Exploring the Efficacy of Different Mathematical Models with Multi-b Value DWI in Predicting Lymphatic Vascular Invasion of Endometrial Cancer
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摘要:
目的 评估不同数学模型多b值扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）在预测子宫内膜癌（endometrial cancer，EC）淋巴血管侵犯（lymphovascular space invasion，LVSI）中的能力。 方法 收集2019年9月至2021年5月期间接受多b值DWI盆腔磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）检查的患者61例。测量并比较表观扩散系数（apparent-diffusion-coefficient，ADC）、双指数模型参数（D、D*和f）和拉伸指数模型参数（DDC和α），分析经病理证实的预后相关危险因素：组织学分级和淋巴血管侵犯（lymphovascular space invasion，LVSI）。进行受试者工作特征曲线评估不同模型参数在预测EC肿瘤分级和LVSI中的诊断性能。通过多元Logistic回归模型确定EC肿瘤分级和LVSI相关DWI模型参数。使用组内相关系数（ICC）评估观察者间一致性。 结果 高级别组的ADC、D、f和DDC显著低于低级别组（AUC：0.699～0.882，P < 0.05）。与没有LVSI的肿瘤相比，有LVSI肿瘤的ADC、D*、f和DDC值显著降低（AUC：0.671～0.759，P < 0.05）。联合f和DDC在区分高级别和LVSI肿瘤方面具有最大AUC（0.895、0.797）。多元Logistic回归分析显示，f和DDC均可作为肿瘤分级和LVSI独立相关的预测因子。ICC分析显示，D（ICC = 0.973；95%CI = 0.956～0.985）、D*（ICC = 0.911；95%CI = 0.851～0.946）、ADC（ICC = 0.968；95%CI = 0.947～0.980）、f（ICC = 0.957；95%CI = 0.922～0.974）、DDC（ICC = 0.947；95 %CI = 0.912～0.968）和α值（ICC = 0.931；95%CI = 0.884～0.958）的观察者间一致性非常好。 结论 不同数学模型多b值DWI是一种有用且无创的方法，可用于预测EC预后相关的高组织学分级和LVSI，具有更全面的生物学信息。 Abstract:Objective To evaluate the efficacy of different mathematical models of multi-b-value DWI in predicting lymphatic vascular invasion （LVSI） of endometrial cancer （EC）. Methods The study population comprised 61 women who underwent multi-b-value DWI pelvic MRI between September 2019 and May 2021. The apparent-diffusion-coefficient （ADC）, bi-exponential model parameters （D, D* and f） and stretched-exponential model parameters （DDC and α） were measured and compared to analyze the following prognosis-related risk factors confirmed by pathology: histological grade and LVSI. The receiver operating characteristic （ROC） curve was performed to evaluate the diagnostic performance of these parameters in predicting EC histological grade and LVSI. The EC histological grade and LVSI related DWI model parameters were determined by multiple logistic regression model. The intra-group correlation coefficient （ICC） was used to assess the inter-observer agreement. Results The ADC, D, f, and DDC of the high histological grade group were significantly lower than those of the low histological grade group （P < 0.05, AUC: 0.699-0.882）. Compared with tumors without LVSI, tumors with LVSI had significantly lower ADC, D*, f and DDC values （ P < 0.05, AUC: 0.671-0.759）. The combination of f and DDC showed higher AUC （0.895, 0.797） than a single parameter in distinguishing high histological grade and LVSI tumors. Multivariate logistic regression analysis showed that both f and DDC can be used as independent predictors of histological grade and LVSI. ICC analysis showed that the inter-observer agreement for the D （ICC = 0.973; 95%CI = 0.956-0.985）, D* （ICC = 0.911; 95%CI = 0.851-0.946）, ADC （ICC = 0.968; 95%CI = 0.947-0.980）, f （ICC = 0.957; 95%CI = 0.922-0.974）, DDC （ICC = 0.947; 95%CI = 0.912−0.968） and α value （ICC = 0.931; 95%CI = 0.884-0.958） were very good. Conclusions Multi-b value DWI with different mathematical models is a useful and noninvasive approach for prediction of prognosis-related risk factors in EC with more comprehensive biological information. -
胆石症为肝胆外科的常见疾病，其产生可能与饮食习惯、胆汁代谢异常、妊娠、解剖变异等多种因素有关[1]。其中发生在肝门部胆管汇合部以下的结石称为肝外胆管结石，肝外胆管结石又分为原发性与继发性胆总管结石，临床上以继发性胆总管结石常见，为胆囊内结石落入胆管形成。多数胆石症患者无症状，但10%～25%的患者可能发展为疼痛，胆道梗阻以及继发胆道感染等相关症状，需采用及时，恰当的方法处理。目前临床上对于胆总管未扩张的胆囊结石合并胆总管结石的患者，行内镜与腹腔镜联合探查取石术，而对于胆总管扩张的患者目前共识为行腹腔镜-胆道镜联合探查取石术联合胆囊切除术，术后留置T管或一期缝合[2]。但留置T管存在诸多不便，例如长期带管的生理性不适，T管非计划脱出以及T管相关并发症等，而胆道探查术后一期缝合围术期最担心的并发症为术后胆瘘。本中心为了解决扩张性胆总管结石患者胆道探查术后长期留置T管以及单纯一期缝合后胆漏的问题，创新性采用胆道探查术后放置鼻胆管的手术方式，并取得了较好的治疗效果，现收集相关病例并报道如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
收集昆明医科大学第二附属医院自2019年12月至2021年10月收治的胆囊结石合并扩张性胆总管结石（胆总管直径≥0.8 cm）患者81例，其中A组行三镜联合腹腔镜下胆囊切除术（LC） + 腹腔镜 - 胆道镜联合探查取石术（LCBDE） + 内镜下鼻胆管引流术（ENBD） + 胆总管一期缝合术（PS）（n = 40），其中男16例，女24例，年龄（54.10±15.03）岁；B组行腹腔镜下胆囊切除术（LC）+腹腔镜-胆道镜联合探查取石术（LCBDE） + 胆总管一期缝合术（PS）（n = 41），其中男16例，女25例，年龄（52.78±15.79）岁。2组年龄、性别经卡方及t检验比较差异无统计学意义（P > 0.05），可以进行组间比较。本研究经昆明医科大学第二附属医院医学伦理委员会审核通过（审-PJ-2021-211）。
1.2 纳入及排除标准
1.2.1 纳入标准
（1）患者术前完善B超，MRCP检查，明确诊断为胆囊结石合并扩张性胆总管结石患者（直径≥0.8 cm）；（2）患者既往无腹部手术史，外伤史；（3）病例资料完整[3]。
1.2.2 排除标准
（1）既往曾行腹部手术；（2）术前检查检验提示胆道系统存在急性炎症（急性梗阻性胆管炎，胆源性胰腺炎等）；（3）术前存在心肺功能不全或其他疾病不能耐受手术；（4）病例资料不完整。
1.3 手术方法
1.3.1 A组序贯行LC+LCBDE+ENBD+PS（三镜联合术式）
常规“三孔法”行腹腔镜下胆囊切除术，分离暴露胆总管，锐性纵行切开胆总管前壁，置入胆道镜行胆道镜直视下胆道探查取石术。取石完毕后，于胆道镜直视下将4F输尿管导管送入十二指肠（图1A，1B），后将输尿管导管尾端与鼻胆管缝合固定，台下消化内镜医师经消化内镜在十二指肠找到被送入的输尿管导管端（图1C），通过内镜下使用抓钳抓紧（图1D），将输尿管导管以及鼻胆管经鼻引出，固定。之后腹腔镜下将留置腹腔内的鼻胆管端置入胆总管内，可吸收缝线连续缝合胆总管（图1E），缝合完毕后通过胆汁注水试验验证有无胆漏（图1F），温室孔以及胆总管一期缝合处各留置腹腔引流管一根后关腹。术后第2天间断夹闭鼻胆管以观察有无胆漏，若无胆漏则术后第5～7天拔除鼻胆管。
图 1 同步三镜手术示意图A：胆道镜直视下置入输尿管导管；B：置入胆道内的输尿管导管；C：全麻下置入内镜；D：内镜下使用抓钳抓紧被送入十二指肠内的输尿管导管；E：胆总管一期缝合；F：缝合完毕，注水试验提示胆漏。Figure 1. Schematic diagram of synchronous trioscopic surgery1.3.2 B组序贯行LC+LCBDE+PS（双镜联合术式，不放置鼻胆管）
常规“三孔法”切除胆囊后，分离暴露胆总管，锐性切开胆总管前壁，置入胆道镜行胆道镜直视下胆道探查取石术，并探查确认oddi括约肌功能良好。反复探查确认无结石残余后，可吸收缝线连续缝合胆总管，温氏孔及胆管缝合前各留置腹腔引流管一根于腹壁引出，固定。
1.4 观察指标
（1）术前指标，包括胆管直径，结石大小；（2）术中指标，包括手术时间及出血量；（3）术后指标：术后近期并发症严重程度，包括胰腺炎，胆管炎，胆漏及残石率等；远期并发症严重程度，包括结石再发等，各组患者均进行了门诊或电话随访，并要求患者当地医院复查，检查项目包括彩超，MRCP等，但因本研究中疾病为良性疾病，部分患者拒绝行相应检查而仅为患者主观感受。各组术后通过近远期并发症情况采用下列方法：术后近期并发症指术后1月内出现的并发症，描述采用Clavien-Dindo分级[4]：Ⅰ级常见并发症止痛等对症治疗； Ⅱ级需要Ⅰ级以外的药物治疗 ；Ⅲ级需要手术内镜放射干预；Ⅳ级危及生命的并发症需ICU处理；远期并发症指术后1月后出现的并发症，描述采用Terblanche分级[5]：Ⅰ级无胆道相关症状，Ⅱ级偶有胆道相关症状，无需治疗，Ⅲ级有明显胆道相关症状，需要治疗。近远期并发症主要比较Ⅲ级以上并发症发生率；（4）经济学指标：总住院日及术后住院日。
1.5 统计学处理
统计学分析使用SPSS26.0软件进行，计量资料符合正态分布以
$\bar x \pm s $ 表示，组间比较采用独立样本t检验，偏态分布则用中位数±四分位数间距表示，比较采用秩和检验。计数资料以率表示，组间比较采用Pearson Chi-Square检验及Fisher精确检验。P < 0.05认为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 术前指标
B组平均胆管直径大于A组，差异有统计学意义（P < 0.05），见表1。
表 1 2组患者一般资料比较[$\bar x \pm s $ /M（P25，P75）]Table 1. Comparison of general conditions between two groups of patients [$\bar x \pm s $ /M（P25，P75）]项目 A组（n = 40） B组（n = 41） t/z P 年龄（岁） 54.10 ± 15.03 52.78 ± 15.79 0.385 0.701 男/女 16/24 16/25 0.008 0.928 胆管直径（mm） 9.35 ± 2.723 12.46 ± 3.57 −4.404 < 0.001* 结石大小（mm） 5.65 ± 3.04 6.02 ± 2.87 −0.570 0.570 手术时间（min） 180（148.5，180） 120（110，150） −3.654 < 0.001* 出血量（mL） 30（20，65） 50（20，50） −0.203 0.840 *P < 0.05。 2.2 术中指标
B组手术时间短于A组，这是因为A组额外进行了鼻胆管的放置，出血量2组间比较差异无统计学意义（P > 0.05），见表1。
2.3 术后并发症及残石率情况比较
A组中，近期Ⅱ级并发症6例表现为胆道感染，Ⅲ级并发症中1例为术后黄疸不减退，行鼻胆管造影后发现残石，予以内镜下取石后出院，1例为术后鼻胆管脱出后胆漏，内镜下重新放置鼻胆管，胆漏愈合后拔管出院；B组中近期Ⅱ级并发症表现为2例为胆道感染，Ⅲ级并发症中1例为胆道出血，行鼻胆管造影提示胆总管残石，内镜下止血及取石治疗后治愈出院，3例为一过性胆漏，加强营养后胆漏愈合出院，4例表现为胆漏不愈合，内镜放置鼻胆管待胆漏愈合后出院。近期Ⅲ级并发症发生率A组较B组低，差异有统计学意义（P < 0.05）。
远期并发症方面，A组2例为胆汁反流性胆管炎（Ⅱ级），1例为结石再发（Ⅲ级）；B组Ⅱ级并发症中1例表现为轻症胰腺炎，3例为偶发胆管炎，Ⅲ级并发症2例为结石再发，予以内镜手术取石。远期Ⅲ级并发症发生率差异无统计学意义（P > 0.05），见表2。
2.4 总住院日，术后住院日比较
A组中鼻胆管拔除时间平均为（5.77±1.90） d（均为出院后在门诊随访拔除鼻胆管），2组总住院日，术后住院日比较差异无统计学意义（P > 0.05），见表3。
表 2 术后近远期并发症情况 [n（%）]Table 2. Postoperative short-term and long-term complications [n（%）]并发症 A组（n = 40） B组（n = 41） χ2 P 术后并发症（Ⅲ级以上） 近期 2（5.0） 8（19.5） 3.940 0.047* 远期 1（2.5） 2（4.9） 0.321 0.571 残石率 1（2.5） 1（2.4） 0.000 0.986 *P < 0.05。 表 3 2组经济学指标比较[M（P25，P75）]Table 3. Comparison of economic indicators between the two groups [M（P25，P75）]项目 A组（n = 40） B组（n = 41） t/z P 术后住院时间（d） 5.5（4，7） 4（3，6） −1.477 0.140 总住院时间（d） 12（8.25，17） 10（10，14.5） −1.986 0.057 3. 讨论
胆石症为胆道外科的常见病，多发病，目前肝外胆管结石的治疗主要通过微创手段进行。胆囊结石的金标准为胆囊切除术，若合并胆总管结石，则需根据胆管扩张程度不同，合理选用消化内镜，腹腔镜及十二指肠镜联合治疗[6]。对于扩张性胆总管结石（胆总管直径≥0.8 cm）患者，目前广泛认可的术式为腹腔镜-胆道镜联合探查取石术，该术式可在胆道镜直视下观察胆管内结石数量，大小，胆管有无变异狭窄等，避免了盲目取石，而常规胆道探查术后需留置T管，目的在于：（1）便于术后直接经T管窦道造影明确有无结石残余，若有残石或复发则可经T管窦道取石；（2）防止胆囊切除术后胆道压力一过性增高所导致的胆漏出现。但T管留置易导致体液大量丢失，进一步导致水，电解质平衡紊乱等[7]，且术后常规留置2～3个月T管，导致患者的生活质量下降以及存在如非计划T管脱出，T管周围感染，结石再发等多种T管相关性并发症[8-9]，严重者需再行手术治疗，增加了患者的痛苦及住院费用[10]，Gurusamy KS等[11]发表的一篇荟萃分析表示，胆道探查术后常规留置T管引流获益不高，胆道探查后行T管引流术可能会增加手术时间及住院时间，CBDE后常规放置T管是不合理的，除非存在胆管远端梗阻需行胆总管减压。
为了避免留置T管所导致的不良影响，越来越多的中心在胆道探查术后采用胆管一期缝合技术[12]，而一期缝合最担心的莫过于术后残石与术后胆漏[13]。随着胆道镜技术的成熟以及检查技术的不断进步，术前明确胆道系统内结石数量、大小，术中通过胆道镜直视下取石可以尽量避免残余结石的发生[7]；而一期缝合后胆漏的发生笔者为与无T管注水回抽实验有一定关系。本研究中三镜组（A组）为了防止一期缝合后胆道压力一过性增高，采用胆道探查术后留置鼻胆管方式进行常规胆管减压，与常规通过十二指肠镜逆行插管置入鼻胆管方式不同，4F规格大小的输尿管导管更细，更容易通过Oddi括约肌且能尽量避免对Oddi括约肌的刺激，因此笔者采用将鼻胆管与4F规格输尿管导管缝合，胆道镜直视下将输尿管导管送过Oddi括约肌，随后“逆行”通过消化内镜将输尿管导管经口引出，将鼻胆管固定，待一期缝合完毕后，通过鼻胆管注水实验术中验证是否有胆漏，达到降低术后胆漏发生率的目的。通过表2可知，术后近期III级并发症（胆漏、残石）发生率相比，A组（5%）明显低于B组（19.5%），但远期并发症及残石率并未增加，也验证了这一点。
同步三镜手术无需经十二指肠逆行插管，避免了过度刺激oddi括约肌或插管入胰管而造成的内镜相关胰腺炎的发生[14-15]，术后第1天患者即可进食流质饮食，间断夹闭鼻胆管，1 d后无不适即可完全夹闭鼻胆管，同时观察腹腔引流管情况，有无胆漏等，若出现胆漏则加强营养，继续保证鼻胆管的通畅引流，待胆漏愈合后夹闭鼻胆管，同步三镜联合组（A组）术后平均住院日为（5.95±3.76） d，实际上术后2～3 d患者完全夹闭鼻胆管后一般情况良好情况下便可出院，待留置鼻胆管1周后至门诊随访拔除即可。
本研究中术者皆为腔镜经验丰富的外科医生团队，且严格掌握该术式的前提条件，包括：（1）术前联合术中确认胆管无狭窄，无急性炎症；（2）Oddi括约肌功能良好。本中心针对LC+LD+PS+ENBD术式（同步三镜联合术式）积累了以下经验：（1）术中将输尿管导管与鼻胆管平行缝合固定后，胆道镜直视下将输尿管导管端送入十二指肠，因输尿管导管端更细，更易送过Oddi括约肌；（2）通过胆道镜直视下确认Oddi括约肌功能良好，若术中导管不能通过Oddi括约肌，则不排外胆胰管汇合异常可能，建议改行T管引流术；（3）取石完毕后使用倒刺线连续缝合胆总管可减少术后胆漏发生率，且较留置T管的缝合更为简便，安全性更高；（4）鼻胆管放置完毕，胆道缝合后，可通过鼻胆管注水试验确认胆漏与否，降低术后胆漏发生几率；（5）当胆管扩张 > 20 mm时，需考虑是否有胆管囊性扩张和（或）先天性胆胰管发育异常可能，此时应考虑胆管病损切除+胆肠吻合术式。
本研究中2组手术时间相比较，A组较B组耗时长，一方面因为胆道探查术后增加了放置鼻胆管步骤，另一方面，本研究中内镜医师与腔镜医师为同一人，也增加了手术时长，故三镜联合技术在临床应用过程中，需建立相应医疗团队，团队成员应包括麻醉医生，内镜及腔镜医师，消化内科医师等，来保证手术顺利进行。配合熟练的医疗团队可缩短手术时间，减少术后并发症的发生，同时有更好的手术疗效[16]。
综上，三镜联合一期缝合技术在胆管扩张胆石症患者中的应用，能减轻胆管一期缝合技术中胆漏的发生率，减少患者带管时长，同时并未增加近远期并发症发生率，患者获益度高，依从性强，值得临床推广使用。
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图 1 56岁女性患者的图像，经病理证实为高级别（3级）EC （×5）
Figure 1. An image of a 56-year-old female patient who was pathologically confirmed as a high-grade （grade 3）EC （×5）
A：DWI；B：ADC；C：D；D：D*；E：f；F：DDC；G：α。
图 2 DWI模型参数评估高肿瘤分级、LVSI的ROC曲线
A：高肿瘤分级；B：LVSI。
Figure 2. DWI model parameters to evaluate the ROC curve of high tumor grade and LVSI
表 1 EC预后相关的高组织学分级和LVSI的不同DWI模型参数差异
Table 1. High histological grades related to EC prognosis and differences in parameters of different DWI models of LVSI
指标 ADC（×10−3 mm2/s） D（×10−3 mm2/s） D*（×10−3 mm2/s） f DDC（×10−3 mm2/s） α 肿瘤分级 低级 1.05 ± 0.12 0.66 ± 0.09 7.76（4.00～87.85） 0.26 ± 0.07 0.93 ± 0.16 0.73 ± 0.04 高级 0.87 ± 0.12 0.55 ± 0.06 7.10（4.64～29.20） 0.22 ± 0.06 0.69 ± 0.15 0.71 ± 0.07 t/U 6.472 5.417 1.062 2.523 9.471 1.245 P < 0.001* < 0.001* 0.635 0.041* < 0.001* 0.219 LVSI 阴性 1.03 ± 0.14 0.64 ± 0.01 7.32（4.00～87.85） 0.26 ± 0.07 0.91 ± 0.18 0.73 ± 0.05 阳性 0.93 ± 0.13 0.59 ± 0.08 10.2（4.96～56.95） 0.21 ± 0.08 0.75 ± 0.16 0.71 ± 0.05 t/U 4.233 1.938 2.755 3.981 4.520 1.742 P 0.018* 0.065 0.039* 0.017* 0.002* 0.051 *P < 0.05。 
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表 2 DWI模型得出的单个和组合参数在预测EC肿瘤分级和LVSI中的诊断性能
Table 2. Diagnostic performance of individual and combined parameters derived from DWI models in predicting EC tumor grade and LVSI
参数 截止值 AUC P 敏感度（%） 特异度（%） 肿瘤分级 ADC ≤ 0.945 0.862 < 0.001* 83.3 83.7 D ≤ 0.619 0.848 < 0.001* 94.4 58.1 f ≤ 0.233 0.699 0.005* 83.3 65.1 DDC ≤ 0.821 0.882 < 0.001* 88.9 79.1 联合f和DDC 0.895 < 0.001* 88.9 79.1 LVSI ADC（×10−3 mm2/s） ≤ 0.922 0.686 0.019* 58.8 81.8 D*（×10−3 mm2/s） > 5.805 0.671 0.017* 94.1 40.9 f ≤ 0.203 0.711 0.007* 58.8 77.3 DDC ≤ 0.931 0.759 < 0.001* 88.2 54.6 联合f和DDC 0.797 < 0.001* 76.5 70.5 *P < 0.05。
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表 3 多元Logistic回归模型确定EC肿瘤分级和LVSI相关DWI模型参数
Table 3. Multivariate Logistic regression model to determine EC tumor grade and LVSI related DWI model parameters
参数 OR 95 %CI P 方差膨胀因子a 模型拟合 肿瘤分级 常量 0.904 0.325～1.842 0.129 f 0.001 0～0.720 0.044 1.029 DDC 0.001 0～0.007 < 0.001* 1.029 LVSI 常量 0.823 0.394～1.438 0.321 f 0.001 0～0.336 0.030* 1.029 DDC 0.004 0～0.214 0.006* 1.029 a方差膨胀因子小于5，表明回归模型不存在多重共线性。*P < 0.05。
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