Gabor 11， Cabor 26， and Cabor 47 ， SdGa 00， SdGa 37， SdGa 43 and SdGa 44 were lower than those in the effective group， with statistically significant difference （P<0.05）. Conclusion 3.0T MRI-DWI image texture analysis is of high value in predicting resistance to neoadjuvant chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer.

[Key words] Locally advanced rectal cancer; Neoadjuvant chemoradiotherapy; Resistance; Effective; 3.0T magnetic resonance; DWI image texture analysis

近年來，直腸癌發(fā)病率逐年上升[1]。新輔助放化療的同時也會帶來不少的副作用，另外有研究表明部分患者經(jīng)新輔助放化療并無法為腫瘤降期，嚴重的情況下治療期間還會進展[2]。因此，為了最大限度地增加患者獲益，需要精準篩選新輔助放化療抗拒者，制訂個體化的治療策略[3]。同時，紋理分析是一種近年來新興起的影像圖像后處理技術，通過提取多種定量參數(shù)，更為全面客觀地反映腫瘤組織異質(zhì)性[4]。本研究回顧性選取2018年2月至2020年6月于江西省九江市第一人民醫(yī)院行MR檢查的40例直腸癌患者，探討新輔助放化療治療局部進展期直腸癌抗拒預測中3.0T磁共振DWI圖紋理分析的應用價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取2018年2月至2020年6月于江西省九江市第一人民醫(yī)院行MR檢查的直腸癌患者40例，依據(jù)新輔助放化療效果分為抗拒組（n=20）與有效組（n=20）?？咕芙M患者年齡37～79歲，平均（53.12±10.42）歲，其中女6例（30.00%），男14例（70.00%）;在分化程度方面，高分化4例（20.00%），中分化10例（50.00%），低分化6例（30.00%）;在治療前臨床分期方面，cT2N+ 2例（10.00%），cT3N0/N+ 14例（70.00%），cT4N0/N+ 4例（20.00%）;在術后病理分期方面，ypT0N0 2例（10.00%），ypT1N0+ 2例（10.00%），ypT2N0/+ 2例（10.00%），ypT3N0/N+ 10例（50.00%），ypT4N0/N+ 4例（20.00%）。有效組患者年齡38～80歲，平均（54.35±10.52）歲，其中女6例（30.00%），男14例（70.00%）;在分化程度方面，高分化3例（15.00%），中分化11例（55.00%），低分化6例（30.00%）;在治療前臨床分期方面，cT2N+ 1例（5.00%），cT3N0/N+ 15例（75.00%），cT4N0/N+ 4例（20.00%）;在術后病理分期方面，ypT0N0 1例（5.00%），ypT1N0+1例（5.00%），ypT2N0/+ 1例（5.00%），ypT3N0/N+11例（55.00%），ypT4N0/N+ 6例（30.00%）。兩組患者的一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批通過。

1.2 納入和排除標準

納入標準：均符合局部進展期直腸癌的診斷標準[5]。排除標準：①彌散加權成像（diffusion weighted image，DWI）缺乏齊全的圖像或具有較差的質(zhì)量者;②病理類型為黏液腺癌者;③未完成新輔助放化療者。

1.3 方法

均接受3.0T磁共振DWI圖紋理分析，采用高場磁共振儀（西門子Verio 3.0T），8通道體部相控陣表面線圈，Syngo圖像工作站。檢查前未做胃腸道清潔準備。檢查前15～20 min給予患者肌內(nèi)注射20 mg山莨菪堿注射液（654-2），以減少患者腸蠕動。掃描范圍從乙狀結(jié)腸下段至肛緣。盆腔常規(guī)掃描：T1WI序列，重復時間（repetition time，TR）為577 ms，回聲時間（echo time，TE）為11 ms，層厚、層間距、間隔、視野（field of view，F(xiàn)OV）、矩陣、激勵次數(shù)（number of incentives，NEX）分別為5 mm、1 mm、5 mm、260 mm×260 mm、256×256、1次;T2WI序列，TR 3720 ms，TE 96 ms，層厚、層間距、間隔、FOV、矩陣、NEX分別為5 mm、1 mm、5 mm、280 mm×280 mm、256×256、1次;直腸高分辨成像T2WI橫軸位，TR 3880 ms，TE97 ms，F(xiàn)OV、矩陣、層厚、層間距、NEX分別為160 mm×160 mm、256×256、3.0 mm、0.3 mm、2次;直腸高分辨成像T2WI冠狀位、矢狀位，TR3000 ms，TE 97 ms，F(xiàn)OV、矩陣、層厚、層間距、NEX分別為160 mm×160 mm、288×256、3.0 mm、0.3 mm、2次;盆腔 DWI 檢查：運用頻率選擇脂肪抑制技術、單次激發(fā)平面回波成像（single shot planar echo imaging，EPI）技術，TR 5000 ms，TE 72.1 ms，層厚、間距、FOV、矩陣、NEX分別為5 mm、1.0 mm、300 mm×300 mm、128×128、4次，b值取0 s/mm2、1000 s/mm2，在1次屏氣中完成所有掃描，掃描時間共17 s。運用醫(yī)學影像存檔與聯(lián)絡系統(tǒng)（medical image archiving and contact system，PACS）直接調(diào)取圖像資料進行分析。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 21.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，行t檢驗;計數(shù)資料以[n（%）]表示，行χ2檢驗。檢驗水準α=0.05，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的能量平均、能量方差、直方圖能量、高強度小區(qū)域強調(diào)比較

抗拒組患者的能量平均、能量方差、直方圖能量均高于有效組（P<0.05），高強度小區(qū)域強調(diào)低于有效組（P<0.05）。見表1。

2.2 兩組患者的相關度平均、逆方差平均、shade聚類方差比較

抗拒組患者的相關度平均高于有效組（P<0.05），逆方差平均低于有效組（P<0.05），shade聚類方差低于有效組（P<0.05）。見表2。

2.3 兩組患者的Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47比較

抗拒組患者的Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47均低于有效組（P<0.05）。見表3。

2.4 兩組患者的SdGa 00、SdGa 04、SdGa 11比較

抗拒組患者的SdGa 00低于有效組（P<0.05），SdGa 04、SdGa 11均高于有效組（P<0.05）。見表4。

2.5 兩組患者的SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44、SdGa 47比較

抗拒組患者的SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44均低于有效組（P<0.05），SdGa 47高于有效組（P<0.05）。見表5。

3 討論

新輔助放化療的同時也會帶來不少的副作用，另外有研究表明，部分患者的腫瘤經(jīng)新輔助放化療并不能降期，一些情況下還會進展[6-8]。磁共振DWI及相應表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）能對腫瘤在活體狀態(tài)下的細胞密度、微環(huán)境等信息進行無創(chuàng)評估，研究表明，在直腸癌新輔助放化療療效的預測中，原發(fā)灶ADC值具有一定價值[9-11]。同時，紋理分析是一種近年來新興影像圖像后處理技術，通過提取多種定量參數(shù)，更為全面客觀地反映腫瘤組織異質(zhì)性[12-13]。而在放化療治療惡性腫瘤抗拒的原因中，異質(zhì)性占有重要地位，因此，在直腸癌新輔助放化療抗拒的檢測中，基于DWI圖的紋理分析可能發(fā)揮著極為重要的作用[14]。

DWI-ADC等功能磁共振技術能夠?qū)δ[瘤在活體狀態(tài)下的細胞密度、灌注、微循環(huán)等相關信息進行定量評估，在新輔助放化療療效的預測中可能發(fā)揮積極作用。在瘤體內(nèi)的空間分布中，惡性腫瘤乏氧、新生血管、微循環(huán)灌注等異質(zhì)性較大，微環(huán)境異質(zhì)性一方面會對藥物傳送效能造成不良影響，另一方面還會造成瘤細胞在低糖、缺氧環(huán)境中的適應速度更快，進而從凋亡中逃避，研究表明，在放化療治療多種實體腫瘤失敗的原因中，微環(huán)境異質(zhì)性占有重要地位[15-18]。近年來，紋理分析技術得到飛速發(fā)展，成熟度逐漸提升，能夠?qū)⒉∽儺愘|(zhì)性水平定量反映出來，因此能夠在一定程度上有效評估腫瘤療效。相關學者預測新輔助化療治療乳腺癌療效過程中利用動態(tài)增強MRI共生矩陣紋理參數(shù)，結(jié)果表明，完全緩解和部分緩解患者治療后具有明顯不同的對比度等8個參數(shù)[19]。有學者在對放化療治療直腸癌敏感度進行預測的過程中將T2WI圖紋理特征提取了出來，最終發(fā)現(xiàn)在預測新輔助放化療后病理學完全緩解的過程中，偏態(tài)、灰度共生矩陣熵等參數(shù)能夠?qū)⒂行б罁?jù)提供給臨床[20]。

目前，還較少有研究報道放化療治療直腸癌療效預測中DWI圖結(jié)合紋理分析的價值?；贒WI圖的紋理參數(shù)能夠?qū)⒛[瘤細胞密度、擴散受限水平等異質(zhì)性反應出來。

如果能夠精確篩選新輔助放化療抗拒者，制訂個體化的治療策略，那么就能夠最大限度地增加患者獲益。結(jié)果表明，抗拒組患者的能量平均、能量方差、直方圖能量均高于有效組（P<0.05），高強度小區(qū)域強調(diào)低于有效組（P<0.05），相關度平均高于有效組（P<0.05），逆方差平均低于有效組（P<0.05），shade聚類方差、Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47均低于有效組（P<0.05），SdGa 00低于有效組（P<0.05），SdGa 04、SdGa 11均高于有效組（P<0.05），SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44均低于有效組（P<0.05），SdGa 47高于有效組（P<0.05），說明采用磁共振及圖像紋理分析軟件能夠?qū)⑿螺o助放化療抗拒者精確篩選出來，制訂個體化的治療策略那么就能夠最大限度地增加患者獲益。同時解決患者外出求醫(yī)的困難，減輕患者的經(jīng)濟負擔，減少醫(yī)社保費用的支出。

綜上所述，新輔助放化療治療局部進展期直腸癌抗拒預測中3.0T磁共振DWI圖紋理分析的應用價值高，值得推廣。

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（收稿日期：2021-09-23）