MRI在直腸癌術(shù)前局部分期的應(yīng)用進(jìn)展

盧 俊, 尹化斌

據(jù)美國(guó)癌癥學(xué)會(huì)2012年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，結(jié)直腸癌發(fā)病率及相關(guān)死亡率在主要癌癥中位居第三位[1]。我國(guó)結(jié)直腸癌(其中60%～70%是直腸癌)占惡性腫瘤發(fā)病率的7.9%，病死率的5.6%，且隨著人們生活水平的提高及飲食結(jié)構(gòu)的改變，發(fā)病率呈上升趨勢(shì)[2]。隨著全直腸系膜切除術(shù)(TME)的廣泛應(yīng)用，腫瘤局部復(fù)發(fā)率顯著降低，TME已成為中低位直腸癌的標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)方式[3-4]，在切除癌腫的同時(shí)一并切除隱含在直腸系膜內(nèi)的微小癌灶,但手術(shù)前提是需要對(duì)原發(fā)病灶局部擴(kuò)散、邊緣累及、區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及鄰近器官受累情況，以及T分期、環(huán)周切緣、直腸系膜筋膜進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。磁共振新序列的應(yīng)用，如彌散加權(quán)成像、高分辨率成像等，對(duì)腫瘤分期提供了更多、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[5-6]。

1 MRI直腸癌術(shù)前分期標(biāo)準(zhǔn)

直腸癌術(shù)前分期分為局部和遠(yuǎn)處分期，局部分期包括評(píng)估腫瘤對(duì)腸壁的侵犯、環(huán)周切緣的測(cè)量以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，遠(yuǎn)處分期為尋找轉(zhuǎn)移灶的證據(jù)。MRI分期通常參照美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)(AJCC)/國(guó)際抗癌聯(lián)盟(UICC)制定的TNM分期系統(tǒng)。直腸壁分為黏膜層、黏膜肌層、黏膜下層、固有肌層、漿膜層，T分期是根據(jù)腫瘤浸潤(rùn)到腸壁不同層次及相關(guān)腸周系膜來(lái)判斷。T1期：腫瘤未超過(guò)黏膜下層，與鄰近黏膜下層的高信號(hào)相比腫瘤呈相對(duì)低信號(hào)。T2期：腫瘤信號(hào)侵及肌層，肌層與黏膜下層分界消失。T3期：腫瘤信號(hào)穿透肌層，侵入腸周脂肪，T2WI顯示相對(duì)低信號(hào)的腫瘤與周圍高信號(hào)脂肪界限消失；T3a：腫瘤超出直腸固有肌層范圍<5 mm；T3b：腫瘤超出直腸固有肌層范圍5～10 mm以內(nèi)；T4a期：腫瘤超出直腸固有肌層范圍>10 mm；T4b期：腫瘤信號(hào)侵犯周圍臟器及盆壁結(jié)構(gòu)和(或)穿透臟層腹膜，T2WI表現(xiàn)為相對(duì)低信號(hào)的腫瘤侵犯周圍臟器，周圍脂肪間隙模糊界限不清。N分期即區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。Nx期：區(qū)域淋巴結(jié)狀態(tài)不能確定；N0期：無(wú)區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N1期：直腸周圍1～3個(gè)區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N2期：直腸周圍≥4個(gè)區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N3期：沿主要血管沿線的主要淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

2 MRI在直腸癌術(shù)前分期的應(yīng)用

2.1 磁共振彌散加權(quán)成像

彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)是目前唯一能觀察活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的功能成像方法，它彌補(bǔ)了常規(guī)T2WI從形態(tài)學(xué)角度觀察診斷直腸癌的不足，但由于分辨率低，需要與常規(guī)序列等結(jié)合以提高直腸癌術(shù)前診斷及分期的準(zhǔn)確性[7-8]。表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)可定量描述水分子擴(kuò)散速度及范圍，擴(kuò)散敏感因子(b值)用于描述MR各成像序列對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的敏感程度。文獻(xiàn)報(bào)道磁共振直腸癌b值多選擇在800～1 000 s/mm2之間[7-10]。DWI圖正常腸壁、直腸炎、腸內(nèi)容物和周圍正常組織及臟器的信號(hào)被抑制，只有少數(shù)易于直腸病變區(qū)分的結(jié)構(gòu)，如前列腺外周帶、精囊腺、子宮內(nèi)膜呈稍高信號(hào)。

2.1.1 DWI對(duì)術(shù)前T分期的應(yīng)用 TIW1及TIW2上觀察直腸周圍脂肪內(nèi)有無(wú)癌組織浸潤(rùn)顯示欠清，而結(jié)合DWI腫瘤浸潤(rùn)處因彌散受限在DWI圖像上呈現(xiàn)明顯高信號(hào)。直腸癌T分期在于腫瘤的浸潤(rùn)層次、外膜及鄰近臟器有無(wú)受累。Feng等[11]研究顯示DWI是直腸癌T分期的一種有效方法，它的準(zhǔn)確性為73.91%，對(duì)各分期診斷的敏感度及特異度分別為T1期90%、88.89%，T2期64.29%、87.5%，T3期77.78%、89.29%，T4期50%、97.62%。而楊記華等[12]研究認(rèn)為，DWI可直觀地顯示直腸癌病變的縱向及橫向范圍，與MRI常規(guī)序列聯(lián)合應(yīng)用能對(duì)直腸癌T分期做出較準(zhǔn)確診斷，總體符合率為93.0%。但這些研究對(duì)直腸癌分期并不能達(dá)到十分準(zhǔn)確的程度，原因可能在于DWI自身的限制及不同病灶之間的相似性等。文獻(xiàn)報(bào)道有些良性病灶可在高b值DWI圖上顯示高信號(hào)，其ADC值與惡性腫瘤也有重疊；而且近一項(xiàng)研究認(rèn)為，直腸癌的兩種病理類型——印戒細(xì)胞癌和黏液腺癌，由于細(xì)胞外黏液的影響，其在DWI圖上的信號(hào)及ADC值與良性病灶較為相似[13-14]。

2.1.2 DWI對(duì)術(shù)前N分期的應(yīng)用 直腸癌N分期在于判別有無(wú)區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。DWI利用轉(zhuǎn)移癌巢或淋巴結(jié)與原發(fā)腫瘤相似的生物學(xué)特性, 將常規(guī)序列遺漏或顯示不清的癌巢及淋巴結(jié)以高信號(hào)顯示。先前許多研究將淋巴結(jié)大小作為區(qū)分有無(wú)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)，但是正常淋巴結(jié)、反應(yīng)性淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)在大小上往往有重疊交叉，且有86%的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)直徑<1 cm，有些甚至<0.5 cm[15]。因此，以淋巴結(jié)大小作為轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限。Yamada等[16]認(rèn)為，結(jié)合淋巴結(jié)大小、邊緣、信號(hào)改變可以明顯提高診斷的準(zhǔn)確度和特異度，該研究表明以淋巴結(jié)≥4 mm、邊緣不規(guī)則、低信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確度分別為89%、93%、93%，結(jié)合三者得到的準(zhǔn)確性為94%～96%，特異度為96%～100%。更有動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)可在DWI上顯示相似信號(hào)[17]。因此近年來(lái)有文獻(xiàn)報(bào)道通過(guò)測(cè)量淋巴結(jié)ADC值以判定其性質(zhì)，直腸癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)平均ADC值明顯低于非轉(zhuǎn)移，而且淋巴結(jié)/腫瘤的ADC值比值較單純測(cè)量淋巴結(jié)ADC值對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷準(zhǔn)確性更高[18-19]。也有關(guān)于婦科惡性腫瘤的研究顯示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)ADC值明顯低于非轉(zhuǎn)移性(分別為0.74×10-3mm2/s，1.02×10-3mm2/s)[20]。但是Hwijnen LA等[21]報(bào)道DWI有助于淋巴結(jié)檢出，但在鑒別其良惡性方面結(jié)果并不可靠。由于不同淋巴結(jié)周圍間質(zhì)微環(huán)境不同，淋巴結(jié)測(cè)量存在誤差；腸周小血管斷面在DWI圖像上信號(hào)并不一致，有時(shí)表現(xiàn)為高信號(hào)，易被誤判為轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)[22-23]；淋巴結(jié)內(nèi)部壞死或只有局部發(fā)生浸潤(rùn)，影響水分子彌散；轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)之間ADC值發(fā)生重疊[18-21]；除此之外，MRI定位淋巴結(jié)與術(shù)后病理之間存在偏差，DWI對(duì)淋巴結(jié)定性及定量測(cè)定仍存在一定缺陷。

2.2 高分辨率成像

高分辨成像(HRMRI)，即小視野( 16～18 cm2)高分辨率( 3 mm層厚) T2WI。常規(guī)T2WI對(duì)早期直腸癌的診斷仍存在一定不足，采用表面線圈HRMR多方位成像可清楚顯示直腸癌在腸壁的浸潤(rùn)深度、直腸系膜及與手術(shù)密切相關(guān)的直腸固有筋膜及腸周組織結(jié)構(gòu)，甚至腹膜返折、Denonvilliers筋膜,肛門括約肌及側(cè)方淋巴結(jié)。而MRI圖像中包繞直腸系膜的直腸固有筋膜即是TME中的環(huán)周切緣(circumferential resection margin，CRM)，MRI表現(xiàn)為線樣低信號(hào)結(jié)構(gòu), 并包繞腸周脂肪。直腸癌CRM狀態(tài)病理判斷標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)癌細(xì)胞浸潤(rùn)最深處與直腸系膜筋膜(手術(shù)切緣)的最短距離≤1 mm時(shí)定義為CRM存在癌浸潤(rùn)，病理判斷為CRM(+)；當(dāng)最短距離>1 mm判斷為CRM(一)。CRM癌浸潤(rùn)是術(shù)后局部復(fù)發(fā)的主要原因, 直接影響手術(shù)的效果和患者的預(yù)后[24]。MRI對(duì)于臨床手術(shù)的主要作用在于測(cè)量腫瘤外緣到CRM之間的距離，Akasu等[25]通過(guò)3T HRMRI T2WI評(píng)估直腸癌TNM分期總準(zhǔn)確度為84%，98%的病例可清楚顯示直腸系膜筋膜，T分期總準(zhǔn)確度、敏感度和特異度均為96%。Elsa Iannicelli等在直腸充氣擴(kuò)張的狀態(tài)下對(duì)73例患者進(jìn)行研究顯示HRMRI是直腸癌分期及CRM預(yù)測(cè)的一種有效技術(shù)，T分期總準(zhǔn)確度為93.6%(K=0.85)，對(duì)≤T2期、T3期及T4期診斷準(zhǔn)確度分別為91.8%、90.4%、98.6%，預(yù)測(cè)CRM的準(zhǔn)確度為94.5%，N分期的準(zhǔn)確度為68.49%(k=0.4)[26]，對(duì)T1和T2期腫瘤仍難以區(qū)分。Kim等[27]對(duì)66例直腸癌患者術(shù)前MRI分期預(yù)測(cè)出57例CRM和51例直腸系膜受侵的程度(extent of mesorectal invasion ,EMI)，認(rèn)為MRI能準(zhǔn)確指導(dǎo)直腸癌術(shù)前放化療。

HRMRI因其對(duì)脂肪及腫瘤病灶之間的天然對(duì)比性，可在一定程度上預(yù)測(cè)淋巴結(jié)浸潤(rùn)，尤其是邊緣呈針刺狀或邊緣模糊、排列雜亂的淋巴結(jié)，且對(duì)于常規(guī)MRI無(wú)法顯示的小淋巴結(jié)也表現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，HRMRI可以顯示2～ 3 mm的小淋巴結(jié), 但其判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確性僅為63% ～ 84%[28-30]。在T2WI中惡性淋巴結(jié)通常邊緣不光滑，信號(hào)不均勻，可能與淋巴結(jié)包膜外浸潤(rùn)及淋巴結(jié)內(nèi)存在腫瘤灶有關(guān)，Brown等[29]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)為邊緣不規(guī)則和中央存在低信號(hào)區(qū)，敏感度為85%，特異度為97%。非癌性淋巴結(jié)多表現(xiàn)均勻低信號(hào)或中央低信號(hào)，47%的反應(yīng)性淋巴結(jié)為中央低信號(hào)，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)則多呈偏心高信號(hào)和均勻高信號(hào)。但是HRMRI在診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)時(shí)存在假陽(yáng)性，可能在于反應(yīng)性淋巴結(jié)腫大與受累淋巴結(jié)仍難以鑒別；淋巴結(jié)外腫瘤種植(腫瘤周圍衛(wèi)星結(jié)節(jié))，與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)形態(tài)相似，也造成假陽(yáng)性率升高[30-31]。除此之外HRMRI對(duì)直腸癌CRM預(yù)測(cè)也存在一定的限度，直腸下段直腸系膜筋膜較中上段薄，特別是長(zhǎng)于直腸前壁的腫瘤，MRI在判定CRM時(shí)易造成誤差。而直腸系膜內(nèi)的小淋巴結(jié)是否包含有腫瘤細(xì)胞對(duì)CRM的預(yù)測(cè)也具有一定的影響，該問(wèn)題的解決有賴于淋巴結(jié)特異性對(duì)比劑的進(jìn)一步研究和應(yīng)用。

2.3 MRI增強(qiáng)檢查

目前增強(qiáng)檢查在直腸癌分期診斷中價(jià)值存在分歧。常用的增強(qiáng)序列為3D LAVA(GE公司)，掃描時(shí)間短，覆蓋范圍大，能動(dòng)態(tài)觀察病變?cè)谧⑸鋵?duì)比劑前后不同時(shí)相的一系列連續(xù)變化，有助于了解病變血供，對(duì)病變定性、侵犯范圍及預(yù)后評(píng)價(jià)。有學(xué)者認(rèn)為增強(qiáng)掃描不能提高直腸癌分期診斷效果,若腫瘤及周圍炎癥組織強(qiáng)化明顯，易造成誤判，或出現(xiàn)結(jié)締組織反應(yīng)，無(wú)法區(qū)分鋸齒狀纖維化有無(wú)包含腫瘤細(xì)胞。Tamakawa等[32]認(rèn)為增強(qiáng)掃描只對(duì)診斷T3期腫瘤有價(jià)值。而Koh等[33]發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)MRI能較好顯示管腔和正常直腸黏膜及判斷直腸周圍系膜淋巴結(jié)的性質(zhì)。周妮娜等[34]研究DCE-MRI與常規(guī)T2WI 對(duì)直腸癌T分期的準(zhǔn)確性分別為83.3%和66.7%，對(duì)CRM陰性判斷準(zhǔn)確性為88.2% 和70.6%，T2WI及DCE-MRI均能發(fā)現(xiàn)直徑≥2 mm的淋巴結(jié)。然而文獻(xiàn)報(bào)道使用常規(guī)釓對(duì)比劑增強(qiáng)，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)可表現(xiàn)為中度以上強(qiáng)化、強(qiáng)化不明顯，甚至炎性淋巴結(jié)表現(xiàn)較為顯著強(qiáng)化，因此淋巴結(jié)強(qiáng)化程度對(duì)判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移仍存在一定的局限性[35-36]。國(guó)外研究多采用靜脈注入淋巴特異對(duì)比劑超小超順磁性氧化鐵(ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxide，USPIO)來(lái)觀察直腸系膜內(nèi)淋巴結(jié)強(qiáng)化特點(diǎn)，其機(jī)理是在靜脈注射USPIO后24小時(shí)，這些顆粒被巨噬細(xì)胞吞噬，由于磁化效應(yīng)，造成MRI信號(hào)減低，即普通淋巴結(jié)呈均勻低信號(hào)而轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)信號(hào)不降低。Koh等[33]應(yīng)用USPIO增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)直腸系膜周圍轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)判定標(biāo)準(zhǔn)為結(jié)節(jié)邊緣不規(guī)則或T2WI顯示結(jié)節(jié)內(nèi)部信號(hào)不均勻，而將淋巴結(jié)中央為均一低信號(hào)判為非轉(zhuǎn)移性。也有研究認(rèn)為USPIO增強(qiáng)不但使淋巴結(jié)的良惡性鑒別得到進(jìn)一步提高，而且對(duì)小病灶(<1 mm)仍有敏感，而Kinner 等[37]進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)24個(gè)淋巴結(jié)分別應(yīng)用1.5T和7.0T磁共振USPIO增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)，診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)在1.5T上敏感度和特異度分別為0.67、1，7.0T上均為1，淋巴結(jié)大小無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但是由于USPIO價(jià)格昂貴等原因，該藥在我國(guó)尚未獲準(zhǔn)用于臨床診斷。Lambregts等[38]用釓膦維司(Gadofosveset)對(duì)比劑增強(qiáng)研究顯示，對(duì)于直腸癌N分期準(zhǔn)確度較使用傳統(tǒng)對(duì)比劑有所提高，但仍需要進(jìn)一步研究以得到更好的淋巴特異對(duì)比劑。

3 問(wèn)題與展望

隨著MRI新技術(shù)及新序列的出現(xiàn)，直腸癌分期的精確性必將得到進(jìn)一步提高，然而目前仍存在一系列問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。其一，早期直腸癌(T1或T2期)尚未侵及直腸外壁時(shí)，腸壁會(huì)出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，常導(dǎo)致分期過(guò)度；T2、T3期病灶，由于促結(jié)締組織增生反應(yīng)，其內(nèi)是否含有腫瘤細(xì)胞尚未得到檢測(cè)[39-40]。研究認(rèn)為對(duì)于T1、T2期及T3早期(腫瘤浸潤(rùn)超出固有肌層深度<5 mm)主要是手術(shù)治療，放射治療不但不能提高生存率，反而導(dǎo)致放療相關(guān)疾病，對(duì)于T3晚期腫瘤(浸潤(rùn)超出固有肌層深度5～10 mm以內(nèi))，TME術(shù)前放射治療可使局部復(fù)發(fā)率顯著降低[41]。因此對(duì)T2、T3期腫瘤精確分期是MRI直腸癌T分期的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。其二，腫瘤周圍衛(wèi)星結(jié)節(jié)與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)鑒別一直以來(lái)較為困難，即使在顯微鏡下也難以判斷。一項(xiàng)多因素分析顯示無(wú)腫瘤衛(wèi)星結(jié)節(jié)的pN0患者，其5年生存率高達(dá)91.5%，而存在腫瘤衛(wèi)星結(jié)節(jié)的患者僅為37.0%[42-43]。另一方面，雖然微小轉(zhuǎn)移灶的檢測(cè)可以提高淋巴結(jié)分期準(zhǔn)確性，但受現(xiàn)有MRI分辨率及淋巴特異對(duì)比劑等限制，對(duì)其檢出仍存在一定困難。雖有研究報(bào)道微小轉(zhuǎn)移灶的存在，并不能降低其無(wú)瘤生存或總生存率，但是否是有臨床意義的淋巴結(jié)尚未達(dá)成一致[44]。隨著高場(chǎng)強(qiáng)磁共振的應(yīng)用、不同序列結(jié)合，必將總結(jié)出更多的經(jīng)驗(yàn)，為直腸癌早期分期及治療策略的選擇提供更客觀的證據(jù)。

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