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第一部分 3.0T MR-DKI定量参数直方图分析结果与直肠腺癌病理预后因素的相关性研究目的:探讨3.0T磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)定量参数值和表观扩散系数值的直方图分析结果与影响直肠腺癌临床预后的病理因素如肿瘤浸润程度(T分期)、淋巴结状态(N分期)、病理学分级、淋巴血管(lymphangio vascular invasion,LVI)或神经浸润、环周切缘(circumferential margin,CRM)状态、TNM临床分期的关系,为临床直肠腺癌治疗方案的选择及治疗疗效评估提供参考依据。材料和方法:收集苏州大学附属第二医院2015年5月至2018年5月期间临床诊断为直肠癌的患者233例,所有患者均行直肠常规MRI和多b值(b值范围0～2000s/mm2)DKI序列检查。最终经术后病理证实为直肠腺癌的92例患者纳入本研究。利用Firevoxel软件,对照HR-T2WI图像,在b=1000s/mm2的DKI图像上沿肿瘤边缘逐层手动勾画,多层融合后得到肿瘤的三维ROI。分别测得DKI的定量参数非高斯分布校正的扩散系数(diffusion constant,D)值、峰度系数(kurtosis constant,K)值和表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值,然后对各定量参数值做进一步的直方图(histogram)分析,得到定量分析参数的平均数(mean)、中位数(median)、25%位数(25th)、75%位数(75th)、偏度(Skewness)和峰度(Kurtosis)。Spearman 相关性分析用于各定量分析参数的直方图(histogram)分析结果与直肠腺癌T分期、N分期、病理学分级、LVI或神经浸润状态、CRM状态及TNM临床分期之间相关性的分析。结果:92例直肠腺癌患者中,pT1期9例,pT2期22例,pT3期43例,pT4期18例;pN0期(无淋巴结转移患者)有60例,pN+期(有淋巴结转移患者)有32例,其中pN1期22例,pN2期10例;组织病理学分级G1、G2、G3分别有21例、52例、19例;LVI或神经浸润阳性18例,阴性有74例;CRM 阳性19例,阴性73例;临床分期Ⅰ期25例,Ⅱ期29例,Ⅲ期27例,Ⅳ期11例。统计结果显示,定量参数D值(mean、median、75th)和ADC值(mean、median、25th、75th)与直肠腺癌的T分期呈负相关(r=-0.224～-0.497,P<0.05),差异有统计学意义(P<0.05);K值(mean、median、25th、75th)在直肠腺癌早期与晚期组间无显著性差异(P>0.05)。D 值(mean、75th)和 ADC 值(mean、median、25th、75th)与直肠腺癌的N分期呈负相关(r=-0.215～-0.280,P<0.05);K值(mean、median、25th、75th)与直肠腺癌的 N 分期呈正相关(r=0.250～0.318,P<0.05),差异有统计学意义(P<0.05)。D值和ADC值(mean、median、25th、75th)在肿瘤低级别组(G1-2)和高级别组(G3)间无显著性差异(P>0.05);K值(25th、75th)与直肠腺癌的病理学分级呈正相关(r=0.241,P=0.020;r=0.222,P=0.034),差异有统计学意义(P<0.05)。D 值和 ADC 值(mean、median、25th、75th)在 LVI 或神经浸润阴性与阳性组间无显著性差异(P>0.05);K值(mean、median、25th、75th)与LVI或神经浸润状态之间呈正相关(r=0.246～0.311,P<0.05),差异有统计学意义(P<0.05)。D 值和 ADC 值(mean、median、25th、75th)在 CRM 阴性组和阳性组间无显著性差异(P>0.05);K值(mean、median、25th、75th)与直肠腺癌的CRM状态之间呈正相关(r=0.300～0.413,P<0.05),差异有统计学意义(P<0.05)。D值(mean、median)与直肠腺癌Ⅰ到Ⅲ期临床分期呈负相关(r=-0.282,P=0.007;r=-0.219,P=0.036),差异有统计学意义(P=0.011、0.041);进一步两两分析,Ⅰ期与Ⅲ期直肠腺癌的D值(mean、median)差异有统计学意义(P=0.006、0.047);余参数与直肠腺癌的临床分期无显著相关性(P>0.05)。D、K和ADC值的偏度及峰度值和直肠腺癌病理预后因素均无显著相关性(P>0.05)。结论:本研究结果表明直方图分析能准确地描绘肿瘤异质性,定量参数D、K和ADC值的直方图分析结果(mean、median、25th、75th)与直肠腺癌病理预后因素(T分期、N分期、病理学分级、LVI或神经浸润状态、CRM状态及临床分期)存在不同程度的相关性,尤其是K值,有助于直肠腺癌患者治疗策略的选择和疗效评估。第二部分 扩散峰度成像定量参数值和表观扩散系数值的直方图分析结果在评估有无淋巴结转移的应用价值目的:基于第一部分中定量参数 D 值(mean、75th)、K 值(mean、median、25th、75th)及ADC值(mean、median、25th、75th)与淋巴结转移有显著相关性,利用ROC曲线比较D、K值和ADC值的直方图分析结果在诊断直肠腺癌有无淋巴结转移方面的效能,评价其应用价值。材料和方法:回顾性分析我院行3.0T直肠常规MRI和多b值(b值范围0～2000s/mm2)DKI序列扫描,并经术后病理证实为直肠腺癌的92例患者影像和临床资料。利用FireVoxel软件,对照HR-T2WI图像,在b=1000s/mm2的DKI图像上沿肿瘤边缘逐层手动勾画ROI,多层融合后得到肿瘤的三维ROI。分别测得表观扩散系数ADC值、非高斯分布校正的扩散系数D值和峰度系数K值。对各定量参数值做进一步的直方图(Histogram)分析,得到各定量参数值的平均数(mean)、中位数(median)、25%位数(25th)、75%位数(75th)、偏度(Skewness)和峰度(Kurtosis)。采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验比较淋巴结转移组与无淋巴结转移组各参数值的直方图分析结果间的差异性。采用ROC曲线评价有统计学意义的参数值结果在诊断有无淋巴结转移的效能,并通过比较曲线理面积(Area Under Curve,AUC)对其最大效能进行分析,在约登指数最大的条件F取临界值,计算其敏感度、特异度。结果:92例直肠腺癌患者中,pN0期(无淋巴结转移患者)有60例,pN+期(有淋巴结转移)有 32 例,其中 pN1 期 22 例,pN2 期 10 例。ADC 值(mean、median、25th、75th)、D 值(mean、75th)和 K 值(mean、median、25th、75th)在评估淋巴结转移组与无淋巴结转移组间的差异有统计学意义(P<0.05),ROC曲线显示K值(median)较其他参数在诊断有无淋巴结转移时的AUC值最大,为0.697(95%CI 0.585～0.809),在约登指数最大的条件下取临界值0.912时,其敏感度及特异度分别为68.8%和61.7%。结论:本研究结果表明各定量参数的直方图分析结果ADC值(mean、median、25th、75th)、D 值(mean、75th)和 K 值(mean、median、25th、75th),有助于术前评估直肠腺癌患者有无淋巴结的转移,对其预后预测和治疗后监测复发有一定指导价值,尤其是K值(median),进一步证明了扩散峰度成像模型在直肠腺癌术前诊断中的优势。