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第一部分 3.0T MR-DKI定量参数直方图分析鉴别直肠粘液腺癌和腺癌的价值目的:探讨 3.0T 磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)定量参数直方图分析结果在鉴别直肠黏液腺癌(mucinous carcinoma,MC)和腺癌(adenocarcinoma,AC)中的应用价值,并与传统扩散加权成像(diffusion-weightedimaging,DWI)比较诊断效能。材料和方法:回顾性分析苏州大学附属第二医院2015年9月至2019年9月经手术病理证实为直肠腺癌,且进行直肠常规MRI及多b值(b值范围为0～2000s/mm2)DKI检查的110例患者的影像及临床病理资料,其中MC组16例,AC组94例。所有病例均采用FireVoxe1软件进行图像后处理,结合高清(HR)T2WI图像,在b值为1000s/mm2的DKI图像上沿肿瘤边缘逐层手动勾画感兴趣区域(region of interest,ROI),经多层融合后获得肿瘤的三维ROI,测得DKI定量参数包括非高斯分布矫正的扩散系数(diffusionconstant,D)值、峰度系数(kurtosisconstant,K)值,并通过图像配准获取 DWI 定量参数表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值,采用 MATLAB 2018b和SPSS25.0软件进行直方图分析,分别获得D值、K值和ADC值的平均值、中位数、25%位数、75%位数、偏度和峰度。采用两组独立样本t检验或Mann-Whitney U检验评价直肠MC组和AC组DKI和DWI各定量直方图参数分析结果的差异,进一步采用二元Logistic回归进行多变量分析,筛选主要指标及多变量综合分析指标,并采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价与组织病理学分型相关的定量直方图参数鉴别诊断直肠MC与AC的效能,采用DeLong法比较具有鉴别诊断意义指标AUC的差异。结果:110例直肠腺癌患者中,MC组16例,男10例,女6例,平均年龄59.44±12.56岁;其中直肠上段1例,中段11例,下段4例;pT1期0例、pT2期3例、pT3期10例、pT4期3例;pN0期(无淋巴结转移)8例,pN+期(有淋巴结转移)8例,其中pN1期4例,pN2期4例。AC组94例,男53例,女41例,平均年龄64.04±11.36岁,其中直肠上段23例,中段44例,下段27例;pT1期12例、pT2期25例、pT3期48例、pT4期9例;pN0期60例,pN+期34例,其中pN1期13例,pN2期21例。统计结果显示,患者性别、年龄、病灶位置、T分期和N分期在MC组和AC组中差异均无统计学意义(P>0.05)。在DKI定量参数中,MC组肿瘤实质的D(平均值、中位数、75%位数)均高于 AC 组(分别为 1.621±0.286 vs.1.410±0.265、1.550±0.371 vs.1.330±0.264、2.111±0.397 vs.1.751±0.375(×10-3mm2/s),P<0.05),D(偏度和峰度)均低于 AC 组(分别为 0.406±0.186vs.0.604±0.398、-0.636±0.792vs.0.435±0.217,P<0.05),K(平均值、中位数、25%位数、75%位数)均明显高于AC组(分别为0.780±0.178vs.0.958±0.140、0.811±0.159vs.0.976±0.129、0.506±0.367vs.0.781±0.185、0.985±0.164vs.1.142±0.198,P<0.001);MC 组和 AC 组肿瘤的 D(25%位数)及K(偏度和峰度)差异无统计学意义(P>0.05)。其中,K(中位数)的ROC下面积(AUC)最大,为0.825,约登指数最大时取临界值为0.885,其敏感度及特异度分别为77.7%和81.2%;D(75%位数)的AUC较大,为0.785,约登指数最大时取临界值为1.919×10-3mm2/s,其敏感度及特异度分别为75.0%和76.5%。在DWI定量参数中,MC组肿瘤实质的ADC(平均值、中位数、25%位数、75%位数)均明显高于AC组(分别为 1.179±0.362 vs.0.992±0.276、1.146±0.330 vs.0.943±0.180、0.870±0.391 vs.0.759±0.183、1.460±0.373 vs.1.185±0.344(×10-3mm2/s),P<0.05);ADC(偏度和峰度)均低于AC组,但差异无统计学意义(P>0.05)。ADC(75%位数)的AUC最大,为0.784,约登指数最大时取临界值为1.247×10-3mm2/s,其敏感度及特异度分别为81.3%和73.4%。经多变量二元Logistic逐步回归筛选,D中位数和K25%位数为有意义指标(B值分别为2 966.166、-4.550;Wals值分别为9.000、15.720;P值分别为0.003、<0.001),二者联合指标AUC为0.85,但采用DeLong法两两比较差异无统计学意义。2名医师测得的DKI和DWI定量参数直方图分析结果一致性好,组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)范围为 0.880～0.981。结论:DKI双指数模型定量参数直方图分析有助于直肠MC和AC的鉴别,其中D(中位数)和K(25%)具有鉴别诊断意义,且优于单指数模型的ADC值。第二部分 3.0T MR-DKI定量参数直方图分析在直肠腺癌分期和病理分级中的应用价值目的:探讨扩散峰度成像(DKI)和扩散加权成像(DWI)定量参数直方图分析结果与直肠腺癌(AC)分期和病理分级(分化程度)的相关性,并进一步探讨各定量参数直方图分析结果在鉴别T2期与T3期直肠AC中的应用价值。材料和方法:回顾性分析苏州大学附属第二医院2015年9月至2019年9月经手术病理证实为直肠腺癌,且进行直肠常规MRI及多b值(b值范围为0～2000s/mm2)DKI检查的94例直肠AC患者的影像及临床病理资料,其中pT1期12例,pT2期24例,pT3期48例,pT4期9例。所有病例均采用FireVoxel软件进行图像分析,结合HR-T2WI图像,在b值为1 000s/mm2的DKI图像上沿肿瘤边缘逐层手动勾画感兴趣区域(ROI),多层融合后获得肿瘤的三维ROI,测得DKI定量参数包括非高斯分布矫正的扩散系数(D)值、峰度系数(K)值,并通过图像配准获取DWI定量参数表观扩散系数(ADC)值,采用MATLAB2018b和SPSS25.0进行进行直方图分析,分别获得D值、K值和ADC值的平均值、中位数、25%位数、75%位数、偏度和峰度。根据肿瘤是否突破直肠固有肌层将患者分为早期组(T1-2期)和晚期组(T3-4期),进一步分为T2期组和T3期组。采用Spearman秩相关分析评价各定量参数直方图分析结果与直肠AC局部T分期的相关性,并采用ROC曲线评价与分期具有相关性的直方图定量参数鉴别诊断T2期与T3期直肠腺癌的效能。采用Mann-Whitney U检验评价不同病理分级的直肠MC各定量直方图参数分析结果的差异。采用DeLong法比较具有鉴别诊断意义指标AUC的差异。结果:94例直肠AC患者中,男53例,女41例,平均年龄64.04±11.36岁,其中直肠上段23例,中段44例,下段27例;pT1期12例、pT2期25例、pT3期48例、pT4期9例;pN0期60例,pN+期34例,其中pN1期13例,pN2期21例。早期组(T1-2期)直肠AC患者中,男12例,女13例,平均年龄64.56±11.36岁,其中直肠上段2例,中段14例,下段9例;pN0期19例,pN+期6例,其中pN1期3例,pN2期3例。晚期组(T3-4期)直肠AC患者中,男12例,女13例,平均年龄64.56±11.36岁,其中直肠上段2例,中段14例,下段9例;pN0期19例,pN+期6例,其中pN1期3例,pN2期3例。统计结果显示,在DKI定量参数中,早期组肿瘤的D(平均值、中位数、25%位数、75%位数)和K(偏度)均高于晚期组;D(偏度和峰度)和K(中位数、25%位数、75%位数)均低于晚期组,差异均有统计学意义(P<0.05);早期组和晚期组肿瘤的K(平均数和峰度)差异无统计学意义。D(平均值、中位数、75%位数)和K(偏度)与T2、T3期直肠AC分期呈负相关(r值为-0.332～-0.266,P<0.05),D(峰度)和K(中位数、25%位数)与T2、T3期直肠AC分期呈正相关(r值为0.244～0.284,P均<0.05);D(25%位数、偏度)在T2与T3期直肠AC中差异无统计学意义。其中K(偏度)的ROC下面积(AUC)最大,为0.727,约登指数最大时取临界值为-0.629,其敏感度及特异度分别为84.0%和60.4%。在DWI定量参数中,早期组肿瘤的ADC(平均值、中位数、25%位数、75%位数)均高于晚期组,差异有统计学意义(P<0.05);ADC(偏度和峰度)均低于AC组,差异无统计学意义。ADC(平均值、中位数、75%位数)与T2、T3期直肠AC分期呈负相关(r值为-0.342～-0.285,P<0.05);ADC(25%位数、偏度和峰度)在T2与T3期直肠AC中差异无统计学意义。其中ADC(75%位数)的AUC最大,为0.708,约登指数最大时取临界值为1.222×10-3mm2/s,其敏感度及特异度分别为52.0%和85.4.4%。采用DeLong法两两比较K(偏度)、D(75%位数)和ADC(75%位数)AUC差异无统计学意义(Z 值分别为 0.330、0.242、0.146,P值分别为 0.741、0.808、0.884)。DKI 和 DWI各定量直方图参数分析结果在不同病理分级AC中差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:DKI和DWI定量参数直方图分析结果与直肠AC局部T分期具有相关性,其中D(75%位数)、K(偏度)和ADC(75%位数)鉴别诊断T2期与T3期直肠AC效能较高,但各参数在预测直肠AC病理分级方面的实际应用价值还需进一步研究。