磁共振纹理分析技术在预测直肠癌新辅助放化疗疗效中的应用价值

作者：舒震宇; 方松华; 丁忠祥; 毛德旺; 庞佩佩; 龚向阳^*

来源：中华胃肠外科杂志, 2018, 21(09).

• 直肠肿瘤
• 磁共振成像
• 纹理分析
• 新辅助放化疗

目的探讨磁共振纹理分析技术在预测直肠癌新辅助放化疗疗效的应用价值。方法前瞻性纳入34例于2015年2月至2017年4月期间在浙江省人民医院住院治疗的直肠癌患者, 于新辅助治疗前(治疗前1天)、早期(治疗开始后第10天)及中期(治疗开始后第20天)分别行3.0T磁共振(MRI)检查。病例纳入标准:直肠镜检查肿瘤下缘距肛缘12 cm以内, 术前病理活检确诊且临床分期为T3及以上或有淋巴结转移但无远处转移的直肠癌, 并且肝肾心肺功能正常无手术禁忌证。病例剔除标准:未完成新辅助放化疗、手术及3次磁共振检查, 或图像运动伪影和缺失术后病理学结果。所有患者均选择直肠癌长程三维放化疗同时合并化疗(奥沙利铂加卡培他滨)的新辅助治疗。根据放化疗后肿瘤消退分级(TRG)分为TRG 0～4级, 达到TRG4归为病理完全缓解(pCR);TRG 2～3级归于部分缓解(PR), 其余为未缓解(NR)。应用OmniKinetics软件提取2次磁共振T2加权图像上肿瘤区域的纹理特征(方差、熵、能量、峰度), 统计各时间点纹理值, 分别比较各时间点pCR与PR加NR病例及NR与pCR加PR病例间纹理值及改变差值的差异, 筛选出差异有统计学意义的纹理值, 纳入受试者工作特性曲线(ROC)评估纹理值对新辅助放化疗疗效的预测效能。结果全组34例患者中, 男性21例、女性13例;中位年龄49.3岁, 其中低位直肠腺癌19例(55.9%), 中位直肠腺癌15例(44.1%)。达到pCR为9例(26.5%), PR为13例(38.2%), NR为12例(35.3%)。新辅助放化疗前, pCR病例肿瘤区域的熵值水平明显高于PR加NR者(7.164±0.272比6.823± 0.309, t=2.925, P=0.006)。在新辅助放化疗中期, 与PR加NR病例肿瘤区域的纹理特征比较, pCR者的方差(1566±281比2883±867, t=-4.435, P=0.000)和熵值(5.436±0.934比6.803±0.577, t=-4.118, P=0.002)水平较低, 峰度(4.800±1.288比3.206±1.211, t=3.333, P=0.002)和能量(0.016± 0.005比0.010±0.004, t=3.240, P=0.003)水平较高;与pCR加PR患者比较, NR患者的峰度(2.461±0.931比4.264±1.205, t=-4.493, P=0.000)和能量(0.011±0.004比0.014±0.004, t=-3.453, P=0.000)均较低。新辅助治疗早期与中期患者肿瘤区域的纹理变化差值中, pCR与PR加NR、NR与pCR加PR的熵差值均有统计学差异(分别为:1.344±0.819比0.489±0.319, t=3.047, P=0.014;0.446±0.213比0.917±0.677, t=-3.638, P=0.001)。新辅助治疗前与中期的纹理变化差值中, pCR组与PR加NR组的方差差值(1759±1226比977±842, t=2.113, P=0.042)和熵的差值(1.728±0.918比0.524±0.355, t=3.832, P=0.004)、以及NR组与pCR加PR组熵的差值(0.475±0.349比1.044± 0.860, t=-2.722, P=0.011)差异均有统计学意义。将以上指标纳入ROC曲线中显示, 当治疗中期熵值>5.983时为诊断pCR的最佳效能, ROC曲线下面积(AUC)为0.885, 灵敏度为100%, 特异度为66.7%。当治疗中期能量≤0.010时, 为诊断NR组的最佳效能, AUC为0.902, 灵敏度为91.7%, 特异度为81.8%。结论基于磁共振T2加权图像的纹理分析可以预测直肠癌新辅助放化疗疗效, 新辅助治疗中期为预测的最佳时机, 这个时期的熵和能量是具有较高预测能力的纹理值参数。

• 单位
  浙江省人民医院