European Radiology：基于亚区域的酰胺质子转移加权MRI直方图分析预测直肠腺癌的分级

直肠癌（RC）是最常见的胃肠道肿瘤之一，且具有较高的肿瘤异质性。初诊时具有相同TNM分期的RC患者，尽管接受相同的治疗，但临床结果却有显著差异。虽然TNM分期最常用于指导治疗决策和预测预后，但必须考虑其他病理因素，如肿瘤出芽（TB）、淋巴血管侵袭、神经周围侵袭和外静脉侵袭（EMVI）。TB病被定义为肿瘤浸润边缘的单个或多达四个癌细胞，已被认为是结直肠癌（CRC） 的独立预后不良因素。此外，TB已被美国病理学家学会（CAP）和国际癌症报告合作组织（ICCR）推荐。TB与早期结直肠癌的淋巴结转移显著相关，对新辅助治疗的反应较差。活组织检查是治疗前评估TB级别的标准方法，但该检查为侵入性，有并发症的风险。此外，由于肿瘤的异质性，活检病理可能不能完全反映肿瘤的整体特征。因此，术前对结核病进行无创评估，特别是对TB分级高的患者，可能有助于指导临床实践。

磁共振成像（MRI）是一种无创成像方式，被美国国家综合癌症网络指南推荐用于肿瘤分期、评估RC的治疗效果和预后。近年来，弥散加权成像（DWI）和b值阈值图、T2加权成像（T2WI）放射组学模型被用于评估TB的分级。然而，以上研究仅仅是基于对肿瘤微观结构的分析。TB与上皮-间质转化（EMT）相关，其调节某些蛋白的表达水平并诱导肿瘤侵袭性。酰胺质子转移加权（APTw） MRI可以通过化学交换饱和转移无创性检测内源性移动蛋白和多肽分子。已有研究报道，APTw信号强度与细胞增殖有关，可以表征和鉴别新质，以及直肠和其他身体区域的恶性肿瘤，如脑肿瘤、子宫内膜癌、膀胱癌。

然而，据我们所知，使用APTw MRI评估RC患者的TB分级尚未见报道。此外，肿瘤异质性已成为肿瘤分期和预后的重要生物标志物。无监督聚类技术，如K-means聚类算法，根据相似性对体素进行分组，有望在一定程度上反映肿瘤的异质性。

最近，发表在European Radiology 上的一篇文章探讨了酰胺质子转移加权（APTw） MRI与扩散加权成像（DWI）在预测直肠癌（RC）肿瘤出芽（TB）分级中的亚区域直方图特征。

本研究前瞻性纳入74例病理证实的RC患者，于2022年7月至2023年3月术前行APTw MRI检查。采用苏木精-伊红染色进行TB评分。采用K-means聚类方法（K = 4-6）获得多个子区域（n = 3-5），并对APT和表观扩散系数（ADC）图的相应直方图特征（包括平均值、标准差、最小值、最大值以及第10、25、50、75、90分位数）进行逐步回归提取和滤波。

当K = 5时，与K = 4或K = 6相比，K-means聚类为4个子区域，对TB分级的预测效果最好。当K = 5时，高TB分级组3、4子区域的APT图谱直方图特征明显高于中低TB分级组。受试者工作特征（ROC）曲线及内部验证结果表明，当K = 5时，模型的预测效率最高，AUC值为0.92，灵敏度为93%，特异度为71%，准确度为87%，kappa值为0.65。ADC图中各子区直方图特征差异无统计学意义（p < 0.05）。

图 TB分级为b3的患者图像。A T2WI。B APTw图像与T2WI融合；颜色条表示APTw值。C无监督聚类法将肿瘤区域划分为4个子区域；红色：分区域1；绿色：分区域2；蓝色：分区3；黄色代表第四分区。D DWI （b = 800 s/mm²）。E ADC图像。F H&E染色显微镜图像（原放大，×400）。病理检查显示侵袭前有> 10个芽（箭头）

本项研究表明，APTw图像的亚区域直方图特征有助于区分RC的异质性区域，可用于预测RC的TB分级。

原始出处：

Peiyi Xie,Qitong Huang,Litao Zheng,et al.Sub-region based histogram analysis of amide proton transfer-weighted MRI for predicting tumor budding grade in rectal adenocarcinoma: a prospective study.DOI:10.1007/s00330-024-11172-x