術(shù)前評(píng)估直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的磁共振成像技術(shù)進(jìn)展

梁紅 徐秀芳 孫繼紅?

作者單位： 310013 杭州醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院（梁紅 徐秀芳）310020 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院（孫繼紅）

直腸癌是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一。目前，磁共振成像（MRI）作為直腸癌術(shù)前分期的重要影像學(xué)手段，有助于個(gè)體化治療方案的制定和局部復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的臨床預(yù)判。美國(guó)腫瘤聯(lián)合會(huì)（AJCC）公布的最新版結(jié)直腸癌N分期，主要強(qiáng)調(diào)并確認(rèn)腫瘤種植（TD）的定義并繼續(xù)將TD歸類為N1c［1］。直腸系膜內(nèi)轉(zhuǎn)移小淋巴結(jié)的檢出，可能導(dǎo)致部分患者的術(shù)前分期發(fā)生改變，引起N分期上升。盆腔側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致患者總生存期下降和局部復(fù)發(fā)率增加的有效預(yù)測(cè)因子［2］。MRI一旦檢出盆腔側(cè)方轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，也就意味著患者需要改變治療方案，接受擴(kuò)大范圍的新輔助放化療。因此，MRI對(duì)于直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的術(shù)前精準(zhǔn)評(píng)估顯得尤為重要。研究［3］認(rèn)為，與環(huán)周切緣（CRM）陽(yáng)性和T分期相比，直腸癌N分期MRI診斷準(zhǔn)確度仍然存在差距。本文對(duì)直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的MRI形態(tài)學(xué)、功能影像學(xué)研究進(jìn)展與其他影像技術(shù)診斷價(jià)值作如下綜述。

1 直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的MRI形態(tài)學(xué)評(píng)估

以往基于MRI的研究多以淋巴結(jié)大小作為診斷指標(biāo)。Kim等［4］研究中，以8mm作為閾值，診斷轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的靈敏性和特異性分別為45%和100%。隨著閾值的增加，診斷靈敏性下降而特異性上升。值得關(guān)注的是反應(yīng)增生性淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的大小存在明顯交疊［5］，淋巴結(jié)組織內(nèi)的微轉(zhuǎn)移較常見。一項(xiàng)病理學(xué)研究提示，即使淋巴結(jié)＜2mm，仍存在高比例的轉(zhuǎn)移率［6］。Kim等［7］基于1052枚淋巴結(jié)的MRI研究也顯示，59.2%的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)＜5mm，且其中5例患者的最大轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)僅為2～3mm。因此，淋巴結(jié)的大小并不能作為診斷轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的可靠指標(biāo)。

高分辨率磁共振成像（HR-MRI），采用小視野薄層掃描，圖像空間分辨率高，尤其軸位T2WI圖像，可以較好識(shí)別淋巴結(jié)的形狀、邊界及內(nèi)部信號(hào)特征等。Brown等［8］結(jié)合不規(guī)則邊界和不均勻信號(hào)特征診斷轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，靈敏度和特異性達(dá)85%（95% CI： 74%～92%）和97%（95%CI：95%～99%）；通過(guò)與病理切片的逐一對(duì)照，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)部信號(hào)不均可能與液化壞死區(qū)或黏蛋白成分有關(guān)。戴鑫等［9］引入直腸周圍脂肪信號(hào)作為診斷指標(biāo)，綜合分析短徑、邊界、信號(hào)、周圍脂肪信號(hào)的診斷作用，研究表明邊界、周圍脂肪信號(hào)的作用最為顯著；腫瘤浸潤(rùn)?quán)徑堋⒘馨凸?，?xì)胞增多，纖維增生，導(dǎo)致直腸周圍脂肪內(nèi)出現(xiàn)較多的混雜異常信號(hào)影。然而，小淋巴結(jié)邊界和內(nèi)部信號(hào)識(shí)別困難，HR-MRI的診斷效能依舊不高［10］。在過(guò)去的幾十年里，盡管治療方式不斷完善，直腸癌局部復(fù)發(fā)率明顯下降［11］，但仍然有較多患者由于腫瘤轉(zhuǎn)移而預(yù)后不良［12］。病理學(xué)環(huán)周切緣陽(yáng)性是影響直腸癌患者預(yù)后的獨(dú)立性相關(guān)因素［13］，而術(shù)前評(píng)估發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)距直腸系膜筋膜＜1mm時(shí)，需考慮CRM受侵［14］。近期有研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)位移效應(yīng)（CSE）可為預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)直腸癌N分期提供更多的信息，同時(shí)淋巴結(jié)位置分布、淋巴結(jié)與直腸壁的最短距離等也具有一定的診斷作用［15］。無(wú)論如何，上述形態(tài)學(xué)指標(biāo)缺乏客觀定量標(biāo)準(zhǔn)，主觀性相對(duì)較強(qiáng)，易導(dǎo)致觀察者間缺乏一致性。MRI功能成像可在病變尚未出現(xiàn)形態(tài)學(xué)變化前，應(yīng)用功能變化成像，且其諸多半定量、定量成像參數(shù)，對(duì)于疾病的早期診斷或結(jié)構(gòu)功能研究意義重大。

2 功能MRI在直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的診斷價(jià)值

MR彌散加權(quán)成像（DWI）作為功能影像的一個(gè)類型，可以顯示水分子的布朗運(yùn)動(dòng)，并為表觀彌散系數(shù)（ADC）定量表達(dá)。DWI可以通過(guò)彌散速度反映局部細(xì)胞密度及水分子彌散情況，為直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)是否被腫瘤浸潤(rùn)提供有用信息。有研究表明，相較于T2WI，DWI可以更有效檢出淋巴結(jié)，但良、惡性淋巴結(jié)的ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.10）［16］。Cho等［17］認(rèn)為ADC值可以鑒別良惡性淋巴結(jié)，且診斷價(jià)值在中等水平。同是基于DWI的研究結(jié)果卻不一致，可能與主磁場(chǎng)強(qiáng)度，感興趣區(qū)的勾畫方式，b值的選擇等因素有關(guān)。同時(shí)，反應(yīng)增生性淋巴結(jié)內(nèi)淋巴細(xì)胞過(guò)度增生［18］，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)的黏液成分等均會(huì)影響DWI的診斷準(zhǔn)確度。另有研究［19］使用背景抑制彌散加權(quán)成像（DWIBS）技術(shù)抑制腫瘤周圍正常組織信號(hào)，有助于轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的顯示。體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）是一種新興的功能MRI成像技術(shù)，其原理是應(yīng)用雙指數(shù)模型區(qū)分微循環(huán)灌注與真正的水分子彌散。有學(xué)者應(yīng)用IVIM鑒別直腸癌患者系膜淋巴結(jié)的良惡性，研究結(jié)果支持轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)水分子彌散受限更明顯［20］。

動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（DCE-MRI）可提供并定量微循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)信息。Yu等［21］研究表明，與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)相比，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的對(duì)比劑容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)（Ktrans）和血管外細(xì)胞外間隙體積分?jǐn)?shù)（Ve）更高。上述研究雖未納入＜5mm的淋巴結(jié)，但其研究結(jié)果與以往研究［22］相似，提示轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)微血管密度和新生血管組織通透性增加，呈高灌注狀態(tài)。越來(lái)越多的學(xué)者證實(shí)，Ktrans是監(jiān)測(cè)腫瘤新生血管靶向藥物療效的有效參數(shù)。動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像（DSC-MRI）以往多被用于顱內(nèi)病變的血流動(dòng)力學(xué)研究［23］，Grovik等［24］聯(lián)合DCE-MRI和DSC-MRI，首次報(bào)道轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性直腸癌血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的差異。另外文亮等［25］應(yīng)用錳增強(qiáng)MRI（MEMRI）研究SW620、DLD-1細(xì)胞株皮下移植瘤裸鼠，發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌細(xì)胞比正常細(xì)胞攝取更多錳離子。因此，可以大膽預(yù)測(cè)DSC-MRI、MEMRI對(duì)評(píng)估直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)良惡性也具有一定價(jià)值。

近年來(lái)，超小超順磁性氧化鐵（USPIO）等淋巴結(jié)特異性對(duì)比劑涌現(xiàn)。正常淋巴結(jié)內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬含鐵的納米粒子，產(chǎn)生磁化效應(yīng)，以致T2WI圖像上信號(hào)減低。Lahaye等［26］研究證實(shí)，基于USPIO磁化效應(yīng)的定性和定量指標(biāo)均是診斷直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的良好預(yù)測(cè)因子。但USPIO至今尚未被批準(zhǔn)進(jìn)入臨床。不同于USPIO，另一種淋巴結(jié)特異性對(duì)比劑釓磷維塞已投入臨床，雖其病理生理機(jī)制尚不明確，但有研究表明釓磷維塞的診斷效能高于傳統(tǒng)影像方式［27］。這些新型對(duì)比劑的研究尚處于探索階段，診斷價(jià)值有待于臨床進(jìn)一步證實(shí)。因此，更精準(zhǔn)、安全的分子靶向?qū)Ρ葎┑膽?yīng)用有望實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的精準(zhǔn)診斷。

總之，功能MRI提供的微觀組織信息，有利于更好地了解組織的功能狀態(tài)和代謝水平。隨著成像技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，功能MRI的時(shí)間分辨率和空間分辨率將不斷得到提高。與常規(guī)MRI的整合，功能MRI在臨床實(shí)踐中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

3 MRI與其它影像技術(shù)的比較研究

目前，臨床常用的評(píng)估直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的影像學(xué)方法有直腸腔內(nèi)超聲（ERUS）、CT、MRI及PET-CT。盧凱等［28］研究結(jié)果顯示，MRI診斷直腸癌N分期的病理一致性優(yōu)于ERUS，而Kocaman等［29］的研究認(rèn)為ERUS與MRI診斷效能接近。ERUS具有安全、無(wú)輻射、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但探頭無(wú)法通過(guò)狹窄腸腔，診斷視野相對(duì)受限，易漏診掃描視野外淋巴結(jié)。此外，ERUS診斷準(zhǔn)確性對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)依賴性較高，且操作會(huì)給患者帶來(lái)不適，患者依從性較差。

CT掃描速度快、范圍廣，不受腸腔氣體偽影及腸腔狹窄等因素的影響，可用于遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的篩選診斷。有Meta分析［30］結(jié)果顯示，CT診斷直腸癌區(qū)域轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的靈敏性為71%（95% CI： 59%～81%），特異性67%（95%CI： 46%～83%），診斷比值比是 4.8（95% CI： 2.5～9.4），診斷表現(xiàn)并不理想。Al-Sukhni等［3］基于MRI的Meta分析結(jié)果優(yōu)于CT。隨著CT技術(shù)的日益成熟，CT結(jié)腸成像相關(guān)研究取得顯著進(jìn)展［31］。能量CT成像利用其優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，成像過(guò)程中涉及的能譜曲線、有效原子系數(shù)等諸多參數(shù)有助于進(jìn)一步量化物質(zhì)的特性。最近有研究數(shù)據(jù)表明良、惡性淋巴結(jié)的碘濃度值、雙能量指數(shù)等參數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證實(shí)雙能CT對(duì)直腸癌術(shù)前N分期的診斷價(jià)值［32］。

PET-CT將結(jié)構(gòu)和功能影像有機(jī)融合，對(duì)于診斷直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移也發(fā)揮著一定作用［33-34］。PET診斷靈敏性高，但空間分辨率較低，PET-CT將PET和CT整合后優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。PET-CT是其它影像學(xué)檢查方法的良好補(bǔ)充，只是目前PET-CT尚不能作為臨床診斷直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的常規(guī)影像學(xué)方法。

綜上所述，各種影像學(xué)方法均存在一定局限性，易造成診斷局部N分期過(guò)高或過(guò)低，從而導(dǎo)致臨床處理過(guò)度或不足。臨床上影像學(xué)術(shù)前評(píng)估直腸癌N分期以MRI為主，但需綜合分析不同影像技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，聯(lián)合各種影像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。多模態(tài)影像技術(shù)是當(dāng)今影像領(lǐng)域的熱點(diǎn)，尤其在科研工作中得到廣泛應(yīng)用。多模態(tài)影像技術(shù)通過(guò)多種成像技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，使信息互補(bǔ)及交叉驗(yàn)證成為可能，將成為未來(lái)主流發(fā)展趨勢(shì)之一。

4 展望

近期，廣東省人民醫(yī)院與中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所合作，把影像組學(xué)研究方法應(yīng)用到結(jié)直腸癌診斷治療中，建立并驗(yàn)證一種基于影像組學(xué)標(biāo)簽的結(jié)直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移術(shù)前預(yù)測(cè)模型［35］。作為剛興起的前沿學(xué)科，影像組學(xué)將影像、病理與基因信息緊密的聯(lián)系在一起，利用工程學(xué)的方法可提供一整套用于臨床決策和科研的解決方案。基于人工智能的醫(yī)學(xué)影像智能分析與診斷作為人工智能的一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景，同樣有著廣闊的應(yīng)用前景。

目前，HR-MRI仍是臨床診斷直腸癌首選的影像學(xué)方法。結(jié)合形態(tài)學(xué)和功能影像學(xué)特征，HR-MRI為術(shù)前評(píng)估直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移最可靠的檢查方法。在“精準(zhǔn)醫(yī)療，影像先行”［36］的時(shí)代，影像組學(xué)、基因組學(xué)、人工智能迅速崛起，影像醫(yī)學(xué)亟待從傳統(tǒng)的形態(tài)診斷向精準(zhǔn)的影像診斷“組學(xué)”發(fā)展。HR-MRI基礎(chǔ)上結(jié)合影像組學(xué)、基因組學(xué)與人工智能將有望實(shí)現(xiàn)直腸癌術(shù)前區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的精準(zhǔn)診斷。此外，更精準(zhǔn)、安全的分子靶向?qū)Ρ葎┑难邪l(fā)與應(yīng)用也有助于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的精準(zhǔn)診斷。