扩散峰度成像在直肠癌早期分期中的应用价值：区分T0-T1与T2肿瘤的新突破

《Cancer Imaging》：Application of diffusion kurtosis imaging in differentiating T0-T1 from T2 rectal tumors

本研究针对高空间分辨率T2加权成像（HR-T2WI）在早期直肠癌分期中存在过度分期的问题，探讨了扩散峰度成像（DKI）在区分pT0-T1与pT2直肠肿瘤中的价值。研究发现DKI参数中的扩散系数（diffusivity）诊断效能最高（AUC=0.810），结合HR-T2WI的联合模型可进一步提升诊断性能（AUC=0.885），为早期直肠癌器官保留手术的术前精准评估提供了重要依据。

　　

随着结直肠癌筛查的普及，腺瘤和早期直肠癌的检出率显著提高，这为患者实施器官保留治疗创造了宝贵机会。然而，要实现安全有效的器官保留策略，精确评估肿瘤浸润深度成为关键前提。目前临床主要依赖高空间分辨率T₂加权成像（HR-T2WI）进行术前分期，但该技术存在明显局限性——研究表明有54.7%的T₁期肿瘤被过度分期为T₂期，导致患者错失局部切除的机会。虽然超声内镜在早期疾病分期方面优于HR-T2WI，但其对较大肿瘤或高位直肠肿瘤的显示不全，且操作者依赖性较强，限制了临床应用。

扩散加权成像（DWI）作为直肠癌常规功能序列，虽能提高病变检出率，却难以区分T分期。这主要是因为DWI基于自由扩散假设和单指数模型计算表观扩散系数（ADC），无法准确反映肿瘤复杂的微环境特征。扩散峰度成像（DKI）作为DWI的直接扩展，能够量化生物组织中的非高斯扩散行为，通过峰度（kurtosis）和扩散系数（diffusivity）两个参数，更全面地表征组织异质性和细胞密度。尽管此前研究显示DKI参数在区分pT₁-T₂与pT₃-T₄直肠肿瘤时无显著差异，但其在早期直肠肿瘤鉴别中的价值尚未明确。

为此，马玉如团队在《Cancer Imaging》发表了题为"Application of diffusion kurtosis imaging in differentiating T₀-T₁ from T₂ rectal tumors"的研究论文，旨在探索DKI在早期直肠癌精准分期中的临床应用价值。

研究方法概述

本研究回顾性纳入了2018-2023年间经手术病理证实的138例T₀-T₂期直肠肿瘤患者。所有患者术前均接受3.0T磁共振检查，序列包括HR-T2WI和DKI（b值=0、200、600、1000、1500、2000 s/mm²）。由两名不知病理结果的放射科医生独立评估HR-T2WI肿瘤浸润深度，并手动勾画整个肿瘤体积测量DKI参数（峰度、扩散系数）和ADC值。以手术病理结果为金标准，比较pT₀-T₁与pT₂肿瘤的参数差异，通过多变量逻辑回归和受试者工作特征（ROC）曲线分析评估各参数及组合的诊断效能。

研究结果

患者特征与分组

138例患者中，pT₀-T₁组40例（包括腺瘤、原位癌和T₁期），pT₂组98例。两组在年龄、性别、癌胚抗原水平和肿瘤位置方面无显著差异，但pT₂组淋巴结转移率显著高于pT₀-T₁组（21.4% vs. 3.8%），印证了准确T分期对治疗决策的重要性。

DKI与DWI参数比较

分析显示，pT₀-T₁肿瘤的峰度值显著低于pT₂肿瘤（0.799 vs. 0.950），而扩散系数和ADC值则显著更高（扩散系数：1.732×10^-3 mm²/s vs. 1.368×10^-3 mm²/s；ADC：1.316×10^-3 mm²/s vs. 1.043×10^-3 mm²/s）。这种差异反映了随着浸润深度增加，肿瘤细胞密度增高、排列更紧密，水分子扩散受限更明显的生物学特征。

诊断效能评估

在单个参数中，扩散系数的诊断效能最高（AUC=0.810），显著优于HR-T2WI（AUC=0.752）和峰度（AUC=0.729），与ADC（AUC=0.785）无统计学差异。多变量逻辑回归分析显示，HR-T2WI分期与扩散系数是独立预测因子，二者结合的联合模型诊断性能最佳（AUC=0.885），灵敏度77.5%，特异度86.7%。

观察者间一致性

DKI和DWI参数测量表现出极好的一致性（组内相关系数0.910-0.971），而HR-T2WI的T分期判断一致性仅为一般水平（Kappa=0.378），凸显了定量参数在减少主观误差方面的优势。

亚组分析验证

在pT₁与pT₂肿瘤亚组分析中，DKI参数差异趋势保持一致，联合模型的诊断效能依然稳健（AUC=0.864），进一步验证了研究结果的可靠性。

结论与意义

本研究首次系统评估了DKI在早期直肠癌T分期中的价值，证实扩散系数是区分pT₀-T₁与pT₂肿瘤的敏感指标。联合HR-T2WI形态学评估与DKI功能参数，可显著提高诊断准确性，为临床制定个体化治疗方案提供更可靠的影像学依据。

这一研究成果具有重要临床转化价值：通过降低T分期过度判断的风险，有望使更多适合器官保留手术的早期直肠癌患者避免不必要的根治性切除，从而提高生活质量。未来需要多中心大样本研究进一步验证这一模型的普适性，并探索与其他扩散模型（如体素内不相干运动模型）的联合应用价值。