杨志宏 曹杰 刘慧 张佳 朱少群 吕敦召 是德海

[摘要] 目的 探讨新辅助放化疗治疗局部进展期直肠癌抗拒预测中3.0T磁共振DWI图纹理分析的应用价值。方法  回顾性选取2018年2月至2020年6月于江西省九江市第一人民医院行MR检查的直肠癌患者40例，依据新辅助放化疗效果分为抗拒组（n=20）、有效组（n=20），均接受根治手术前新辅助放化疗、3.0T磁共振检查及DWI图纹理分析，然后统计分析两组患者的3.0T磁共振DWI图纹理分析参数比较。结果  抗拒组患者的能量平均、能量方差、直方图能量、相关度平均、SdGa 04、SdGa 11、SdGa 47均高于有效组，差异有统计学意义（P<0.05）;高强度小区域强调、逆方差平均、shade聚类方差、Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47、SdGa 00、SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44均低于有效组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论  局部进展期直肠癌新辅助放化疗抗拒预测中3.0T磁共振DWI图纹理分析的应用价值高。

[关键词] 新辅助放化疗;局部进展期直肠癌;抗拒;有效;3.0T磁共振;DWI图纹理分析

[中图分类号] R445.2;R735.3+7          [文献标识码] B          [文章编号] 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，直肠癌发病率逐年上升[1]。新辅助放化疗的同时也会带来不少的副作用，另外有研究表明部分患者经新辅助放化疗并无法为肿瘤降期，严重的情况下治疗期间还会进展[2]。因此，为了最大限度地增加患者获益，需要精准筛选新辅助放化疗抗拒者，制订个体化的治疗策略[3]。同时，纹理分析是一种近年来新兴起的影像图像后处理技术，通过提取多种定量参数，更为全面客观地反映肿瘤组织异质性[4]。本研究回顾性选取2018年2月至2020年6月于江西省九江市第一人民医院行MR检查的40例直肠癌患者，探讨新辅助放化疗治疗局部进展期直肠癌抗拒预测中3.0T磁共振DWI图纹理分析的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取2018年2月至2020年6月于江西省九江市第一人民医院行MR检查的直肠癌患者40例，依据新辅助放化疗效果分为抗拒组（n=20）与有效组（n=20）。抗拒组患者年龄37～79岁，平均（53.12±10.42）岁，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%）;在治疗前临床分期方面，cT2N+ 2例（10.00%），cT3N0/N+ 14例（70.00%），cT4N0/N+ 4例（20.00%）;在术后病理分期方面，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%）。有效组患者年龄38～80岁，平均（54.35±10.52）岁，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%）;在治疗前临床分期方面，cT2N+ 1例（5.00%），cT3N0/N+ 15例（75.00%），cT4N0/N+ 4例（20.00%）;在术后病理分期方面，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%）。两组患者的一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审批通过。

1.2 纳入和排除标准

纳入标准：均符合局部进展期直肠癌的诊断标准[5]。排除标准：①弥散加权成像（diffusion weighted image，DWI）缺乏齐全的图像或具有较差的质量者;②病理类型为黏液腺癌者;③未完成新辅助放化疗者。

1.3 方法

均接受3.0T磁共振DWI图纹理分析，采用高场磁共振仪（西门子Verio 3.0T），8通道体部相控阵表面线圈，Syngo图像工作站。检查前未做胃肠道清洁准备。检查前15～20 min给予患者肌内注射20 mg山莨菪碱注射液（654-2），以减少患者肠蠕动。扫描范围从乙状結肠下段至肛缘。盆腔常规扫描：T1WI序列，重复时间（repetition time，TR）为577 ms，回声时间（echo time，TE）为11 ms，层厚、层间距、间隔、视野（field of view，FOV）、矩阵、激励次数（number of incentives，NEX）分别为5 mm、1 mm、5 mm、260 mm×260 mm、256×256、1次;T2WI序列，TR 3720 ms，TE 96 ms，层厚、层间距、间隔、FOV、矩阵、NEX分别为5 mm、1 mm、5 mm、280 mm×280 mm、256×256、1次;直肠高分辨成像T2WI横轴位，TR 3880 ms，TE97 ms，FOV、矩阵、层厚、层间距、NEX分别为160 mm×160 mm、256×256、3.0 mm、0.3 mm、2次;直肠高分辨成像T2WI冠状位、矢状位，TR3000 ms，TE 97 ms，FOV、矩阵、层厚、层间距、NEX分别为160 mm×160 mm、288×256、3.0 mm、0.3 mm、2次;盆腔 DWI 检查：运用频率选择脂肪抑制技术、单次激发平面回波成像（single shot planar echo imaging，EPI）技术，TR 5000 ms，TE 72.1 ms，层厚、间距、FOV、矩阵、NEX分别为5 mm、1.0 mm、300 mm×300 mm、128×128、4次，b值取0 s/mm2、1000 s/mm2，在1次屏气中完成所有扫描，扫描时间共17 s。运用医学影像存档与联络系统（medical image archiving and contact system，PACS）直接调取图像资料进行分析。

1.4 统计学方法

采用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，行t检验;计数资料以[n（%）]表示，行χ2检验。检验水准α=0.05，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的能量平均、能量方差、直方图能量、高强度小区域强调比较

抗拒组患者的能量平均、能量方差、直方图能量均高于有效组（P<0.05），高强度小区域强调低于有效组（P<0.05）。见表1。

2.2 两组患者的相关度平均、逆方差平均、shade聚类方差比较

抗拒组患者的相关度平均高于有效组（P<0.05），逆方差平均低于有效组（P<0.05），shade聚类方差低于有效组（P<0.05）。见表2。

2.3 两组患者的Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47比较

抗拒组患者的Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47均低于有效组（P<0.05）。见表3。

2.4 两组患者的SdGa 00、SdGa 04、SdGa 11比较

抗拒组患者的SdGa 00低于有效组（P<0.05），SdGa 04、SdGa 11均高于有效组（P<0.05）。见表4。

2.5 两组患者的SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44、SdGa 47比较

抗拒组患者的SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44均低于有效组（P<0.05），SdGa 47高于有效组（P<0.05）。见表5。

3 讨论

新辅助放化疗的同时也会带来不少的副作用，另外有研究表明，部分患者的肿瘤经新辅助放化疗并不能降期，一些情况下还会进展[6-8]。磁共振DWI及相应表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）能对肿瘤在活体状态下的细胞密度、微环境等信息进行无创评估，研究表明，在直肠癌新辅助放化疗疗效的预测中，原发灶ADC值具有一定價值[9-11]。同时，纹理分析是一种近年来新兴影像图像后处理技术，通过提取多种定量参数，更为全面客观地反映肿瘤组织异质性[12-13]。而在放化疗治疗恶性肿瘤抗拒的原因中，异质性占有重要地位，因此，在直肠癌新辅助放化疗抗拒的检测中，基于DWI图的纹理分析可能发挥着极为重要的作用[14]。

DWI-ADC等功能磁共振技术能够对肿瘤在活体状态下的细胞密度、灌注、微循环等相关信息进行定量评估，在新辅助放化疗疗效的预测中可能发挥积极作用。在瘤体内的空间分布中，恶性肿瘤乏氧、新生血管、微循环灌注等异质性较大，微环境异质性一方面会对药物传送效能造成不良影响，另一方面还会造成瘤细胞在低糖、缺氧环境中的适应速度更快，进而从凋亡中逃避，研究表明，在放化疗治疗多种实体肿瘤失败的原因中，微环境异质性占有重要地位[15-18]。近年来，纹理分析技术得到飞速发展，成熟度逐渐提升，能够将病变异质性水平定量反映出来，因此能够在一定程度上有效评估肿瘤疗效。相关学者预测新辅助化疗治疗乳腺癌疗效过程中利用动态增强MRI共生矩阵纹理参数，结果表明，完全缓解和部分缓解患者治疗后具有明显不同的对比度等8个参数[19]。有学者在对放化疗治疗直肠癌敏感度进行预测的过程中将T2WI图纹理特征提取了出来，最终发现在预测新辅助放化疗后病理学完全缓解的过程中，偏态、灰度共生矩阵熵等参数能够将有效依据提供给临床[20]。

目前，还较少有研究报道放化疗治疗直肠癌疗效预测中DWI图结合纹理分析的价值。基于DWI图的纹理参数能够将肿瘤细胞密度、扩散受限水平等异质性反应出来。

如果能够精确筛选新辅助放化疗抗拒者，制订个体化的治疗策略，那么就能够最大限度地增加患者获益。结果表明，抗拒组患者的能量平均、能量方差、直方图能量均高于有效组（P<0.05），高强度小区域强调低于有效组（P<0.05），相关度平均高于有效组（P<0.05），逆方差平均低于有效组（P<0.05），shade聚类方差、Gabor 11、Cabor 26、Cabor 47均低于有效组（P<0.05），SdGa 00低于有效组（P<0.05），SdGa 04、SdGa 11均高于有效组（P<0.05），SdGa 37、SdGa 43、SdGa 44均低于有效组（P<0.05），SdGa 47高于有效组（P<0.05），说明采用磁共振及图像纹理分析软件能够将新辅助放化疗抗拒者精确筛选出来，制订个体化的治疗策略那么就能够最大限度地增加患者获益。同时解决患者外出求医的困难，减轻患者的经济负担，减少医社保费用的支出。

综上所述，新辅助放化疗治疗局部进展期直肠癌抗拒预测中3.0T磁共振DWI图纹理分析的应用价值高，值得推广。

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（收稿日期：2021-09-23）