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Manifestations of Rectal Stromal Tumor in the Endorectal Ultrasonography and Contrast-enhanced Ultrasonography
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摘要:目的 探讨直肠间质瘤腔内超声及超声造影表现。方法 回顾性收集2013年2月至2019年2月于中国医学科学院肿瘤医院就诊的直肠间质瘤患者的临床资料, 包括临床表现, 耦合剂充盈法腔内超声、超声造影、CT、MRI、肠镜检查结果等。按照间质瘤危险度分级将患者分为极低危、低危、中危、高危4个级别, 分析不同级别超声造影检查特点, 并比较不同检查方式诊断直肠间质瘤的准确率。结果 共12例符合纳入和排除标准的患者入选本研究, 其中男性8例, 女性4例, 中位年龄54.0(50.5, 65.25)岁。极低/低危组6例, 中/高危组6例。肿瘤最大直径0.8~11.2 cm, 腔内超声表现为向肠腔外生长的类圆形(7例, 58.3%)或分叶状(5例, 41.7%)低回声肿块, 边界多较清晰(11例, 91.7%), 内部回声多不均匀(11例, 91.7%), 较大者可见囊变区(5例, 41.7%), 内部血流信号多较丰富(11例, 91.7%)。超声造影增强时相表现为动脉期不同程度快速显著增强[上升时间(8.10±4.03)s], 并于动脉期或静脉期达峰[达峰时间(25.54±12.16)s], 随后造影剂逐渐缓慢退出; 中/高危组5例(83.3%)患者造影剂呈不均匀分布、向心性增强, 且存在造影剂未灌注区; 而极低/低危组仅1例(16.7%)造影剂呈不均匀分布或存在造影剂未灌注区, 且6例(100%)均为弥漫性增强。与CT(60.0%)、MRI(66.7%)、肠镜(0)相比, 腔内超声联合超声造影检查(100%)对直肠间质瘤的诊断准确率更高。结论 耦合剂充盈法腔内超声联合超声造影技术可很好地显示肿瘤起源和血管灌注情况, 有助于明确诊断直肠间质瘤, 且对直肠间质瘤的危险度分级具有提示意义。Abstract:Objective To analyze the features of rectal stromal tumors in the endorectal ultrasonography and contrast enhanced ultrasonography (CEUS).Methods The clinical data of patients with rectal stromal tumors who were admitted in the Cancer Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences from February 2013 to February 2019 were analyzed retrospectively, including clinical manifestations, CT, MRI, colonoscopy, rectalendorectal ultrasound, and CEUS. According to the consensus on the classification system of National Institutes of Health (NIH), the patients were divided into high-risk, intermediate-risk, low and very low-risk groups. The imaging features of different groups were compared to each other, and the accuracy of different examination methods in the diagnosis of rectal stromal tumors were analyzed.Results A total of 12 patients were included:8 males and 4 females with a median age of 54.0(50.5, 65.25)years. There were 6 cases in very low/low-risk group and 6 cases in intermediate/high-risk group. All of the tumors showed an extroluminal growth pattern, 58.3%(7/12) appearing as oval-shaped, 41.7%(5/12) as lobulated, 91.7%(11/12) with distinct borders, 91.7%(11/12) with heterogeneous echogenicity, 41.7%(5/12) of large tumors with cystic regions, and 91.7%(11/12) with abundant internal blood flow signals. The enhancing mode showed hyper-enhanced with a "fast in and slow out" pattern; the average rise time was (8.10±4.03)s; the average time to peak was (25.54±12.16)s. A total of 5 (83.3%) patients in the intermediate/high-risk group showed inhomogeneous enhancement, centripetal enhancement, perfusion defects. Only one (16.7%) patient in the very low/low-risk group showed similar CEUS feature, and all 6 (100%) patients showed diffuse enhancement. The ratio of correct diagnosis was 60.0% in CT, 66.7% in MRI, 0 in colonoscopy, and 100% in rectal endorectal ultrasound combined with CEUS.Conclusion s The combination of endorectal ultrasonography and CEUS with coupling gel filling the rectum could clearly show the original layer and distribution pattern of rectal stromal tumors, which is helpful for the diagnosis of rectal stromal tumor and accurate risk stratification of the rectal stromal tumor.
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Keywords:
- stromal tumor /
- rectum /
- contrast enhanced ultrasound /
- endorectal ultrasound
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腹主动脉瘤的定义是动脉管壁永久性局限性扩张超过正常血管直径的50%或主动脉直径>3 cm[1]，该病在50岁以上男性发病率(4%~8%)高于同龄女性(1%~1.3%)[2]。1991年Parodi等[3]首次报道了腹主动脉瘤腔内修补术(endovascular aneurysm repair，EVAR)，即在血管腔内置入人工覆膜支架，重建血流通道，避免瘤体受到腹主动脉高压血流冲击发生破裂。与传统开放手术相比，EVAR微创、安全，可显著降低围手术期死亡率[4-6]，内漏是其常见并发症，发生率达16%~33%[7-9]，但发生内漏的动脉瘤，其破裂风险不一定增加[10-11]，故以内漏评估EVAR的疗效并不准确。
动脉瘤体积增大是动脉瘤破裂最重要的预测指标[12-13]，但传统动脉瘤体积测量过程繁琐、耗时，而CT纹理分析是近年广泛应用的一种图像后处理技术，通过量化分析图像像素灰度值的局部特征、变化规律及分布模式，定量鉴别特定区域的异质性[14]，已广泛应用于淋巴瘤、食管癌和结直肠癌等肿瘤的分型分析、治疗前评估及疗效预测[15-19]。EVAR术后CT信号的异质性提示血管壁发生结构改变[20-21]，可能与动脉瘤体积增大直接相关。
目前鲜有将CT纹理分析应用于动脉瘤预后监测的报道，本研究通过对EVAR术后动脉瘤进行CT纹理分析，探究其与动脉瘤体积变化的关系，以期为临床提供一种更准确、简便的风险分层方法。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
回顾性收集2014年7月至2019年6月于北京协和医院放射科行腹盆部增强CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)随访的EVAR术后患者的临床及影像学资料。
纳入标准：(1)肾下型腹主动脉瘤EVAR术后；(2)术后第3和12个月在本院规律随访，并完成两次腹盆CTA者。
排除标准：(1)合并其他腹盆腔脏器严重疾病，影响腹主动脉瘤轮廓准确识别者；(2)合并主动脉夹层或大动脉炎等其他血管疾病者。
本研究通过中国医学科学院北京协和医院伦理审查委员会审查(审批号：S-K1016)。
1.2 CT血管造影响
采用高压注射器由患者右肘正中静脉注射造影剂碘普罗胺(370 mg/ml，上海博莱科信谊药业有限责任公司)90 ml，流速4.0 ml/s。患者取仰卧位，双手上举过头，扫描范围自膈肌水平至耻骨联合水平。采用第一代双源CT(德国西门子)智能触发扫描，触发层面为腹腔干水平腹主动脉，触发阈值100 HU，触发后立刻扫描动脉期图像，25 s后采集门脉期图像。扫描参数：管电压120 kV，管电流200 mA，机架旋转时间330 ms，准直器2.0 mm×32.0 mm×0.6 mm，螺距0.8 mm。
1.3 传统动脉瘤体积测量及分组
将增强动脉期图像导入飞利浦重建工作站，利用后处理软件测量数据。使用画笔工具，以逐节方式手动勾勒主动脉外轮廓，体积测量范围从较低一侧肾动脉水平到两侧髂总动脉分叉水平[10, 22-25]，包括给定解剖区域内的正常主动脉及瘤体边缘的任何钙化和附壁血栓，排除所有瘤体分支血管。勾勒完成后计算机自动计算体积大小。
术后两次随访的动脉瘤体积差大于2%定义为瘤体体积增大，反之定义为瘤体未增大[10, 26]。根据动脉瘤体积变化情况，将入组患者分为动脉瘤体积增大组和体积未增大组。
1.4 纹理分析
取术后第1次随访时动脉期图像中动脉瘤囊轴位最大层面，使用分割软件MATLAB手动勾勒动脉瘤的轴位最大截面，将勾勒好的图像交第三方公司进行纹理分析。采用灰度矩阵提取感兴趣区(region of interest，ROI)血栓部分的纹理特征，生成ROI内的纹理特征值后，输入由神经网络生成的分类器中，得到最终分类结果。此过程中第三方公司并不知晓患者体积分组情况。
采用3种灰度矩阵提取纹理特征，分别为灰度共生矩阵(grey level co-occurrence matrix，GLCM)、灰度游程矩阵(grey level run length matrix，GLRLM)和灰度差分矩阵(grey level difference matrix，GLDM)。这3种矩阵可获得像素对或像素组间灰度值的二阶或更高阶统计关系，描述图像内容的纹理特征。GLCM描述像素距离和角度的二阶联合条件概率密度函数，体现像素灰度值的空间关系；GLRLM提取高阶纹理信息的二维矩阵，为与GLCM可比，计算4个方向的GLRLM矩阵，并将灰色级数保持在16；GLDM基于两个具有特殊关系像素点的出现概率，特殊关系指这两个像素点间的位移差和灰度值差固定，同GLCM一样，计算动脉瘤内4个方向的平均分布。
1.5 统计学处理
采用SPSS22.0软件进行统计分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用配对样本t检验；不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数)表示，采用Wilcoxon秩和检验。受试者工作特征曲线(receiver operation characteristic curve，ROC)下面积(area under curve，AUC)用于评估纹理分析效果。P＜0.05为差异具有统计学意义。
2. 结果
2.1 一般临床资料
共70例符合纳入和排除标准的腹主动脉瘤患者入选本研究(图 1)，男性62例，女性8例，平均年龄(68.8±8.6)岁，60岁以上患者61例(87.1%，61/70)，既往史中有高血压、冠状动脉粥样硬化性心脏病、吸烟、2型糖尿病者分别为44例(62.9%，44/70)、38例(54.3%，38/70)、35例(50.0%，35/70)、14例(20.0%，14/70)。
2.2 腹主动脉瘤体积变化情况
70例患者中，29例(41.4%，29/70)出现EVAR术后腹主动脉瘤体积增大，41例(58.6%，41/70)瘤体未增大(表 1)。
表 1 腹主动脉瘤腔内修补术后动脉瘤体积的变化[M(P25, P75), cm3]分组 术后3个月 术后12个月 Z值 P值 体积增大组(n=29) 114.6(88.7，226.2) 123.4(91.8，241.5) -4.703 ＜0.01 体积未增大组(n=41) 127.0(97.4，196.9) 114.2(78.7，183.5) -5.417 ＜0.01 2.3 纹理特征分析结果
三种灰度矩阵纹理分析技术对EVAR术后动脉瘤体积增大的诊断效能各有侧重(表 2)，其中GLCM的AUC最大(0.892)，其准确度与GLRLM相当(0.859)，灵敏度与GLDM相当(0.862)，但特异度略低于GLRLM。GLDM的AUC最小(0.800)，准确度(0.788)和特异度(0.683)也最低。
表 2 3种灰度矩阵纹理分析技术对腹主动脉瘤腔内修补术后动脉瘤体积变化的诊断效能纹理分析技术 曲线下面积 准确度 灵敏度 特异度 GLCM 0.892 0.859 0.862 0.854 GLDM 0.800 0.788 0.862 0.683 GLRLM 0.888 0.859 0.828 0.902 GLCM：灰度共生矩阵；GLRLM：灰度游程矩阵；GLDM：灰度差分矩阵 3. 讨论
图像纹理特征分析是对图像像素灰度值的局部特征分析法，包括统计分析、结构分析、模型分析和频谱分析4种，其中统计分析最常用[14]，通过分析纹理的统计属性来描述纹理，提供纹理的平滑、稀疏等分布特性。本研究正是基于此种纹理分析方法，观察GLCM、GLDM和GLRLM对评估EVAR术后动脉瘤体积变化的预测价值，发现GLCM的诊断效能最优(AUC=0.892)。
纹理分析的有效性已在诸多领域得到证实，如鉴别病变性质、治疗前评估、预测疗效等，研究多集中在肿瘤学方面，如通过乳腺X线纹理分析鉴别肿瘤良恶性[27]，通过正电子发射断层显像/计算机体层成像(positron emission tomography/computed tomography, PET/CT)纹理分析将纹理参数与PET/CT最大标准摄取值结合，提高诊断肺癌的灵敏度[28]，原发性结肠癌CT纹理特征与患者5年总体生存率相关[29]，采用GLCM法预测宫颈癌疗效的准确度可达75%[30]。
CT纹理分析技术对血管疾病的辅助诊断亦具备可行性。研究显示，标准灰阶中位数技术较斑块纹理分析技术能更有效预测动脉内膜切除术后微栓塞的程度[31]。Kotze等[32]曾提出腹主动脉瘤CT信号异质性与瘤体扩张相关，联合PET/CT评估腹主动脉瘤的代谢活性，发现中等纹理的峰度与动脉瘤扩展显著相关，该研究是基于一阶统计的CT纹理参数，本研究则以二阶统计量为出发点，通过分析比较GLCM、GLRLM和GLDM的纹理特征，发现GLCM对EVAR术后动脉瘤体积增长的预测效能最佳，其次为GLRLM，最差为GLDM，此结果与García等[33]的结果一致，不同的是本研究是采用体积变化评价动脉瘤预后，García等则以动脉瘤轴位最大径作为预后分类指标。实际上，体积测量在反映动脉瘤真实增长方面优于直径测量[34]，因为体积从三维角度评估瘤体形态变化，而直径仅反应瘤体某一截面的变化。
EVAR术后随访中，放射科医师阅片时往往关注有无内漏及瘤体轴位最大径，易受主观影响，且评估不够全面。本研究中4例患者在第1次随访时出现内漏，但第2次随访时内漏消失，因此随访中发现内漏不一定需要立即干预。相较而言，纹理分析技术能更客观准确地描绘生物组织微观结构改变，获取肉眼无法辨识的细微信息，对预测动脉瘤体增大的最优灵敏度可达86.2%，特异度达85.4%。
本研究存在部分局限性：(1)为回顾性研究，入组例数较少，术后随访时间较短，存在一定的选择偏倚；(2)由于软件技术限制，在分析动脉瘤纹理特征时仅提取了瘤体最大截面的二维纹理信息，未能从三维角度全面评估；(3)GLCM、GLRLM及GLDM纹理特征参数的整合过程由人工神经网络算法完成，由于该资料为内部封存，提取困难，致使结果部分的阐述尚欠明确。
综上，CT纹理分析能有效预测EVAR术后动脉瘤的体积变化。目前该技术的研究尚处初级阶段，未来还需开展大样本、多中心、前瞻性研究进一步验证本文结论，推动纹理分析成为常规工具，为临床诊疗提供更精准的参考。
利益冲突 无 -
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图 1 男性，66岁，直肠间质瘤高危患者，排便困难3个月，腔内超声显示肿瘤位于肌层，最大直径10.8 cm，向腔内外生长，分叶状低回声肿物，边界清晰，回声不均匀(A)，CDFI可见丰富血流信号(B)，超声造影表现为弥漫性不均匀增强，可见粗大肿瘤血管(C，白色箭头)及造影剂未灌注区(C，黄色箭头)，明确诊断为直肠间质瘤；增强CT仅提示盆腔低密度肿物(D，蓝色箭头)，与直肠左后壁分解不清，与盆底筋膜关系密切，不均匀轻度强化，考虑为软组织肿瘤
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图 2 男性，55岁，直肠间质瘤极低危患者，排便不适感1个月，腔内超声显示肿瘤位于肌层，最大直径0.6 cm，类圆形低回声肿物，边界清晰，回声不均匀(A，白色箭头)，CDFI可见较丰富血流信号(B)，明确诊断为直肠间质瘤；T1WI显示肿瘤位于直肠左侧壁(C，黄色箭头)，T2WI肿瘤位于直肠左侧壁(D，蓝色箭头)，MRI仅提示为低度恶性肿瘤
表 1 12例直肠间质瘤不同危险度患者超声造影参数比较(x±s)
组别 RT(s) TTP(s) PI(dB) MTT(s) AS AUC 极低/低危组(n=6) 7.93±4.46 26.69±15.28 7.25±3.71 25.94±10.67 .98±0.46 365.91±137.64 中/高危组(n=6) 9.29±4.04 25.78±8.64 13.28±4.16 30.74±7.26 1.33±0.61 604.09±131.00 RT：上升时间；TTP：达峰时间；PI：峰值强度；MTT：平均渡越时间；AS:上升斜率；AUC:曲线下面积 
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表 2 12例直肠间质瘤不同危险度患者超声造影模式特征比较[n(%)]
超声造影模式 极低/低危组(n=6)中 中/高危组(n=6) 造影剂分布 均匀 5(83.3) 1(16.7) 不均匀 1(16.7) 5(83.3) 未灌注区 有 0(0) 5(83.3) 无 6(100) 1(16.7) 造影剂填充方式 向心性/离心性增强 0(0) 5(83.3) 弥漫性增强 6(100) 1(16.7) 粗大不规则血管 有 2(33.3) 5(83.3) 无 4(66.7) 1(16.7)
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表 3 不同检查对12例直肠间质瘤患者的诊断结果[n(%)]
检查 明确肿瘤起源于直肠 诊断间质瘤 是 否 是 否 腔内超声联合超声造影检查(n=12) 12(100) 0(0) 12(100) 0(0) CT(n=10) 6(60.0) 4(40.0) 6(60.0) 4(40.0) MRI(n=9) 7(77.8) 2(22.2) 6(66.7) 3(33.3) 肠镜(n=5) 0(0) 5(100) 0(0) 5(100)
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[1] Tanaka S, Oka S, Kaneko I, et al. Endoscopic submucosal dissection forcolorectal neoplasia:possibility of standardiza-tion[J]. Gastrointest Endosc, 2007, 66:100-107. DOI: 10.1016/j.gie.2007.02.032
[2] Ma GL, Murphy JD, Martinez ME, et al. Epidemiology of gastrointestinal stromal tumors in the era of histology codes:results of a population-based study[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2015, 24:298-302 DOI: 10.1158/1055-9965.EPI-14-1002
[3] Tran T, Davila JA, El-Serag HB. The epidemiology of malignant gastrointestina1 stromal tumors:an analysis of 1458 cases from 1992 to 2000[J]. Am J Gastroenterol, 2005, 100:162-168 DOI: 10.1111/j.1572-0241.2005.40709.x
[4] 张信华.直肠胃肠间质瘤的临床病理特征和治疗[J].中华结直肠疾病电子杂志, 2019, 8:227-230. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZHZC201903003.htm [5] 季鑫, 季加孚.胃肠间质瘤治疗进展[J].中华胃肠外科杂志, 2013, 16:292-296 [6] Joensuu H. Risk stratification of patients diagnosed with gastrointestinalstromal tumor[J]. Hum Pathol, 2008, 39:1411-1419. DOI: 10.1016/j.humpath.2008.06.025
[7] Zambo I, Veselý K. WHO classification of tumours of soft tissue and bone 2013:the main changes compared to the 3rd edition] [J]. Cesk Patol, 2014, 50:64-70.
[8] 崔宁宜, 王勇, 邹霜梅, 等.耦合剂充盈法腔内超声对直肠肿瘤的诊断价值[J].中华结直肠疾病电子杂志, 2016, 5:493-498. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZHZC201606009.htm [9] Sidhu PS, Cantisani V, Dietrich CF, et al. The EFSUMB Guidelines and Recommendations for the Clinical Practice of Contrast-Enhanced Ultrasound (CEUS) in Non-Hepatic Applications:Update 2017(Long Version)[J]. Ultraschall Med, 2018, 39:e2-e44. DOI: 10.1055/a-0586-1107
[10] Wang Y, Zhou CW, Hao YZ, et al. Improvement in T-staging of rectal carcinoma:using a novel endorectal ultrasonography technique with sterile coupling gel filling the rectum[J]. Ultrasound Med Biol, 2012, 38:574-579. DOI: 10.1016/j.ultrasmedbio.2011.12.020
[11] Wang Y, Li L, Wang YX, et al. Time-intensity curve parameters in rectal cancer measured using endorectal ultrasonography with sterile coupling gels filling the rectum:correlations with tumor angiogenesis and clinicopathological features[J]. Biomed Res Int, 2014, 2014:587806.
[12] 2017年中国胃肠道间质瘤病理共识意见专家组.中国胃肠道间质瘤诊断治疗专家共识(2017年版)病理解读[J].中华病理学杂志, 2018, 47:2-6. http://med.wanfangdata.com.cn/Paper/Detail?id=PeriodicalPaper_zhblx201801002 [13] Li J, Ye Y, Wang J, et al. Chineseconsensus guidelines for diagnosis and management of gastrointestinal stromal tumor[J]. Chin J Cancer Res, 2017, 29:281-293. DOI: 10.21147/j.issn.1000-9604.2017.04.01
[14] 齐旭, 唐少珊, 金虹, 等.经直肠超声造影鉴别诊断直肠癌与直肠间质瘤[J].中国医学影像技术, 2015, 31:425-428. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZYXX201503040.htm -
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1. 陈震，刘豆. 彩色多普勒超声在腹主动脉瘤诊断中的应用价值. 医药论坛杂志. 2022(17): 111-113 . 
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