DCE-MRI定量参数联合DWI对食管癌患者病理分级的评估

何艳，李国文

(1.郑州大学 基础医学院，河南 郑州 450000；2.河南中医药大学第三附属医院 放射科，河南 郑州 450000)

食管癌是一种临床常见的消化道恶性肿瘤。有研究指出，食管癌病理分级对肿瘤生物学行为、预后等均具有重要影响[1]。动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)定量参数可提供肿瘤血管信息，为评估肿瘤病理分级提供有利依据[2]。磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)表面扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值可反映肿瘤恶性程度，而食管癌病理分级与其恶性程度也存在密切联系，故ADC值与食管癌病理分级相关[3]。鉴于此，探讨DCE-MRI定量参数联合DWI对食管癌患者病理分级的评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2020年1月至2021年12月河南中医药大学第三附属医院92例食管癌患者临床资料。纳入标准：符合食管癌相关诊断标准[4]，且经病理学检查确诊；肝、肾功能基本正常；临床资料完整。排除标准：对碘剂过敏；合并甲状腺毒症；安装心脏起搏器或合并其他MRI检查禁忌；检查前已经接受化学、放射治疗；所得影像学图像资料质量差，无法用于分析。

1.2 基线资料收集详细记录患者性别、饮酒史、吸烟史、食管癌类型、肿瘤位置、体质量指数、年龄、肿瘤直径。

1.3 DCE-MRI定量参数设定采用Skyra 3.0 T磁共振扫描仪(德国西门子公司)，32通道脊柱线圈和18通道体线圈。先行T1加权成像(T1-weighted imaging，T1WI)常规平扫：重复时间(time of repetition，TR)为2.72 ms，回波时间(time of echo，TE)为0.95 ms，层厚为3 mm，激励次数(number of excitations，NEX)为1，视野(field of view，FOV)为240 mm×240 mm，矩阵为264×384。DCE-MRI扫描：选用StarVIBE序列，TR为3.98 ms，TE为1.91 ms，层厚为3 mm，FOV为300 mm×300 mm×146 mm，矩阵为300×300，重组的像素大小为1.0 mm×1.0 mm×3.0 mm，反转角为12°，扫描期数为42期，扫描总时间为309 s，扫描20 s时注入对比剂钆喷酸葡胺(北京北陆药业，国药准字H10860001)0.20 mmol·kg-1，注射流率2.5 mL·s-1，注射完毕后给予20 mL生理盐水冲管。DWI扫描：TR为5 700 ms，TE为70 ms，层厚为5 mm，矩阵为128×128，FOV为350 mm×350 mm～400 mm×400 mm，选用b值为0和600 s·mm-2同时生成ADC图。

1.4 图像后处理与数据分析DCE-MRI扫描所得图像资料以DICOM格式传送至OmniKinetics软件(美国GE)公司，定量分析动力模型Tofts。由2名资深影像科医生采用双盲法阅片，经讨论后获得统一结果。由主动脉获得动脉输入函数(arterial inputfuncyion，AIF)，得到容积运转常数(Ktrans)图后，在T1增强图像上选取感兴趣区(region of interest，ROI)，注意避开非肿瘤部分及血管部分，复制ROI至Ktrans进行测量，测量3次取平均值。取20期强化最大的肿块实性部分3个横截面，每个横截面选取一个ROI，参照DCE-MRI原始图、常规MRI图像，避开血管、食管管腔，ROI融合后测量其面积，通过软件计算得出定量参数，包括Ktrans、速率常数(Kep)、血管外细胞外间隙容积分数(Ve)的最大值及平均值。ADC值测量：由2名资深影像科医生采用双盲法阅片，结合T1图像上肿瘤范围与形态，在ADC图上圈划全部病变区，记录每个层面ADC值取平均值，针对病灶大小不足3个层面的患者，取3个不同部分测量其ADC值并计算平均值。

2 结果

2.1 患者病理分级组织病理学检查结果显示，92例食管癌患者中高分化17例(18.48%)，中分化53例(57.61%)，低分化22例(23.91%)。

2.2 3组基线资料、DCE-MRI定量参数、ADC值比较3组性别、饮酒史、吸烟史、食管癌类型、肿瘤位置、体质量指数、年龄、肿瘤直径、Kep最大值、Ve最大值、Ve平均值比较，差异无统计学意义(P>0.05)；低分化组Ktrans最大值、Ktrans平均值、Kep平均值最大，ADC值最小，中分化组次之，高分化组Ktrans最大值、Ktrans平均值、Kep平均值最小，ADC值最大，3组差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3组基线资料、DCE-MRI定量参数、ADC值比较

2.3 DCE-MRI定量参数联合ADC值对食管癌患者病理分级的评估价值将DCE-MRI定量参数、ADC值作为检验变量，将食管癌患者病理分级作为状态变量(中分化/低分化=1，高分化=0)，绘制ROC曲线，结果显示，Ktrans平均值、Kep平均值预测食管癌中分化、低分化的AUC>0.7，Ktrans最大值、ADC值预测低分化的AUC>0.7，具有一定预测价值，且联合检测评估价值最高。见表2。

表2 DCE-MRI定量参数联合ADC值对食管癌患者病理分级的评估价值

3 讨论

DCE-MRI是一种无创影像分析技术，可显示肿瘤微血管生理学信息，在肿瘤恶性程度、侵袭性评估及肿瘤分级判断中应用广泛[5]。本研究结果显示，肿瘤分化程度越低的食管癌患者Ktrans最大值、Ktrans平均值、Kep平均值越大，初步证实食管癌病理分级与DCE-MRI定量参数有关。分析其原因，DCE-MRI定量参数中最重要的参数为Ktrans，代表对比剂由血浆渗透至血管外细胞外间隙的速度，与肿瘤血管生成因子、微血管密度存在一定联系[6]。食管癌分化程度越高其肿瘤内部不成熟血管越多，血管内皮细胞发育不完善，增强血管通透性，进而增加对比剂渗出，加之存在动静脉交通，故而增加血管动力学参数值[7]。Kep代表对比剂由血管外细胞外间隙向血管反流的速率，低分化肿瘤新生血管结构异常且数量丰富，故而造成对比剂流入增加[8]。

DWI可从分级及细胞水平早期检测组织、器官病理生理学改变[9]。本研究结果显示，食管癌肿瘤分化程度越低其ADC值越低，提示食管癌病理分级与ADC值有关。究其原因在于，肿瘤组织中水分子自由扩散能力可对ADC值产生影响，ADC值可评估肿瘤组织微结构变化[10]。而分化程度越低的食管癌患者肿瘤细胞越大，肿瘤细胞排列紧密且细胞数量不断增多，减小肿瘤细胞外间隙，限制水分子自由扩散能力，故而减低ADC值[11]。绘制ROC曲线，结果显示，Ktrans平均值、Kep平均值预测食管癌中分化、低分化的AUC>0.7，Ktrans最大值、ADC值预测低分化的AUC>0.7，具有一定预测价值，且联合检测评估价值最高。因此，临床可采用DCE-MRI定量参数联合DWI检测食管癌患者，评估其病理分级状况，进而为疾病诊断、治疗提供参考。

综上所述，DCE-MRI定量参数联合DWI检测对食管癌患者病理分级具有良好评估价值，可为疾病诊断、治疗提供依据。