Rectoscopic之间的比较与不同的MRI测量：直肠癌高度

抽象

目的。为了比较刚性rectoscopy三种不同MRI测量技术直肠癌高度判定，所有起始于肛门边缘，以评估MRI测量距肛缘开始是否可能是刚性rectoscopy替代。此外，在肿瘤归类高度测量值用于MRI潜在的临界值进行评价。方法。在此回顾性研究中，106名患者（75名男性，31女， ）原发性直肠癌行刚性rectoscopy以及MR成像。三种不同的测量（MRI1-3）在T2加权矢状扫描被用来从肛门边缘（AV）的确切距离评估肿瘤的远端结束（MRI1：2条不弯线，AV肛管的上结束和肛管到肿瘤的下边界的上部结束; MRI2：从AV一个直线到肿瘤的下边界; MRI3：曲线开始于AV和以下在结束直肠壁的过程中降低肿瘤的边界）。Furthermore, agreement between the gold standard rigid rectoscopy (UICC classification: low part, 0-6 cm; mid part, 6-12 cm; and high part, >12 cm) and each MRI measuring technique was analyzed.结果。只有在rectoscopy和所有3种MRI测量技术之间的单独措施条款公平相关性显示。The proposed new cut-off values utilizing ROC analysis for the three different MRI beginning at the anal verge were low 0-7.7 cm, mid 7.7-13.3 cm, and (MRI1);0-7.4厘米低，7.4-11.2厘米中，和 (MRI2);0-7.1 cm以下，7.1-13.7 cm中，和 （MRI3）。对于MRI1和MRI3，协议的金标准是相当大（ ， ，分别）。结论。这项研究表明，MRI1和MRI3测量可以互换作为一种有效的方法来确定肿瘤高度与金标准的刚性直肠镜。

1.简介

直肠癌是全球癌症死亡的主要原因[1，2]。为了计划治疗，肿瘤的定位知识，肿瘤向周切缘（CRM），肿瘤扩展（T阶段），额外壁画静脉浸润的距离，以及淋巴结转移是根本[3]。原发性肿瘤通常是由数字触诊标识并且与内窥镜检查活检。对于局部分期，磁共振成像（MRI）已经实现了在治疗之前广泛接受由于在直肠系膜筋膜的评估其诊断准确性高[4]。直肠内超声只建议由目前的指导方针，以评估T1肿瘤[3]。

除了CRM的浸润，肿瘤高度在直肠癌的评估和治疗分层的重要因素。肿瘤高度通常被定义为从肛门边缘的肿瘤的下部边界的距离。替代测量从肛门直肠结到肿瘤的下板限定肿瘤的高度。

因为位于上部第三T3肿瘤通常不与新辅助放化疗治疗的肿瘤高度的精确确定是至关重要的。同时，沿着上血管近端直肠癌的价差，降低沿中旬直肠内部髂血管淋巴途径直肠癌症转移。向下沿直肠下血管的路线是罕见的并且仅在直肠癌很低看出，大多伴随着渗入肛管[五]。影响进一步治疗策略的另一个重要因素是肿瘤到直肠系膜筋膜(MRF)的距离。肿瘤浸润直肠系膜，局部复发率高[五，6]。此外，腹膜内反射肿瘤定位是一个重要的危险因素，因为肿瘤浸润到腹膜反射被定义为阶段T4A。

Measured by rigid endoscopy, the UICC classifies tumors beginning at the anal verge up to 6 cm as low rectal cancer, between 6 and 12 cm as mid rectal cancer, and between 12 and 16 cm as high rectal cancer [7]。The European Society for Medical Oncology (ESMO) sets the cut-off values for rigid rectoscopy by <5 cm beginning at the anal verge as low, 5-10 cm as mid, and 10-15 cm as high rectal cancer [3]。由于标准刚性rectoscopy测量从肛门边缘截取[8，肛管也包括在测量中。

For MRI measurements, ESMO sets the cut-off beginning at the anorectal junction up to 4 cm for low, from 4 to 8 cm for mid, and from 8 up to 12 cm for high rectal cancer [3]。肛门边缘是直肠镜测量肿瘤高度的标准参考线。由于在MRI中识别肛肠交界处比识别肛肠交界处更简单，因此与肛肠交界处相比，肛缘在MRI测量中可能是一个更好的标志。一些研究表明，肛管的长度取决于患者的性别、长度和体重[9]。男性肛管手术长度为4.4 (3.2-5.3)cm，女性为4.9 (3.0-5.0)cm [10]。其测量技术（直与弯曲沿直肠线）可能是最准确的需要进行评估。MR测量，提出由ESMO直肠癌高度的确定;然而，到目前为止，临床使用的合适性从来没有被进一步评估。

今天，评估肿瘤的部位最常见的形式是刚性rectoscopy。迄今所进行的所有试验的主要由MRI [已没有定义为肿瘤高度测量共同的起点8]。尽管并发症发生率较低，刚性rectoscopy对病人不舒服的检查。MRI对比是一种无创技术，此外，选择用于处理之前的初始局部分期推荐的方式。

因此，本研究的目的是在肛门边缘以比较不同MRI测量技术刚性rectoscopy（直对弯曲的）所有的起始，以评估MRI测量从肛门边缘开始是否可能是刚性的rectoscopy的替代方案。此外，在肿瘤归类高度测量值用于MRI潜在的临界值进行评价。

2.材料和方法

2.1。耐心

106名患者（75名男，31女，与平均年龄 ）在这个IRB批准，回顾性研究对象。After written informed consent, all patients underwent a rigid endoscopy as well as a MRI at 3 and 1.5 T between 5/2009 and 11/2012 as part of an institutional standard workup for local staging of locally advanced primary rectal cancer.

2.2。成像协议

除了将其在1.5特斯拉MR系统（Avanto的，西门子Healthineers，德国埃尔兰根），其余均在3特斯拉MR系统（MAGNETOM TimTrio，西门子Healthineers，德国埃尔兰根）利用标准进行执行的两个核磁共振6-素体 - 基质线圈居中于骨盆与内置32元件脊柱矩阵线圈组合。50 mL of ultrasound gel was inserted into the rectal vault of each patient prior to the initial MRI procedure. Our standard rectal cancer protocol as previously published elsewhere [11]已被使用的，由标准T2加权TSE扫描，定位器序列之后在轴向，冠状，矢状和飞机用于解剖取向获取的。轴向和冠状T2加权序列成角度垂直和平行于所述轴线的肿瘤。A high-resolution T2w TSE axial scan (TR/TE/FA 4000 ms/101 ms/150°, FoV ，矩阵 ）parallel imaging (GRAPPA) factor 2, and DWI (TR/TE/FA 5000 ms/73 ms/90, FoV ，矩阵 ， ）并行成像（GRAPPA）因子2，被收购。An additional echo-shared, high spatial and temporal resolution, and time-resolved MR examination with interleaved stochastic trajectories (TWIST-MR) (TR/TE/FA 3.6/1.4/15 ms/ms/°, FoV ，矩阵的大小 ，slice thickness 3.6 mm, temporal resolution 4.9 s) in an axial oblique slice orientation was acquired for the perfusion analysis. A Gd-based 0.5 M macrocyclic contrast agent (Dotarem, Guerbet, France) was injected at a dose of 0.1 mmol/kg/body weight and at a rate of 2.5 ml/s, followed by 40 ml of saline flush, injected at the same rate.

2.3。图像分析

图像在OsiriX工作站(5.6版，Pixmeo Inc.，日内瓦，瑞士)上由两位独立的放射学家评估。在一个单一的二维图像中使用三种不同的测量(BDM)来评估从肛门边缘到肿瘤远端末端的确切距离。所有几何测量均在T2w矢状面扫描上进行。弥散加权图像、DCE扫描和高分辨率T2w轴向扫描用于提高肿瘤识别。在第一次测量时(MRI1)，分别从肛管边缘(AV)至肛管上端，从肛管上端至肿瘤下端，画两条不弯曲的线，并将两条线的距离相加(图)图1（a）)。第二次测量(MRI2)，测量从肛门边缘到肿瘤下缘的一条直线(图)图1（b）)。第三测量（MRI3）是一个曲线在肛门边缘开始并继直肠壁的在肿瘤的下边界结束的过程中（图图1（c）)。

2.4。刚性Rectoscopy

硬直肠镜和内镜超声由经验丰富的内镜外科医生进行。截止值设置为低(0-6 cm)、中(6-12 cm)、高(>12 cm)。以肛门边缘为基线参考水平。

2.5。统计分析

奥特曼地块被用来比较的四个不同的测量技术（刚性rectoscopy和三个不同的MRI测量技术）之间的协议。正态分布是使用夏皮罗 - 威尔克检验。在非正态的情况下，使用对数转换值进行分析和协议的限制回来转化为原来的规模。弗里德曼试验涂敷了用于分析测量技术之间的总体差别。进行如果发现显著的总体差别，事后分析采用配对Wilcoxon符号秩和检验组中比较两个互相的所有方法应用霍尔姆 - 邦费罗尼方法来调整对于多重比较配对试验的值。

此外，ROC（接受者操作特性）分析针对每个MRI测量技术分别进行。灵敏度和特异性首先计算每个值观察到的，和产生ROC曲线。此外，约登指数（ ）为每个值计算。确定最大约登指数作为下部的最佳切割点。利用下半部的最佳切割点，通过加权kappa系数的最大化，找到上半部的最佳切割点。

使用SAS统计软件的Windows版本9.3（SAS Institute公司，北卡罗莱纳州，美国）进行统计分析。奥特曼是，使用R版本2.15.2进行绘图。

3.结果

3.1。平均值

对原始量表进行反向转换的Bland-Altman分析显示，在直肠镜测量值之上，MRI1的平均值为6%(平均值比值为0.94,95%的一致性界限(0.58,1.53))，MRI3的平均值为11%(平均值比值为0.89,95%的一致性界限(0.54,1.49))。MRI2的值比直肠镜测量值平均低5%(平均比值:1.05,95%的一致性极限(0.64,1.70))。数字2显示奥特曼分析。

数字3和表1说明了 对于四个不同的测量技术（刚性rectoscopy，MRI1，MRI2，和MRI3）。

比较三种不同MRI测量技术（MRI1-3）到rectoscopic测量的结果，统计学显著差异在所有情况下，发现除了MRI1：rectoscopy-MRI1：调整 ;rectoscopy-MRI2:调整 ;和rectoscopy-MRI3：调整 。比较MRI测量，所有结果都是不同的测量技术中显著不同：MRI1-MRI2：调整 ;MRI1-MRI3:调整 ;MRI2-MRI3：调整 。

3.1.1。ROC-Curve分析

然后，进行各测量技术ROC曲线分析（图4-6)。The maximum Youden index (YI) (0.7484) for MRI1 (in terms of discrimination lower/mid third) was given at 7.73 cm corresponding to a sensitivity of 87% and specificity of 87.8%. The maximum weighted Cohen’s Kappa for the discrimination of the mid/upper third was given at a cut-off of 13.3 cm.

Maximum YI (0.6985) for MRI2 was given at 7.35 cm corresponding to a sensitivity of 79.63% and specificity of 90.24%. The maximum weighted Cohen’s Kappa with defined cut-off for low/mid part of 7.35 cm was detected at 11.15 cm.

MRI3的最大YI(0.7191)为7.11 cm，灵敏度为96.3%，特异性为75.6%。在13.7 cm处检测到中/低7.1 cm定义截断值的最大加权Cohen 's Kappa。

In all, the evaluated cut-off values for MRI were as follows: MRI1 (0-7.7 cm, 7.7-13.3 cm, and >13.3 cm), MRI2 (0-7.4 cm, 7.4-11.2 cm, and >11.2 cm), MRI3 (0-7.1 cm, 7.1-13.7 cm, and >13.7 cm).

3.1.2。协议Intertechnique公司

与rectoscopic分类协议的分析揭示了加权卡伯0.66的系数：对于MRI1，0.59（95％CL：0.47-0.72）（95％CL 0.54-0.78），用于MRI2，和0.67（95％CL：0.55-0.79）为MRI3。

对于MRI1和MRI3，刚性rectoscopy协议是实质性的（ 和 ，分别），而MRI2表现只能算是中等协议（ )。表2，3和4总结的结果。

4。讨论

直肠癌肿瘤高度是治疗规划和风险分层是必不可少的。特别地，直肠癌低与较高的局部复发率，正切缘的更高的频率，和下总生存[相关14]。

尽管MRI是直肠癌，局部肿瘤分期的首选推荐的方式，由于在CRM，只有少数数据对这一技术的准确性报告评估其诊断准确测量肿瘤高度[8]。因此，原因是多方面的：（ⅰ）有，到目前为止，还没有标准化测量技术为MRI（弯曲与线性），（ii）所述肛门直肠结作为由ESMO [推荐的基线基准电平3]不是在MRI上容易识别，因此容易产生很大的可变性，和（iii）标准的临床通信是指肛门边缘（AV），少到肛门直肠结。

因此，时至今日，硬直肠镜仍是评估直肠癌肿瘤高度的首选方法[8]。然而，刚性rectoscopy对患者的不舒服和侵入性检查。如果有可能通过MRI准确评估肿瘤的高度，可避免刚性rectoscopy和MR可以作为一个一站式的方式进行风险分层评估既CRM和肿瘤的高度。

我们的研究数据表明，只有黄金标准，刚性rectoscopy，并利用肛门边缘为基线参考级别的所有3种MRI测量技术之间的公平关系。由于外科医生一般都报告来自肛门边缘（AV）的肿瘤的下边界的距离，采用肛门边缘也在MRI作为基线参考将每日缓解临床沟通。而且，肛缘可也更加稳定标识上MRI比肛门直肠交界处。比较rectoscopy和MRI测量，凯勒等人。据报道，目前的研究结果相似。研究者发现刚性rectoscopy并相应肿瘤级别的专家MRI测量之间显著差8]。

到目前为止，ESMO对肿瘤高度的截断值定义为从肛门直肠交界处开始的MRI测量:低位0-4 cm，中位4-8 cm，和 [3]。我们的研究结果指出，一个公平的协议只对肿瘤的高度的标准UICC rectoscopy测量和任何的使用MRI测量技术之间的个体基础。因此，利用该肛门边缘作为基准的参考电平，我们的目的是用于定义低，中，和高直肠癌每个MRI测量技术引入新的临界值。通过这样做，我们能够表现出中度至MRI和刚性直肠镜之间甚至基本一致。两个MRI1，两个不弯的线和，MRI3，在以下的直肠壁的解剖方式肛门直肠结开始的曲线，显示出与金标准方法基本一致。因此，考虑到易于使用的MRI1与MRI3的方面，我们建议使用MRI1作为用于定位在日常的肿瘤高度优选的测量方法。

我们的数据表明，肿瘤高度的测量在所述患者的实际位置取决于显著。而rectoscopy在截石位或与弯曲髋关节的侧向位置大多进行，MRI数据在仰卧伸展的腿取得。取决于弯曲或髋关节和下腰椎的延长，直肠被拉伸或屈折，这也可能影响不同的测量技术。

有此研究的一些局限性。首先，这项研究是在设计回顾展。然而，因为读者被蒙蔽，这不是可以预料，MRI测量将在未来的设计中已经多样化。其次，其中提出需要调查结果由一个大的多中心试验验证。第三，不同的读者之间interreader变异尚未评估。由于三种不同的技术已被一个非专家评估，并通过金标准方法相关，所述数据证明为其中呈现的技术的广泛的适用性临床有用性。

总之，本研究的数据表明，MRI可以作为一种有效的方法来确定肿瘤的高度。由于使用方便，我们推荐使用MRI1作为直肠癌术前评估的一站式测量技术，MRI1与金标准有显著相关性。

数据可用性

用来支持这项研究的结果的数据是可用的，请相应的作者。

利益冲突

作者宣称，有兴趣对此文件发表任何冲突。

参考文献

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