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第一部分磁共振扩散加权成像在评估直肠癌T分期中的应用研究目的:探讨磁共振扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)在直肠癌术前T分期中的应用价值。采用高分辨率T2WI和高分辨率T2WI联合DWI两种成像方法对直肠癌术前前瞻性T分期研究,包括T3亚分期,比较两种方法在术前诊断直肠癌T分期的准确性。方法:46例术前未经辅助放化疗的直肠癌病例纳入研究中,使用3.0T超导型MR扫描仪和16通道相控阵表面线圈,所有患者先行包含整个盆腔在内的大FOV传统快速自旋回波T1WI和T2WI脂肪抑制序列,然后行三平面高分辨率快速自旋回波T2WI扫描,最后行横轴位DWI扫描。DWI采用SE-EPI(单次激发-回波平面成像)序列,b值取0、1000 s/mm2。T分期分为T1-T4期,其中T3期进一步分类为:T3a(<5mm),T3b(5-10mm),T3c(>10mm)。两位医师先分析三平面高分辨率T2WI图像,对肿瘤进行T分期,包括T3亚分期;2周后再分析三平面高分辨率T2WI联合DWI图像,对肿瘤进行T分期,包括T3亚分期。计算高分辨率T2WI和高分辨率T2WI联合DWI 2种方法诊断直肠癌T分期的敏感性、特异性和准确性,并对两种影像学检查方法的差异进行比较。结果:(1)术后病理诊断T2期10例,T3a期12例,T3b期14例,T3c期4例,T4期6例。(2)高分辨率T2WI诊断T2期、T3a期、T3b期和T3c期直肠癌的准确性分别为82.6%、69.6%、80.4%和97.8%,高分辨率T2WI联合DWI成像后诊断T2期、T3a期、T3b期和T3c期直肠癌的准确性分别为91.3%、76.1%、84.8%和100%。2种方法诊断T4期直肠癌的准确性均为100%。2种方法诊断直肠癌T分期的总体准确率分别为65.2%和76.1%。(3)2种方法诊断直肠癌各T分期的准确性差异均无统计学意义(P值分别为0.108、0.482、0.582,T3c和T4有准确性为100%不做比较),2种方法诊断直肠癌T分期的总体准确率差异无统计学意义(P=0.252)。2种方法诊断直肠癌各T分期的敏感性差异均无统计学意义(P值分别为0.329、0.408、0.699,T3c和T4有敏感性为100%不做比较)。2种方法诊断直肠癌各T分期的特异性差异均无统计学意义(P值分别为0.394、0.770、0.641,T3c和T4有特异性为100%不做比较)。结论:应用DWI后术前T分期准确率有提高,虽然与单独应用高分辨率T2WI相比准确率差异无统计学意义,但在以下两方面具有临床意义:(1)能够有效鉴别肠管周围的纤维化和肿瘤侵犯,提高术前T2和T3a期直肠癌诊断的准确性和信心;(2)对于T3亚分期的评估,能够明确肿瘤突破固有肌层外侵的方向并准确测量肿瘤最外缘的距离。第二部分直肠癌的ADC值与传统病理学因素的相关性研究目的:探讨直肠癌的平均ADC值与传统病理学因素的相关性,为应用DWI成像中的ADC值预判直肠癌的侵袭性和预后提供参考依据。方法:46例术前未经辅助放化疗的直肠癌病例纳入研究中,使用3.0T超导型MR扫描仪和16通道相控阵表面线圈,所有患者先行包含整个盆腔在内的大FOV传统快速自旋回波T1WI和T2WI脂肪抑制序列,然后行三平面高分辨率快速自旋回波T2WI扫描,最后行横轴位SE-EPI的DWI扫描。纳入本研究的传统病理学因素包括:肿瘤T、N分期、肿瘤分化程度、肿瘤侵犯直肠系膜的深度(extramural depth,EMD)和环周切缘是否侵犯,其中T3期进一步分类为:T3a(<5mm),T3b(5-10mm),T3c(>10mm)。对不同分组的肿瘤ADC值差异进行统计学比较。另外,按照影响患者预后将肿瘤T、N分期、肿瘤分化程度、EMD和环周切缘分为T2-3a VS T3b-4、N0VS N1-2、EMD<5mm VS EMD≥5mm、环周切缘阴性VS阳性和高分化腺癌VS非高分化腺癌,绘制受试者工作特征(ROC)曲线确定上述不同分组的ADC鉴别界值,并计算敏感性、特异性和曲线下面积(AUC)。结果:(1)随着肿瘤T、N分期和EMD的增加,肿瘤的平均ADC值逐渐降低,差异具有统计学意义,以0.934×10-3mm2/s为界值诊断T分期预后良好组直肠癌的AUC达0.819,以0.97×10-3mm2/s为界值诊断淋巴结阴性的AUC达0.800,以1.106×10-3mm2/s为界值诊断EMD<5mm的AUC为0.692。(2)随着肿瘤分化程度的降低,肿瘤的平均ADC值也逐渐降低,两两组间的差异也具有统计学意义。以0.976×10-3mm2/s为界值诊断高分化腺癌的AUC为0.793。(3)环周切缘阴性的肿瘤平均ADC值比环周切缘阳性的肿瘤平均ADC值高,差异具有统计学意义。以0.97×10-3mm2/s为界值诊断环周切缘阴性的AUC达0.792。结论:直肠癌的ADC值能在术前反映肿瘤的传统病理学因素,如直肠癌T分期超过T3a期、有淋巴结转移、环周切缘阳性、EMD≥5mm,则ADC值越低,同时提示直肠癌分化程度较低。第三部分直肠癌的ADC值与肿瘤血管生成的相关性研究目的:探讨直肠癌的平均ADC值与免疫组化MVD计数及VEGF表达情况的相关性,为应用DWI成像中的ADC值预判直肠癌肿瘤血管生成情况提供参考依据。方法:46例术前未经辅助放化疗的直肠癌病例纳入研究中,使用3.0T超导型MR扫描仪和16通道相控阵表面线圈,所有患者先行传统快速自旋回波T1WI和T2WI序列,然后行横轴位SE-EPI的DWI扫描。所有病例术后取得完整的病理结果,包括免疫组织化学法测得的MVD和VEGF。对免疫组化指标MVD与VEGF之间的相关性以及肿瘤平均ADC值与免疫组化指标MVD、VEGF之间的相关性进行统计学分析,并对不同临床病理学因素分组间免疫组化指标MVD、VEGF的差异进行统计学分析。结果:(1)随着肿瘤T分期、N分期的增加以及肿瘤分化程度的降低,肿瘤的MVD计数逐渐增高,不同N分期间的MVD计数差异具有统计学意义,但不同T分期、分化程度间的MVD计数差异均无统计学意义。(2)VEGF的总阳性表达率为82.6%(38/46),VEGF表达计分为3.51±1.13分。随着肿瘤T分期、N分期的增加以及肿瘤分化程度的降低,肿瘤的VEGF计分逐渐增高,但只有不同分化程度间的VEGF计分差异具有统计学意义,另外,VEGF计分与MVD计数之间呈正相关。(3)本组直肠癌病例的平均ADC值随MVD计数和VEGF计分增加而降低,且肿瘤的平均ADC值与MVD计数和VEGF计分呈负相关性。结论:免疫组化指标MVD计数和VEGF计分可部分反映直肠癌的病理及生物学特征。直肠癌的ADC值可以间接反映肿瘤内部的新生血管生成情况。