磁共振彌散加權(quán)成像在直腸癌檢查中的價(jià)值

康英杰，張皓 審校

1.上海市第一人民醫(yī)院寶山分院放射科，上海 200940

2.上海市第一人民醫(yī)院放射科,上海200080

直腸癌是胃腸道最常見的惡性腫瘤之一。在我國，直腸癌的發(fā)生率呈逐年上升趨勢(shì)，并嚴(yán)重影響到人們的健康和生存質(zhì)量。美國一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，過去的近20年，直腸癌患者的死亡率下降了35%[1]，可能與早期的篩查、診斷和更好的治療方法有關(guān)。MRI是目前診斷直腸癌較好的方法之一。DWI(彌散加權(quán)成像)對(duì)于發(fā)現(xiàn)及診斷直腸癌具有較大的優(yōu)勢(shì)。

1 MRI在直腸癌影像檢查中的應(yīng)用

直腸癌的預(yù)后很大程度上取決于TNM分期，準(zhǔn)確的分期對(duì)于最佳治療方法的選擇至關(guān)重要。腫瘤環(huán)周切緣(circumferential resection margin，CRM)的情況是很重要的預(yù)后因素，可以預(yù)測患者術(shù)后生存率和局部復(fù)發(fā)率。

由于MRI極好的軟組織描繪能力，越來越多地應(yīng)用于盆腔腫瘤分期和監(jiān)測，特別是直腸癌、膀胱癌和前列腺癌[2]。MRI于1999年首次應(yīng)用于直腸癌診斷研究中，已經(jīng)成為直腸癌診療計(jì)劃中必不可少的檢查方法，并且作為一種非侵襲性的操作，不受患者不適的影響[3]。MRI空間分辨率高，高場強(qiáng)的MRI能很好的區(qū)分直腸壁各層，以及相應(yīng)外膜和腸周脂肪間隙，經(jīng)常用于評(píng)估術(shù)前分期和腫瘤CRM范圍，有助于評(píng)估患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和最佳治療策略[4]。高分辨率MRI可以對(duì)腫瘤本身、腸壁外的浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、直腸系膜筋膜受累和血管浸潤等多個(gè)預(yù)后危險(xiǎn)因素進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。歐洲腫瘤學(xué)會(huì)也推薦使用MRI篩選手術(shù)病人，并結(jié)合術(shù)前和術(shù)后完整的結(jié)腸鏡檢查[5]。

彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)是一種新興的功能MRI成像技術(shù)，顯示了組織中自由水分子運(yùn)動(dòng)的程度，并依靠水分子在組織中彌散的特性評(píng)估組織的生物學(xué)特性。DWI對(duì)于腫瘤惡性程度、TMN分期及環(huán)周切緣情況的判斷和治療療效的評(píng)估有潛在價(jià)值。

2 DWI的原理及研究進(jìn)展

2.1 DWI成像原理及ADC值

在不受限制的環(huán)境中，水分子的運(yùn)動(dòng)是完全自由的，亦即布朗運(yùn)動(dòng)。在生物組織中，水分子的運(yùn)動(dòng)并不是完全自由的。DWI就是利用了不同組織間水分子的運(yùn)動(dòng)的差異，反映了組織中各組成如細(xì)胞膜、生物大分子等對(duì)水分子布朗運(yùn)動(dòng)的限制。該成像方式快速，而且不需要使用對(duì)比劑?？梢远ㄐ院投糠磻?yīng)細(xì)胞水平的變化以及微循環(huán)灌注情況，從而得到腫瘤獨(dú)特的細(xì)胞特性以及細(xì)胞膜的完整性[6]。細(xì)胞細(xì)微結(jié)構(gòu)的變化，往往先于形態(tài)學(xué)變化。

組織的彌散度與其細(xì)胞間微環(huán)境的緊密度反相關(guān)。一般來說，緊密度高的細(xì)胞組織具有更緊湊的細(xì)胞連接，水分子運(yùn)動(dòng)相對(duì)更受限，而相對(duì)低密度細(xì)胞組織或細(xì)胞壞死及凋亡后，水分子運(yùn)動(dòng)將會(huì)更加自由。當(dāng)直腸癌浸潤時(shí)，正常結(jié)構(gòu)被腫瘤細(xì)胞破壞、替代，由于腫瘤異性細(xì)胞的過度增殖，細(xì)胞核異型性高，細(xì)胞密度大，核漿比例高，細(xì)胞內(nèi)外間隙減小，從而阻礙水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，致使DWI信號(hào)升高。

目前最常用的成像序列是平面回波彌散加權(quán)成像(echo planar imaging DWI，EPI-DWI)。EPI序列掃描速度快，基本上能克服大部分生理運(yùn)動(dòng)的影響，且提供了快速切換的高梯度場，可以獲得高b值的DWI影像。其限制在于信噪比SNR比較低，圖像質(zhì)量較差，并且EPI序列易存在相關(guān)偽影。

彌散加權(quán)程度用b值表示(彌散敏感系數(shù))，單位為s/mm2。b值是DWI成像中最重要的參數(shù)，b值改變主要是改變了DWI技術(shù)對(duì)探測組織中水分子運(yùn)動(dòng)的敏感性。DWI可以量化為表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient value，ADC值)，這種定量成像生物標(biāo)志物已經(jīng)被證實(shí)可以用來區(qū)分病變的良惡性，同時(shí)反應(yīng)病變一定的組織學(xué)特性。通常，彌散越受限，ADC值越低。在惡性腫瘤中，較低的ADC值對(duì)應(yīng)了較高的T分期和較低的分化程度，侵襲性高的腫瘤ADC值更低。Solak A[7]的研究證實(shí)了良惡性病變的ADC值有顯著差別，良性病變ADC值顯著高于惡性病變。當(dāng)ADC閾值定為1.21×10-3mm2/s時(shí)，診斷惡性病變的敏感性為100%，特異性為87.3%，準(zhǔn)確性為89.3%。一些良性病變可能會(huì)誤判為惡性，但惡性病變很少會(huì)被診斷為良性。

DWI需要至少2個(gè)b值，包括b=0 s/mm2，和一個(gè)按照部位或受損器官而決定的較高的b值(500～1000 s/mm2)。b值取點(diǎn)越多，計(jì)算的ADC值越準(zhǔn)確。當(dāng)b值為0，水分子為高信號(hào)，圖像類似于T2WI。低b值(50～100 s/mm2)時(shí)，測得的水分子運(yùn)動(dòng)主要來自運(yùn)動(dòng)較快的血液流動(dòng)。在高b值(500～1000 s/mm2)時(shí)，由于在細(xì)胞緊密度高的組織中水分子運(yùn)動(dòng)是受限的，水分子在這些組織中仍可以保持其高信號(hào)。這說明了為什么一些細(xì)胞緊密度高的組織，如腫瘤組織、神經(jīng)組織、正常淋巴組織、腸黏膜和正常子宮內(nèi)膜等在高b值時(shí)表現(xiàn)為高信號(hào)。當(dāng)DWI敏感度提高(增大b值差)到一定程度，才能更準(zhǔn)確反映組織內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)。所以，低b值時(shí)，ADC值受灌注影響較大；高b值時(shí)，能更精確的反映彌散狀況及測量的ADC值，故測ADC值時(shí)宜選用較高的b值和較大的b值差。

隨著b值的提高，結(jié)直腸癌與周圍組織信號(hào)差異越來越明顯，病變檢出的敏感度和特異度都得以提高，且高b值可以減少灌注影像，測得的ADC值越準(zhǔn)確。故測量活體的ADC值宜選用較高的b值和較大的b值差，這樣所得到的數(shù)值一致性較好。但b值進(jìn)一步增高，由于檢查序列對(duì)運(yùn)動(dòng)敏感，且噪聲和圖像變形也進(jìn)一步加重，所以應(yīng)在一定范圍內(nèi)選擇高b值。

2.2 雙指數(shù)模型的概念

如前述，DWI圖像質(zhì)量及ADC值測量受b值影響，在此條件下，組織信號(hào)隨b值呈線性(即單指數(shù)函數(shù))衰減。但由于微循環(huán)灌注的影響不能完全排除，單b值模型所測得的ADC值往往較實(shí)際水分子彌散程度高[8]。

1986年，Le Bihan首先提出了體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)的概念，應(yīng)用IVIM雙指數(shù)模型分析多b值DWI成像，用于量化分析水分子擴(kuò)散和微循環(huán)血流灌注兩種運(yùn)動(dòng)成分，盡可能排除灌注影響，最大程度得到組織最接近實(shí)際情況的彌散值。通過對(duì)多個(gè)b值的DWI進(jìn)行圖像采集，可對(duì)水分子彌散和微循環(huán)灌注進(jìn)行分離，更為精確的對(duì)組織的彌散系數(shù)和微循環(huán)灌注信息進(jìn)行量化分析。

雙指數(shù)模型公式：Sb/S0=(1－f)×exp(－bD)+f×exp[－b(D+D*)]。其中S指體素內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度，f值為灌注分?jǐn)?shù)，D為單純彌散系數(shù)，表示體素內(nèi)單純水分子彌散效應(yīng)，D*為體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)的彌散效應(yīng)，通過雙指數(shù)模型可得到各量化參數(shù)。低b值時(shí)(0 s/mm2～200s/mm2)，DWI更多地反應(yīng)了微循環(huán)內(nèi)水分子的灌注效應(yīng)；當(dāng)b值增加(＞200s/mm2)，則更單純地反應(yīng)了組織中水分子的彌散運(yùn)動(dòng)。

IVIM已經(jīng)應(yīng)用于腦缺血、乳腺腫瘤及腹部臟器病變?cè)\斷的研究中。原則上b值取越多，所獲得的信息越豐富，得出的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確，但是同時(shí)增加了掃描次數(shù)，需要較長的掃描時(shí)間。目前對(duì)于b值所取數(shù)量并沒有統(tǒng)一的意見。Dyvorne H等[9]研究IVIM在肝臟中的應(yīng)用，選取16個(gè)b值，分別進(jìn)行測量，同時(shí)從中選取4個(gè)適當(dāng)?shù)腷值(0 s/mm2、15 s/mm2、150 s/mm2、800 s/mm2)作為簡化組，對(duì)兩者的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)所取b值減少的同時(shí)估測誤差會(huì)增加，降低IVIM測量的精度和準(zhǔn)確性，但是掃描時(shí)間會(huì)大幅減少(將近75%)。

亓等[10]研究取不同b值，測量不同分化程度直腸癌的ADC值以評(píng)定腫瘤的惡性程度，b值分別為500 s/mm2、800 s/mm2、1000 s/mm2。結(jié)果證實(shí)ADC值均可以作為鑒別腫瘤惡性程度的定量指標(biāo)，且以b值取0 s/mm2、1000 s/mm2時(shí)ADC值診斷效能最高。Sugita R[11]的研究也認(rèn)為，b取1000 s/mm2最為合理，此時(shí)腫瘤組織顯示為顯著的高信號(hào)，和低信號(hào)腸壁形成鮮明對(duì)比，顯著提高敏感性和準(zhǔn)確性。

目前IVIM在直腸癌的研究中應(yīng)用較少，但可以預(yù)測到其對(duì)于直腸癌的診斷中的潛在價(jià)值。由于IVIM可以分離單純水分子彌散和微循環(huán)灌注，在腫瘤診斷中可以獲得更多信息。在盡可能除去微循環(huán)灌注的影響后，根據(jù)腫瘤真實(shí)彌散受限情況，更準(zhǔn)確地評(píng)估其良惡性和惡性程度。另一方面，微循環(huán)灌注情況又可以提示腫瘤的血供情況，對(duì)進(jìn)一步判斷腫瘤性質(zhì)提供幫助。

3 DWI在直腸癌檢查中的應(yīng)用

3.1 T分期

T2WI序列是最適于判斷腸壁解剖結(jié)構(gòu)的序列，并且可以從多個(gè)切面顯示腫瘤的浸潤程度，評(píng)估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及鄰近結(jié)構(gòu)的侵犯。以往研究結(jié)果顯示，MRI對(duì)于T分期的敏感性和特異性高達(dá)87%和75%[12]，T分期的準(zhǔn)確性為67%～86%[13]。但是Keane C[14]的研究數(shù)據(jù)顯示T分期的準(zhǔn)確性只有44%，N分期的準(zhǔn)確性為70%。原因可能在于使用傳統(tǒng)MRI序列，往往會(huì)導(dǎo)致過度或低分期。例如對(duì)于T3期患者，光憑T2WI序列很難判斷直腸周圍脂肪內(nèi)毛刺樣改變是否是單純纖維化改變，抑或是纖維化并存有腫瘤細(xì)胞，因此導(dǎo)致判斷的失誤，影響患者的預(yù)后。

DWI從細(xì)胞生物學(xué)特性成像，能很好地凸顯病灶。Ichikawa T等[15]報(bào)道了高b值DW-MR在腸道腫瘤中的診斷能力，敏感性和特異性高達(dá)91%和100%。Feng Q等[16]比較DWI與T2WI對(duì)直腸癌T分期診斷準(zhǔn)確性，兩者分別為73.9%和71.7%，其準(zhǔn)確性、敏感性和特異性沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異，但是結(jié)果顯示DWI結(jié)果的一致性高于T2WI。而有研究[17]則認(rèn)為直腸癌T分期與ADC值沒有顯著相關(guān)性，但是T3-4期腫瘤的ADC值有低于T1-2期腫瘤的趨勢(shì)。究其原因，DWI在直腸癌T分期中有一定價(jià)值，但是其圖像分辨力較低，不能較清晰地顯示局部結(jié)構(gòu)，并且感興趣區(qū)ROI受閱片者主觀影響更傾向于ADC值測量，不能完全代表腫瘤結(jié)構(gòu)及其病理結(jié)果，使得判斷產(chǎn)生偏差[18]。

觀察到T2WI序列及DWI兩者單獨(dú)應(yīng)用的不足，叢等[19]將兩種序列相結(jié)合，通過單獨(dú)使用常規(guī)掃描序列和DWI結(jié)合常規(guī)掃描序列兩種方案ROC曲線下面積進(jìn)行比較，結(jié)果顯示兩種方案對(duì)直腸癌的診斷都具有較高的準(zhǔn)確性，且后者準(zhǔn)確性高于前者，表明了DWI是常規(guī)序列檢查直腸癌的必要補(bǔ)充。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI(DCE-MRI)是判斷腫瘤分期的常用序列，有學(xué)者[20]結(jié)合DWI與DCEMRI研究對(duì)直腸癌分期的價(jià)值，結(jié)果顯示，兩者結(jié)合T分期的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為98.5%、66.7%和95.8%，而單獨(dú)應(yīng)用DCE-MRI為85.7%、78.3%和83.3%，對(duì)于N分期，診斷的準(zhǔn)確性分別為89%和61%。從以上研究可以看出，DWI與常規(guī)MRI序列相結(jié)合的多序列應(yīng)用的方法，可以很好地解決單獨(dú)應(yīng)用在T分期中的缺陷，提高診斷的敏感性和特異性。

3.2 N分期

直腸癌淋巴結(jié)術(shù)前評(píng)估的重要性在于累及淋巴結(jié)數(shù)目直接影響患者的預(yù)后。術(shù)前偵查轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)對(duì)于放射科醫(yī)生來說是個(gè)重大挑戰(zhàn)，目前沒有一種理想的影像學(xué)檢查方法來很好地解決這個(gè)困難。以往放射學(xué)評(píng)估淋巴結(jié)的累及一般會(huì)依靠形態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來判斷，例如淋巴結(jié)的大小和形態(tài)。有學(xué)者把淋巴結(jié)＞8 mm作為陽性的標(biāo)準(zhǔn)。然而單純從形態(tài)學(xué)鑒別增大淋巴結(jié)是反應(yīng)性還是轉(zhuǎn)移性很難。Dworak等[21]通過回顧12000個(gè)有病理的直腸癌淋巴結(jié)，發(fā)現(xiàn)正常淋巴結(jié)、反應(yīng)性淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)在尺寸大小上有很多重疊交叉，對(duì)于一些可疑的形態(tài)不規(guī)則或信號(hào)混雜的淋巴結(jié)判斷，有比較高的準(zhǔn)確性，敏感性和特異性分別為85%和97%，但是往往容易受到觀察者主觀影響。相比盆腔其他腫瘤，直腸癌常出現(xiàn)正常大小淋巴結(jié)的微轉(zhuǎn)移。有研究發(fā)現(xiàn)約有15%的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的大小小于或等于5 mm。因此，淋巴結(jié)大小不是判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)。

DWI有別于常規(guī)MRI的主要優(yōu)勢(shì)之一是它能夠突出病變，抑制無意義的組織信號(hào)，提高了病變的檢出率，更容易發(fā)現(xiàn)直腸系膜中的淋巴結(jié)，特別是直徑小于5 mm的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，表現(xiàn)為DWI高信號(hào)。Heijnen L A等[22]研究發(fā)現(xiàn)，DWI序列可以比T2WI多發(fā)現(xiàn)6%的淋巴結(jié)，但DWI上的信號(hào)并不能準(zhǔn)確判斷是否為轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)。數(shù)據(jù)顯示，良性淋巴結(jié)的平均ADC值高于轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)[22-23]，分別為(1.15±0.24)×10-3mm2/s、(1.04±0.22)×10-3mm2/s ,但是兩者沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異，診斷的準(zhǔn)確率為72%。Yo Mizukami[24]利用DWI結(jié)合常規(guī)序列，研究了具有病理的1250個(gè)直腸癌手術(shù)切除的淋巴結(jié)，其中18%是轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，總體的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分別為93%、81%和87%。而＜8 mm的淋巴結(jié)，幾乎所有的轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)在DWI上均呈高信號(hào)，平均ADC值沒有明顯差異，因此也有研究認(rèn)為單獨(dú)測量可疑淋巴結(jié)的ADC值對(duì)區(qū)分良惡性沒有幫助?？傊?，DWMR可以更好地幫助顯示淋巴結(jié)，但是單憑DWMR并不能可靠的區(qū)別其良惡性。

其他一些常用的影像檢查方法，如直腸內(nèi)超聲(endorectal ultrasonography，EUS)T分期的準(zhǔn)確性為67%～97%[25]，特別對(duì)于早期局限于腸壁的腫瘤，可以有效評(píng)估腸壁浸潤，但是對(duì)于高位腫瘤導(dǎo)致的腸壁狹窄、高位腸腔病變和較遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或較深部位的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，其可行性和實(shí)用性明顯下降。Sinha 等[26]使用最新多排螺旋CT用于直腸癌T分期的評(píng)估，準(zhǔn)確率為87.1%。對(duì)于T3以上的腫瘤，CT準(zhǔn)確率高達(dá)90%。然而CT對(duì)于軟組織對(duì)比顯示較差，難以區(qū)分腸壁各層，評(píng)估早期腫瘤時(shí)有其局限性，并且對(duì)于淋巴結(jié)的顯示也不如DW-MR敏感。

3.3 環(huán)周切緣CRM情況判斷

腹膜返折以下的直腸由盆筋膜所覆蓋，分為臟層和壁層，在直腸后方匯合，被臟層筋膜包繞的直腸周圍脂肪即為直腸系膜，系膜內(nèi)富含淋巴、血管組織，直腸原發(fā)腫瘤首先侵犯、轉(zhuǎn)移至此。腫瘤到直腸系膜筋膜(mesorectal fascia，MRF)，間的距離被稱為CRM，CRM的侵犯與否是直腸癌重要的預(yù)后指標(biāo)，也是腫瘤局部復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測因素。CRM陽性指的是病理學(xué)上兩者相距小于1 mm，此時(shí)腫瘤可能繼續(xù)擴(kuò)散、種植或者淋巴浸潤。研究報(bào)道CRM陽性(＜1 mm)的病人，局部復(fù)發(fā)率為22%，陰性(＞1 mm)的局部復(fù)發(fā)率為5%[27]。已經(jīng)有學(xué)者研究MRI在判斷CRM侵犯情況中的應(yīng)用價(jià)值[28]，特異性高達(dá)94%，并認(rèn)為CRM陰性(＞1 mm)的病人，其在應(yīng)用相控陣線圈的MRI中兩者距離測量值至少大于5 mm。也有一些學(xué)者[29]認(rèn)為在MRI中CRM陽性表現(xiàn)也小于1 mm，當(dāng)以1 mm為標(biāo)準(zhǔn)判斷CRM陰性未受侵犯時(shí)，病理結(jié)果為陽性的比例僅為3.3%。Curvo-Semedo L等[17]發(fā)現(xiàn)MRF是否侵犯，其ADC值有顯著不同，并且是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，以及不同分化程度的腫瘤，其ADC值也有顯著差別。MRF受侵犯、淋巴結(jié)有轉(zhuǎn)移、分化程度低的腫瘤，ADC值也較低，原因在于ADC值間接地來源于腫瘤細(xì)胞的微環(huán)境，可以反應(yīng)腫瘤細(xì)胞邊緣的侵襲性。但是由于DWI顯示解剖細(xì)節(jié)的能力不足，不能很好地對(duì)CRM精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，在臨床應(yīng)用中受到限制。

3.4 評(píng)估術(shù)前放化療療效

術(shù)前放化療(chemoradiotherapy,CRT)是目前常用的提高進(jìn)展期直腸癌患者根治性切除術(shù)后生存率并降低腫瘤局部復(fù)發(fā)率的有效方法，磁共振對(duì)于治療后再分期有重要價(jià)值。然而以T2WI為基礎(chǔ)的形態(tài)學(xué)方法在評(píng)估T、N分期和CRM情況中的準(zhǔn)確性不高，容易過度分期。受限于難以區(qū)分殘存腫瘤組織與放化療后的改變，有研究顯示[30]MRI常規(guī)序列對(duì)于T、N再分期的準(zhǔn)確性僅為52.7%和40.2%，而預(yù)測CRM受侵的準(zhǔn)確性為88.1%，敏感性和特異性較高。周等[31]應(yīng)用動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振(DCE-MRI)研究直腸癌術(shù)前放化療療效，T再分期的準(zhǔn)確性為86.4%。由于新生腫瘤血管與正常血管的不同，早、中期顯示腫瘤明顯強(qiáng)化，周圍炎癥組織、纖維化為晚期明顯強(qiáng)化，可以鑒別腫瘤、炎癥及纖維化，提高分期準(zhǔn)確率。CRT后癌細(xì)胞消失，腫瘤血管亦隨之消失，可以依此畫出MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線反映組織的血供情況判斷CRT療效及應(yīng)答。該成像方式需要對(duì)比劑，且需要多期掃描，掃描時(shí)間較長。

而DWI作為一種非侵襲性的檢查方法，通過顯示腫瘤組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的改變，可以區(qū)分存活及壞死的腫瘤組織，有助于早期評(píng)價(jià)治療的療效和優(yōu)化治療方案。一項(xiàng)META分析結(jié)果顯示[32]，CRT后應(yīng)用DWI進(jìn)行重分期，敏感性和特異性分別為83.6%和84.8%，相對(duì)于常規(guī)序列已有很大提高。量化分析高b值DWI的結(jié)果ADC值，已經(jīng)證明對(duì)于判斷術(shù)前放化療療效中有作用。有效的抗腫瘤治療會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞壞死、數(shù)目減少，細(xì)胞間隙增大，細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器碎裂、溶解，導(dǎo)致水分子彌散能力增強(qiáng)，ADC值升高；而腫瘤殘存或復(fù)發(fā)使腫瘤細(xì)胞增多，細(xì)胞間隙變小，限制了水分子的運(yùn)動(dòng)，ADC值降低，表現(xiàn)為DWI升高。CRT應(yīng)答表現(xiàn)為治療后ADC值的絕對(duì)值增加[33]。對(duì)CRT有應(yīng)答的腫瘤治療前ADC值往往低于沒有應(yīng)答的，而ADC值變化的絕對(duì)值則相反，治療前ADC值較高的腫瘤治療效果往往不如治療前ADC值較低的腫瘤理想[34]。

張等[35]應(yīng)用DWI對(duì)直腸癌術(shù)前放化療療效進(jìn)行了早期評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，腫瘤降期組在治療前ADC值明顯低于未降期組，在治療的第1周腫瘤降期組ADC值的升高幅度明顯高于未降期組。治療第1周腫瘤平均ADC值變化可以作為早期評(píng)價(jià)腫瘤是否降期的較為敏感的指標(biāo)。另一組數(shù)據(jù)顯示在治療第2周時(shí)，新輔助放化療后腫瘤平均ADC值較治療前顯著升高。腫瘤術(shù)前放化療療效與治療前ADC值呈明顯負(fù)相關(guān)。經(jīng)過2周放化療后，腫瘤T-降期和轉(zhuǎn)歸的病人平均ADC值顯著升高[36]。DWI可以作為一種影像學(xué)生物學(xué)標(biāo)記物，幫助常規(guī)MRI偵測腫瘤，識(shí)別出CRT應(yīng)答的病人，并評(píng)估和監(jiān)測CRT的療效。對(duì)于N再分期，無論是MRI常規(guī)序列還是DWI仍有其局限性，是未來放射科醫(yī)生需要努力解決的困難。

4 展望

磁共振成像已經(jīng)成為直腸癌檢查中最常用、最敏感的影像學(xué)方法之一。磁共振彌散加權(quán)成像的應(yīng)用，在進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)腫瘤、準(zhǔn)確分期、以及術(shù)前放化療療效評(píng)價(jià)中取得了突破性的成果。但是DWI圖像的空間分辨率較差，限制了對(duì)腫瘤分期的準(zhǔn)確性，并且由于所取b值的不同，其圖像質(zhì)量和敏感性有所差別，并且對(duì)于直腸癌區(qū)域浸潤淋巴結(jié)顯示的特異性也較差。而多b值雙指數(shù)DWI的應(yīng)用，可以更準(zhǔn)確的評(píng)估腫瘤特性，并提供更多信息。因此，進(jìn)一步改善空間分辨率，提高對(duì)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的發(fā)現(xiàn)和甄別，是目前需要克服的困難。IVIM雙指數(shù)模型應(yīng)用的研究前景也將更為廣泛。

[References]

[1]Siegel R,Ward E,Brawley O,et al.Cancer statistics,2011.CA:a cancer journal for clinicians,2011,61(4):212-236.

[2]Lim KS,Tan CH.Diffusion-weighted MRI of adult male pelvic cancers.Clin Radiol,2012,67(9):899-908.

[3]Beaumont C,Pandey T,Gaines Fricke R,et al.MR evaluation of rectal cancer:current concepts.Current problems in diagnostic radiology,2013,42(3):99-112.

[4]Yu TH,Yang QH,Zhang ZQ,et al.The imaging diagnosis of rectoanal lesions.Chin J Magn Reson Imaging,2013,4(4):302-308.余太慧,楊綺華,章作銓,等.直腸肛門病變的影像學(xué)診斷.磁共振成像,2013,4(4):302-308.

[5]Glimelius B,Oliveira J.Rectal cancer:ESMO clinical recommendations for diagnosis,treatment and follow-up.Ann Oncol,2009,20(Suppl 4):54-56.

[6]Qayyum A.Diffusion-weighted imaging in the abdomen and pelvis:concepts and applications.Radiographics,2009,29(6):1797-1810.

[7]Solak A,Gen? B,Solak I,et al.The value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the differential diagnosis in diffuse bowel wall thickening.Turk J Gastroenterol,2013,24(2):154-160.

[8]Sandrasegaran K.Functional MR imaging of the abdomen.Radiol Clin North Am,2014,52(4):883-903.

[9]Dyvorne H,Jajamovich G,Kakite S,et al.Intravoxel incoherent motion diffusion imaging of the liver:Optimal b-value subsampling and impact on parameter precision and reproducibility.Eur J Radiol,2014,83(12):2109-2113.

[10]Qi JX,Bai RJ,Yu CL,et al.Preliminary study of diffusion weighted imaging in detecting and evaluating the prognosis of rectal carcinoma.Journal of Practical Radiology,2013,29(3):400-404.亓俊霞,白人駒,于長路,等.磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像對(duì)直腸癌的顯示及其惡性程度評(píng)估的初步研究.實(shí)用放射學(xué)雜志,2013,29(3):400-404.

[11]Sugita R,Yamazaki T,Furuta A,et al.High b-value diffusion-weighted MRI for detecting gallbladder carcinoma:preliminary study and results.Eur Radiol,2009,19(7):1794-1798.

[12]Al-Sukhni E,Milot L,Fruitman M,et al.Diagnostic accuracy of MRI for assessment of T category,lymph node metastases,and circumferential resection margin involvement in patients with rectal cancer:a systematic review and meta-analysis.Ann Surg Oncol,2012,19(7):2212-2223.

[13]Kim NK,Kim MJ,Park JK,et al.Preoperative staging of rectal cancer with MRI:accuracy and clinical usefulness.Ann Surg Oncol,2000,7(10):732-737.

[14]Keane C,Young M.Accuracy of magnetic resonance imaging for preoperative staging of rectal cancer.ANZ J Surg,2014,84(10):758-762.

[15]Ichikawa T,Erturk SM,Motosugi U,et al.High-B-value diffusionweighted MRI in colorectal cancer.Am J Roentgenol,2006,187(1):181-184.

[16]Feng Q,Yan YQ,Zhu J,et al.T staging of rectal cancer:accuracy of diffusion-weighted imaging compared with T2-weighted imaging on 3.0 tesla MRI.Journal of digestive diseases,2014,15(4):188-194.

[17]Curvo-Semedo L,Lambregts DM,Maas M,et al.Diffusion-weighted MRI in rectal cancer:apparent diffusion coefficient as a potential noninvasive marker of tumor aggressiveness.J Magn Reson Imaging,2012,35(6):1365-1371.

[18]Attenberger UI,Pilz LR,Morelli JN,et al.Multi-parametric MRI of rectal cancer - do quantitative functional MR measurements correlate with radiologic and pathologic tumor stages?.Eur J Radiol,2014,83(7):1036-1043.

[19]Cong GN,Qin MW,You H,et al.Diffusion Weighted Imaging Combined with Magnetic Resonance Conventional Sequences for the Diagnosis of Rectal Cancer.Acta Academiae Medicinae Sinicae,2009,31(2):200-205.叢冠寧,秦明偉,有慧,等.磁共振彌散加權(quán)成像結(jié)合常規(guī)序列在直腸癌診斷中的應(yīng)用.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào),2009,31(2):200-205.

[20]Zhao Q,Liu L,Wang Q.Preoperative diagnosis and staging of rectal cancer using diffusion-weighted and water imaging combined with dynamic contrast-enhanced scanning.Oncol Lett,2014,8(6):2734-2740.

[21]Dworak O.Morphology of lymph nodes in the resected rectum of patients with rectal carcinoma.Pathol Res Pract,1991,187(8):1020-1024.

[22]Heijnen LA,Lambregts DM,Mondal D,et al.Diffusion-weighted MR imaging in primary rectal cancer staging demonstrates but does not characterise lymph nodes.Eur Radiol,2013,23(12):3354-3360.

[23]Cho EY,Kim SH,Yoon JH,et al.Apparent diffusion coefficient for discriminating metastatic from non-metastatic lymph nodes in primary rectal cancer.Eur J Radiol,2013,82(11):662-668.

[24]Mizukami Y,Ueda S,Mizumoto A,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for detecting lymph node metastasis of rectal cancer.World J Surg,2011,35(4):895-899.

[25]Bipat S,Glas AS,Slors FJ,et al.Rectal Cancer:Local Staging and Assessment of Lymph Node Involvement with Endoluminal US,CT,and MR Imaging—A Meta-Analysis 1.Radiology,2004,232(3):773-783.

[26]Sinha R,Verma R,Rajesh A,et al.Diagnostic value of multidetector row CT in rectal cancer staging:comparison of multiplanar and axial images with histopathology.Clin Radiol,2006,61(11):924-931.

[27]Wibe A,Rendedal PR,Svensson E,et al.Prognostic significance of the circumferential resection margin following total mesorectal excision for rectal cancer.Br J Surg,2002,89(3):327-334.

[28]Al-Sukhni E,Milot L,Fruitman M,et al.Diagnostic accuracy of MRI for assessment of T category,lymph node metastases,and circumferential resection margin involvement in patients with rectal cancer:a systematic review and meta-analysis.Ann Surg Oncol,2012,19(7):2212-2223.

[29]Taylor FG,Quirke P,Heald RJ,et al.Preoperative High-resolution Magnetic Resonance Imaging Can Identify Good Prognosis Stage I,II,and III Rectal Cancer Best Managed by Surgery Alone:A Prospective,Multicenter,European Study That Recruited Consecutive Patients With Rectal Cancer.Ann Surg,2011,253(4):711-719.

[30]Simpson GS,Eardley N,McNicol F,et al.Circumferential resection margin(CRM)positivity after MRI assessment and adjuvant treatment in 189 patients undergoing rectal cancer resection.Int J Colorectal Dis,2014,29(5):585-590.

[31]Zhou NN,Chen M,Wang WC,et al.Effects of neoadjuvant chemoradiotherapy prior to surgery on rectal cancer assessing by DCEMRI.Chin J Magn Reson Imaging,2010,1(2):103-109.周妮娜,陳敏,王文超,等.動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像對(duì)直腸癌術(shù)前新輔助治療療效的評(píng)價(jià).磁共振成像,2010,1(2):103-109.

[32]van der Paardt MP,Zagers MB,Beets-Tan RG,et al.Patients who undergo preoperative chemoradiotherapy for locally advanced rectal cancer restaged by using diagnostic MR imaging:a systematic review and meta-analysis.Radiology,2013,269(1):101-112.

[33]Engin G,Sharifov R,Gural Z,et al.Can diffusion-weighted MRI determine complete responders after neoadjuvant chemoradiationfor locally advanced rectal cancer?.Diagn Interv Radiol,2012,18(6):574-581.

[34]Jung SH,Heo SH,Kim JW,et al.Predicting response to neoadjuvant chemoradiation therapy in locally advanced rectal cancer:diffusionweighted 3 Tesla MR imaging.J Magn Reson Imaging,2012,35(1):110-116.

[35]Zhang XP,Sun YS.Imaging evaluation of response of rectal cancer to preoperative chemoradiotherapy.Chinese Journal of Gastrointestinal Surgery,2012,14(11):830-833.張曉鵬,孫應(yīng)實(shí).直腸癌術(shù)前放化療療效的影像學(xué)評(píng)價(jià).中華胃腸外科雜志,2012,14(11):830-833.

[36]Cai G,Xu Y,Zhu J,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for predicting the response of rectal cancer to neoadjuvant concurrent chemoradiation.World J Gastroenterol,2013,19(33):5520-5527.