全容积ADC直方图参数联合MRI征象鉴别低分化胰腺导管腺癌与G3胰腺神经内分泌肿瘤的价值 | ![]() |
2. 浙江省影像诊断与介入微创研究重点实验室,浙江 丽水 323000;
3. 浙江省松阳县人民医院放射科,浙江 松阳 323400
2. Key Laboratory of Imaging Diagnosis and Minimally Invasive Intervention Research of Zhejiang Province, Lishui 323000, China
胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)是胰腺最常见的恶性肿瘤,病理分化程度越低,恶性程度越高,发生转移风险越高,预后也越差[1-2]。2010年WHO将胰腺神经内分泌肿瘤(pancreatic neuroendocrine tumor,pNET)分为G1、G2、G3级[3],病理级别越高,恶性程度越高[4],而G3 pNET即使发生远处转移,仍可行手术治疗,且预后也好于胰腺癌[2]。低分化PDAC与G3 pNET均为低分化肿瘤,影像学上两者均表现为乏血供强化特征,治疗前难以对两者进行区分,因此,准确鉴别低分化PDAC和G3 pNET具有重要的临床意义[5]。目前,PDAC和乏血供pNET的鉴别研究多为基于CT增强扫描的定性或定量评估[6-7],而基于DWI的定量分析研究尚少,且DWI评估采用的是通过在肿瘤单一层面绘制ROI获取ADC平均值,无法更全面地反映肿瘤整体内部特征。本研究通过基于肿瘤全容积感兴趣区(volume of interest,VOI)勾画方式,获取肿瘤的ADC直方图特征参数联合常规MRI征象鉴别低分化PDAC与G3 pNET,为临床治疗及预后提供更多的参考信息。
1 资料与方法 1.1 一般资料回顾性分析2014年6月至2021年4月丽水市中心医院经穿刺活检或手术病理证实的低分化PDAC患者30例(低分化PDAC组)与G3 pNET患者13例(G3 pNET组)。纳入标准:①经穿刺活检或手术病理证实为低分化PDAC或G3 pNET;②治疗前常规行MRI平扫、增强扫描及DWI检查;③检查前未行放化疗;④乏血供肿瘤标准为MRI增强扫描动脉期强化幅度低于或等于正常胰腺实质[8]。排除标准:①MRI资料或病理资料不全或图像质量无法满足诊断要求;②DWI图像伪影较重,软件无法进行后处理;③病灶过小(直径<1 cm),无法勾画病灶的VOI。
本研究通过丽水市中心医院伦理委员会的批准。
1.2 仪器与方法所有患者均在治疗前行常规上腹部或胰腺MRI平扫和增强扫描。采用Philips Ingenia 3.0 T MRI扫描仪,体部专用32通道相控阵线圈。扫描序列与参数:脂肪抑制T1WI序列,采用多回波Dixon技术进行,TR 3.71 ms,TE 0 ms,视野380 mm× 300 mm,层厚4.0 mm,矩阵256×256;T2WI,TR 3 000 ms,TE 77.69 ms,视野360 mm×300 mm,层厚5.0 mm,矩阵276×276;DWI,TR 2 499.99 ms,TE 62.59 ms,视野360 mm×320 mm,层厚3.0~5.0 mm,b值选取0、800 s/mm2;增强扫描采用mDixon序列,TR 3.71 ms,TE 0 ms,视野380 mm×300 mm,层厚3.0 mm,矩阵244×180。常规放置静脉留置针,对比剂为钆双胺(欧乃影),剂量0.1 mmol/kg体质量,使用高压注射器经肘静脉以流率2.0 mL/s团注,使用2.0 mL生理盐水冲管,对比剂注射后15、30、90 s行动脉期、门静脉期、平衡期扫描。
1.3 图像分析与后处理 1.3.1 常规MRI图像评估由2名经验丰富的高年资医师采用盲法对MRI图像进行分析,遇到分歧时经商议达成一致意见。评估内容包括肿瘤部位、大小、质地(实性或囊实性)、边缘(清晰或模糊)、胰周侵犯、上游主胰管扩张、强化模式、胰周淋巴结及肝转移情况。肿瘤质地评估:实性为强化实质≥90%,囊实性为强化实质<90%;胰管扩张标准为直径 > 3 mm;强化模式包括门脉期高强化或延迟期等高强化、门脉期低强化或延迟期渐进性强化、持续低强化[8]。
1.3.2 DWI图像后处理使用Firevoxel软件分析b=800 s/mm2的DWI图像。由1名有8年腹部MRI工作经验的放射科诊断医师逐层手动定义病灶ROI,每层ROI尽可能包括更多的肿瘤组织,包括囊变、坏死及出血成分,使得DWI能更好地评估肿瘤的异质性,为减小部分容积效应,ROI勾画范围稍小于实际肿瘤范围(图 1)。
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图 1 男,67岁,G3级胰腺神经内分泌肿瘤(G3 pNET) 图 1a b = 800 s/mm2时勾画容积感兴趣区(VOI)示意图 图 1b Firevoxel软件生成的ADC图 |
使用Firevoxel软件生成整个肿瘤容积,以体素为单位勾画出肿瘤VOI后自动计算出每个体素的ADC值,从而生成全容积ADC直方图,得到多个ADC直方图参数,包括ADC最小值(ADCmin)、ADC平均值(ADCmean)、ADC最大值(ADCmax)、ADC第10百分位数(ADC10%)、ADC第50百分位数(ADC50%)、ADC第90百分位数(ADC90%)、偏度系数、峰度系数、熵。
1.4 统计学分析采用SPSS 26.0及MedCalc 19.0软件进行统计学分析。采用Shapiro-Wilk检验确定计量资料是否符合正态分布,符合正态分布时以x±s表示,组间比较行独立样本t检验;偏态分布则以M(QR)表示,组间比较行秩和检验(Mann-Whitney U检验)。2组计数资料比较行χ2检验或Fisher确切概率法。采用单因素和多因素二元Logistic回归分析筛选出独立预测因子,构建诊断模型。使用ROC曲线确定MRI征象及ADC直方图参数的诊断效能,同时计算最佳临界点、敏感度和特异度。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 2组临床及MRI征象比较(表 1)表 1 2组临床及MRI征象比较 |
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2组年龄、性别、肿块最大径、边缘情况、病灶质地、胰周淋巴结转移情况差异均无统计学意义(均P > 0.05);强化模式、胰周侵犯、上游主胰管扩张及肝脏转移情况差异均有统计学意义(均P<0.05)。低分化PDAC及G3 pNET的MRI及病理学图片见图 2,3。
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图 2 男,59岁,低分化胰腺导管腺癌(PDAC),肿瘤位于胰头,最大径2.9 cm 图 2a DWI(b=800 s/mm2)示肿瘤扩散受限 图 2b MRI平扫呈稍低信号,胰周组织侵犯 图 2c~2e 动脉期、门脉期、延迟期图像,肿瘤呈持续低强化 图 2f 病理学图片示肿瘤细胞异型性表达,细胞核深染,大小不一,细胞排列呈腺管状、条索状(HE,低倍放大) |
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图 3 男,67岁,G3 pNET,肿瘤位于胰头,最大径2.1 cm 图 3a DWI(b=800 s/mm2)示肿瘤扩散受限 图 3b MRI平扫呈低信号,胰周组织未见受侵 图 3c~3e 动脉期、门脉期、延迟期图像示肿瘤动脉期低强化,门脉期呈稍高强化,延迟期进一步强化 图 3f 病理学图片示肿瘤细胞呈巢状排列,胞核染色质细腻(HE,低倍放大) |
2.2 2组ADC直方图参数比较(表 2)
表 2 2组ADC直方图参数比较 |
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低分化PDAC组ADCmean、ADCmin、ADCmax、ADC10%、ADC50%、ADC90%均高于G3 pNET组,差异均有统计学意义(均P < 0.05);偏度系数、峰度系数及熵值在2组间差异均无统计学意义(均P < 0.05)。
2.3 MRI征象与ADC直方图参数的预测效能(表 3,4)表 3 MRI征象鉴别低分化PDAC和G3 pNET的效能 |
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表 4 ADC直方图参数鉴别低分化PDAC和G3 pNET的效能 |
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ROC曲线分析表明,MRI征象对低分化PDAC和G3 pNET的鉴别诊断效能中,强化模式的AUC最大,敏感度61.54%,特异度100.00%(图 4)。ADC直方图参数中ADCmean的AUC最大,敏感度96.67%,特异度61.54%(图 5)。MRI征象和ADC直方图参数构建的二元Logistics回归联合模型显示,胰周侵犯、上游主胰管扩张、肝脏转移、ADCmean、ADC90%为独立预测因子,该模型诊断效能最佳,AUC为0.977,特异度100.00%,敏感度86.67%(图 6)。
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图 4 单个MRI征象鉴别低分化PDAC和G3 pNET的ROC曲线 |
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图 5 ADC直方图参数鉴别低分化PDAC和G3 pNET的ROC曲线 |
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图 6 联合ADC直方图参数和MRI征象鉴别低分化PDAC和G3 pNET的ROC曲线 |
3 讨论
PDAC和pNET是胰腺最常见的肿瘤,其病理类型与患者生存预后相关,PDAC的5年生存率仅4.2%,pNET则可达49.2%[9]。PDAC是典型的乏血供肿瘤,恶性程度高,发现时常伴胰周及远处侵犯。研究表明,pNET随病理级别增加,病灶强化程度减弱[10],G3 pNET因恶性程度高亦表现为乏血供,且发现时肿块常较大,可合并胰管扩张、胰周组织受累或肝转移等,与PDAC相似,因此两者区分存在困难。本研究中,MRI征象包括肿瘤强化模式、胰周侵犯、上游主胰管扩张及肝脏转移情况,可鉴别低分化PDAC和G3 pNET。ADC直方图参数包括ADCmean、ADCmin、ADCmax、ADC10%、ADC50%、ADC90% 6个参数可鉴别两者,其中以ADCmean的诊断效能最高(AUC=0.800),敏感度96.67%,特异度61.54%,鉴别最佳临界值为1.144×10-3 s/mm2。联合ADC直方图参数和MRI征象进行鉴别诊断,AUC为0.977,特异度100.00%,敏感度86.67%。以上结果表明,ADC直方图参数、MRI征象能较好地鉴别低分化PDAC和G3 pNET,以ADC直方图参数与MRI征象联合诊断效能最高。
本研究显示,低分化PDAC和G3 pNET患者的性别、年龄、肿块最大径差异无统计学意义,与Jeon等[8]的结果一致,提示这些临床指标对两者的鉴别诊断价值不大。病灶边缘清晰与否及肿瘤质地的差异无统计学意义,这与两者均为低分化肿瘤、恶性程度较高、病灶侵袭性较强而使肿瘤包膜完整性下降有关[11],同时高级别pNET及低分化PDAC均易出现坏死、囊变[1, 12]。PDAC具有更强的侵袭性,常呈浸润性生长,易累及周围组织、血管。本研究中低分化PDAC和G3 pNET患者胰周侵犯情况差异有统计学意义。上游主胰管扩张在低分化PDAC更明显,差异有统计学意义,与PDAC肿瘤起源于导管上皮、破坏胰管形成肿块阻塞胰管、引起上游胰管扩张有关,而pNET起源于胰岛细胞,其出现的胰管扩张常为肿块较大而致的压迫性扩张[1, 13]。
低分化PDAC和G3 pNET常表现为乏血供,动脉期肿瘤强化程度低于周围正常胰腺实质,但两者门静脉与延迟期强化特征差异有统计学意义,低分化PDAC主要表现为门脉期低强化及延迟期渐进强化或持续低强化,而G3 pNET门脉期及延迟期表现为高或等强化,这与Jeon等[8]报道的结果一致。G3 pNET因病理级别高往往侵袭性更高,发生肝脏转移的情况更常见,而PDAC亦常出现肝脏转移。本研究中,G3 pNET肝转移率较低分化PDAC更高,这可能与纳入的低分化PDAC患者的分期不一致相关,部分PDAC患者虽为低分化,但仍属于早期,尚未发现肝转移。
基于DWI图像计算的ADC值是评估组织内水分子扩散程度最常用且稳定的参数,可区分良恶性病变及不同恶性程度的组织,对胰腺肿瘤进行全容积ADC直方图分析,可提取较平均ADC值更全面的信息。本研究结果显示,2组ADC直方图参数ADCmean、ADCmin、ADCmax、ADC10%、ADC50%、ADC90%差异有统计学意义,与Kim等[14]的研究结果一致,而与王英伟等[15-16]的结果相反,需注意的是上述研究均未对pNET进行病理分级分析,而本研究仅纳入了G3 pNET患者,可解释结果不一致的原因。pNET是一类异质性明显的肿瘤,Wang等[17-18]研究证实,随病理级别增高,水分子扩散受限程度增加,以G3 pNET扩散受限最显著,其肿瘤细胞排列更密实,胞核胞质比增加,因而水分子扩散受限程度更显著。而马露等[19]研究表明,PDAC的体素内不相干运动成像参数D值高于乏血供pNET,认为与PDAC肿瘤内腺管样结构增生、水分子扩散自由度增加、肿瘤扩散受限下降有关,可解释本研究中G3 pNET组ADC直方图参数值明显低于低分化PDAC组的结果。
本研究的局限性:①为单中心研究且样本量较小,未纳入pNET其他级别乏血供肿瘤,而G3 pNET发病率低,这可能会对结果产生偏差,有待通过多中心大样本对结果进一步验证;②未对患者血液肿瘤指标,如CA19-9等进行分析,这些亦是两者的影响因素。
综上所述,全容积ADC直方图参数和多种MRI征象可鉴别低分化PDAC和G3 pNET,MRI征象中强化模式、ADC直方图参数中ADCmean对两者鉴别诊断效能较高,而以ADC直方图参数联合MRI征象效能最高,可为两者鉴别提供更有价值的参考信息。
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