3.0T MRI在诊断壶腹周围病变中的应用及壶腹周围癌术后相关预后因素研究

发布时间：2017-12-25 13:45

本文关键词：3.0T MRI在诊断壶腹周围病变中的应用及壶腹周围癌术后相关预后因素研究　出处：《山东大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：第一部分3.0 T磁共振成像在鉴别胰胆管型壶腹周围癌和肠型壶腹周围癌中的应用背景及目的壶腹周围癌是指起源于十二指肠大乳头周围2 cm范围内的恶性肿瘤,其病理分化亚型主要包括胰胆管型及肠型。基于近几年的研究,学者们提出新的观点,认为相比于传统的根据肿瘤起源部位分为壶腹癌、十二指肠癌、胆总管癌及胰腺癌的分类方法,根据病理亚型分类对预后的预测意义更为重要,肠型壶腹周围癌的预后要明显优于胰胆管型。因此,如何鉴别两种病理亚型成为研究的新热点。然而,目前鉴别两种亚型主要通过对术后标本进行免疫组化分析等方法,缺乏应用术前指标进行鉴别的相关研究。磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)因其不可比拟的优势被越来越广泛地应用于胆系梗阻的术前诊断中。磁共振胰胆管成像(MR cholangiopancreatography, MRCP)可清晰直观地显示胆系及胰管的形态特点；弥散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI)以及由其计算所得的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)可在分子水平反应细胞功能状态。本研究的目的是探讨如何综合应用常规MRI序列、MRCP序列以及DWI序列,在术前诊断及鉴别诊断壶腹周围癌的两种不同病理亚型,为预测患者预后提供参考。本实验与国际研究热点接轨,为首次创新性尝试,具有较为重要的临床意义。材料与方法收集我院自2011年1月至2015年1月因壶腹周围癌而接受术前磁共振检查的病例资料。根据严格的入组及排除标准,共43例患者纳入本次研究,平均年龄56.6岁,年龄范围32-85岁。检查前排除磁共振禁忌症,患者签署知情同意书,并完成禁食、低张、口服肠道对比剂等准备。扫描前训练患者屏气。所有MRI检查均在3.0 T磁共振成像仪(Magnetom verio, SIEMENS, Erlangen, Germany)上进行。MRCP序列包括2DMRCP序列及3D MRCP序列两种。常规MRI序列包括冠状位快速自旋回波序列(half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo, HASTE)、轴位T1加权双回波正反相位序列、轴位屏气T2压脂快速自旋回波序列(fast spin-echo sequence,FSE)。DWI图像采用呼吸触发的单次激发平面回波序列采集,b值取0及800s/mm2。ADC图通过西门子Syngo工作站根据公式ADC=-1n(S(b=800)/S(b=0))/800自动生成,其中,S(b=800)和S(b=0)分别为b=800 s/mm2和b=0 s/mm2时对应的弥散加权图像的信号强度。动态增强扫描采用轴位屏气容积内插体部检查(volume interpolated body examination, VIBE)序列,应用肝胆特异性对比剂,扫描动脉期(25s)、门脉期(60-70s)、平衡期(3 min)、延迟期(10 min)及肝胆特异期(90 min)五期图像。采用双盲法阅片,两位影像学研究者对所有患者的磁共振图像独立地进行分析诊断。分析MRCP图像时,研究者记录以下特点：(1)胆总管远端的形态(光滑或不规则),(2)胆总管远端的对称性(对称或不对称),(3)胆总管末端的狭窄特点(渐进性狭窄或突然截断),(4)胆总管末端是否可见类圆形充盈缺损,(5)胆总管及主胰管最大径。分析强化特点时,研究者分别在VIBE序列上测量每个肿瘤强化前后的信号强度(signal intensity, SI),并根据公式计算出动脉期、门脉期、平衡期及延迟期相对于平扫时的信号强度比(signal intensity ratio, SIR, SIR=SIpost/SIpre×100%),最后根据SIR最大值确定每个病灶达到强化峰值的期相,进而分为早期强化(肿瘤在动脉期或门脉期强化达到峰值)及晚期强化(肿瘤在平衡期或延迟期强化达到峰值)两类。测量ADC值时,研究者参考常规序列图像,在DWI及ADC图上确定肿瘤位置,绘制感兴趣区,并记录平均ADC值(ADCmean)及最小ADC值(ADCmin)。根据WHO分类标准将所有肿瘤分为胰胆管型和肠型两组。独立样本t检验用于分析两组之间ADC值的差别。卡方检验或Fisher精确检验用于比较两组之间MRCP图像特点及强化特点的差别。研究者之间一致性通过Cohen's κ统计值或组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)来评价。单因素及多因素logistic回归分析用来确定具有预测意义的磁共振图像特点。ROC曲线用来评价有意义的变量鉴别两组病理亚型的诊断效能,记录曲线下面积,并通过Youden指数确定最佳阈值。生存分析应用Kaplan-Meier法及log-rank检验进行生存曲线的绘制及生存率的比较。所有统计学分析应用SPSS(SPSS for Windows, v.17.0; Chicago, IL)及MedCalc(MedCalc for Windows, v.12.7.0; Mariakerke, Belgium)软件来完成。P0.05时认为差异具有统计学意义。结果根据术后标本的苏木素-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色以及WHO分类标准,在43例纳入病例中,28例被确诊为胰胆管型壶腹周围癌,15例被确诊为肠型壶腹周围癌。上述五种MRCP图像特点在两组之间均不具有统计学差异(P0.050)。28例胰胆管型壶腹周围癌中有19例(68%)在平衡期或延迟期强化达到峰值,15例肠型壶腹周围癌中有13例(87%)在动脉期或门脉期强化达到峰值,差异具有统计学意义(P=0.001)。胰胆管型壶腹周围癌的ADCmin值([0.96±0.21]×10-3mm2/s)低于肠型壶腹周围癌([1.11±0.24]×10-3mm2/s)(P=0.042),差异具有统计学意义。两组之间的ADCmean值差异不具有统计学意义(P=0.117)。在本次研究中,K值及ICC值均超过0.8,表示研究者之间的诊断结果具有高度致性。在单因素logistic回归分析中,P值小于0.05的变量被纳入多因素logistic回归分析,最终仅强化特点为具有预测意义的变量(P=0.002,比值比[odds ratio],OR=0.073)。通过ROC曲线分析,鉴别两种病理亚型的最佳ADCmin值为(1.12×10-3mm2/s),相应的敏感度和特异度分别为85.7%和53.3%。当同时结合强化特点及ADCmin值进行诊断时,敏感度和特异度相应地达到71.4%和86.7%。ROC曲线下面积从0.680(仅用ADCmin诊断)上升至0.846(综合强化特点和ADCmin诊断)。生存分析结果显示,胰胆管型壶腹周围癌患者术后中位生存时间为24个月,肠型壶腹周围癌患者术后中位生存时间为37个月,前者明显短于后者,经log-rank检验,差异具有统计学意义(x2=4.602,P=0.032)。结论及意义磁共振成像可以在术前帮助诊断及鉴别诊断壶腹周围癌两种不同病理分化类型,通常胰胆管型壶腹周围癌更常表现为渐进性的强化特点,其ADCmin值较肠型壶腹周围癌低,综合分析强化特点及ADCmin值具有较高的诊断价值。第二部分3.0 T磁共振成像在鉴别良恶性壶腹周围病变中的应用背景及目的良性及恶性壶腹周围病变均可引起胆道梗阻,导致胆系扩张,出现一系列相似的临床症状,如梗阻性黄疸、皮肤瘙痒、消化系统功能紊乱、腹痛、发热和寒颤等。然而,良恶性病变的治疗方法却大不相同,良性病变可以采取更为保守的治疗方法,而恶性肿瘤通常需经根治性手术切除。因此,术前准确地鉴别良恶性壶腹周围病变对选择最佳治疗方案及判断患者预后具有重要的临床意义。近几年,随着磁共振成像技术的发展,常规MRI图像、MRCP图像以及DWI图像不仅可以更直观地显示病变,还能反应细胞功能信息,因此,被越来越广泛地应用于胆系梗阻的诊断中。本研究的目的是通过结合多种序列,提供全面、综合的壶腹周围良恶性病变的磁共振诊断及鉴别诊断标准。材料与方法收集我院自2011年1月至2015年1月病变部位在壶腹周围水平的肝外胆管梗阻性扩张的患者108例,每例患者的最终诊断都经过病理学或12个月以上的随访观察所证实。磁共振扫描序列与第一部分相同。采用双盲法阅片,两位影像学研究者对所有患者的磁共振图像独立地进行分析诊断。第一步,研究者分析良恶性壶腹周围病变在磁共振各个序列上影像学特点的差异。分析MRCP图像时,研究者记录以下特点：(1)胆总管远端的形态(光滑或不规则),(2)胆总管远端的对称性(对称或不对称),(3)胆总管末端的狭窄特点(渐进性狭窄或突然截断),(4)胆总管及主胰管的最大径。在增强扫描MRI图像上,强化特点分为三类：(1)乏血供渐进性强化,(2)富血供早期强化,伴或不伴有持续强化,(3)难以定性的强化特点。在90分钟肝胆特异期,研究者记录胆总管内是否有对比剂充盈。分析DWI图像时,研究者记录病变是否弥散受限。第二步,另外两位研究者对多种序列综合诊断的优势进行了评价。采用双盲法阅片,两位研究者独立地进行以下三步分析：(1)仅根据MRCP图像做出诊断,(2)根据MRCP图像及增强扫描图像做出诊断,(3)综合分析MRCP图像、增强扫描图像以及DWI图像后做出诊断。每步分析之后,两位研究者根据之前文献报道总结的标准,记录他们对每个病例正确诊断的自信度：(1)肯定为良性病变,(2)可能为良性病变,(3)难以定性的病变,(4)可能为恶性病变,(5)肯定为恶性病变。独立样本t检验用于比较良恶性病变之间胆总管及主胰管最大径的差别。卡方检验或Fisher精确检验用于比较两组之间不同影像学特点的差别。研究者之间一致性用Cohen's κ统计值或ICC来评价。ROC曲线用来评价不同序列鉴别两组病变的诊断效能,记录曲线下面积。ROC曲线的配对检验用来比较不同序列诊断效能之间的差别。所有统计学分析应用SPSS (SPSS for Windows, v.17.0; Chicago, IL)及MedCalc (MedCalc for Windows, v.12.7.0; Mariakerke, Belgium)软件来完成。P0.05时认为差异具有统计学意义。结果共108例壶腹周围病变患者纳入本次研究,其中恶性肿瘤患者43例,平均年龄56.6岁,年龄范围32-85岁；良性病变患者65例,平均年龄60.9岁,年龄范围26-89岁。第一步,分析良恶性壶腹周围病变在磁共振各个序列上影像学特点的差异,具体结果如下：在本部分研究中,K值及ICC值均超过0.7,表示研究者之间的诊断结果具有较高的一致性。1.MRCP图像分析：77%的良性病变表现为胆总管远端光滑的狭窄,58%的恶性肿瘤表现为不规则的狭窄(P0.001)。51%的良性病变表现为胆总管远端对称性的狭窄,84%的恶性肿瘤表现为不对称的狭窄(P0.001)。42%的良性病变及60%的恶性肿瘤表现为胆总管远端突然截断式的狭窄(P=0.054)。恶性肿瘤的胆总管和主胰管的最大径(分别为17.79±4.52 mm,3.98±2.49 mm)大于良性病变(分别为14.11±4.61 mm,2.60±1.12 mm)(P0.001,P=0.001)。2.强化特点分析：在良性病变中,85%表现为富血供的动脉期或门脉期强化,在恶性肿瘤中,51%表现为富血供的动脉期或门脉期强化,47%表现为乏血供的渐进性强化(P=0.001)。在90分钟肝胆特异期,60%的良性病变可见胆总管内出现对比剂充盈,70%的恶性肿瘤胆总管内未见对比剂充盈(P=0.002)。3.DWI图像分析：95%的良性病变表现为弥散不受限,86%的恶性肿瘤表现为弥散受限(P0.001)。第二步,评价多种序列综合诊断的优势,具体结果如下：研究者之间一致性分析：仅分析MRCP图像时,研究者达到中度一致性(K=0.443)；分析MRCP图像及增强扫描图像时,达到较高的一致性(κ=0.609);综合分析MRCP图像、增强扫描图像及DWI图像时,达到更高的一致性(K=0.806)。相比于仅分析MRCP图像,结合两组或三组图像综合分析后,两位研究者鉴别诊断良恶性壶腹周围病变的自信度均得到提升,诊断效能得到提高。研究者的结果为：仅分析MRCP图像时,曲线下面积为0.776；分析MRCP图像及增强扫描图像时,曲线下面积为0.981(P0.001)；综合分析MRCP图像、增强扫描图像及DWI图像时,曲线下面积为0.994,相对于仅分析MRCP图像,差异具有统计学意义(P0.001),相对于分析MRCP图像及增强扫描图像,虽然有所提高,但差异不具有统计学意义(P=0.065)。研究者二的结果为：仅分析MRCP图像时,曲线下面积为0.808；分析MRCP图像及增强扫描图像时,曲线下面积为0.982(P0.001)；综合分析MRCP图像、增强扫描图像及DWI图像时,曲线下面积为0.996,相对于仅分析MRCP图像,差异具有统计学意义(P0.001),相对于分析MRCP图像及增强扫描图像,差异仍具有统计学意义(P=0.049)结论及意义良恶性壶腹周围病变在磁共振图像上的特点具有显著差异,结合多组序列综合分析,能显著提高诊断的准确率,帮助有效鉴别壶腹周围病变的良恶性。第三部分壶腹周围癌手术切除后相关预后因素研究背景及目的胰十二指肠切除术是治疗可切除壶腹周围癌的主要术式,患者术后生存情况存在显著差异,影响患者术后生存情况的危险因素至今仍未有定论。本研究的目的,是通过全面收集患者的详细临床病理学资料,根据本组患者的具体情况,总结出影响本地区壶腹周围癌患者术后生存情况的危险因素。材料与方法收集自2006年6月至2013年7月在我院行壶腹周围癌切除术的337例患者作为研究对象。记录患者基本情况、临床症状及体征、实验室检查结果、手术及治疗情况以及病理学检查结果等资料。应用Kaplan-Meier法及log-rank检验进行生存曲线的绘制及生存率的比较。应用Cox比例风险回归模型进行危险因素的分析,首先进行单因素分析,之后筛选变量纳入多因素Cox回归分析。P0.05时认为差异具有统计学意义。所有统计学分析应用SPSS(SPSS for Windows, v.17.0; Chicago, IL)软件来完成。结果共337例壶腹周围癌患者纳入此次研究,包括男性228例,女性109例,患者平均年龄为58.15岁,年龄范围25-83岁,所有患者中位生存时间为26个月,3年、5年总生存率分别为38.0%、24.3%。单因素分析结果显示,血清CEA水平(P=0.002,RR=1.699)、CA199水平(P=0.004,RR=1.584)、总胆红素(TBIL)水平(P=0.014,RR=1.516)、术中出血量(P=0.003,RR=2.032)、术中输入浓缩红细胞数量(P0.001,RR=1.417)、肿瘤起源部位(P0.001,RR=1.555)、肿瘤大小(P=0.001,RR=1.797)、肿瘤分化程度(P=0.004,RR=1.556)、肿瘤T分期(P=0.002,RR=1.549)、淋巴结转移状态(P0.001,RR=1.789)、阳性淋巴结数量(P=0.003,RR=1.370)、阳性淋巴结数量/术中切除淋巴结总数量比值(LNR)(P0.001,RR=1.294)以及血管浸润情况(P=0.021,RR=1.646)为影响总生存率的危险因素。将上述13个危险因素纳入Cox比例风险回归模型中进行多因素回归分析,结果显示血清CA199水平≥39 U/ml、术中输入浓缩红细胞数量≥4个单位、肿瘤部位起源于胰腺、肿瘤为T3-T4期以及LNR≥0.300为影响本组壶腹周围癌手术切除后总生存率的独立危险因素。我们对肿瘤起源部位(胰腺癌vs非胰腺癌)及淋巴结转移情况(阳性淋巴结数量及术中切除淋巴结总数量)进行了相关亚组分析。相对于非胰腺癌组,胰腺癌组肿瘤体积更大(P0.001)、肿瘤浸润深度更深(P=0.024),差异具有统计学意义。当非胰腺癌肿瘤累及胰腺后,患者术后生存时间明显短于未累及胰腺的患者(P0.001)。Cox单因素回归分析结果显示累及胰腺是影响非胰腺癌患者预后的危险因素(P0.001,RR=2.083)。在淋巴结转移阳性的患者中,术中切除淋巴结总数7个的患者术后生存时间明显短于之7个的患者(P=0.041)。Cox单因素回归分析结果显示术中切除淋巴结总数7个是影响淋巴结转移阳性患者预后的危险因素(P=0.048,RR=1.580)。在淋巴结转移阴性的患者中,术中切除淋巴结总数16个的患者术后生存时间明显短于≥16个的患者(P=0.036)。Cox单因素回归分析结果显示术中切除淋巴结总数16个是影响淋巴结转移阴性患者预后的危险因素(P=0.043,RR=2.189)。结论及意义通过对本组337例壶腹周围癌患者临床病理资料的系统分析,研究结果显示,血清CA199水平≥39 U/ml、术中输入浓缩红细胞数量≥4个单位、肿瘤部位起源于胰腺、肿瘤为T3-T4期以及LNR≥0.300为影响本组壶腹周围癌患者手术切除后总生存率的独立危险因素。亚组分析结果显示,非胰腺癌肿瘤累及胰腺后,预后会相应变差；术中切除淋巴结总数过少,亦将导致患者预后变差。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R735.0;R445.2

【参考文献】