T2WI三維可變翻轉角快速自旋回波序列聯合超清分段讀出平面回波彌散加權成像技術直腸癌術前評估

鄧保娣， 蔡曉明， 王秋霞， 李震， 胡軍武， 吳思思

直腸癌是胃腸道最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率在世界范圍內位居前列[1]。近年來，隨著我國人民生活環(huán)境的不斷改善，直腸癌在我國的發(fā)病率也呈逐年上升的趨勢[2]。經歷了270余年的發(fā)展，直腸癌的治療方式已由單一的外科手術治療發(fā)展成為多學科綜合治療，尤其是全直腸系膜切除術(total mesoretal excising，TME)手術方式的出現和術前聯合放化療的應用使得直腸癌患者術后的生活質量及長期生存率都得到了極大的提高[3]。

準確的直腸癌術前評估能夠指導臨床合理的選擇直腸癌的治療方案，包括腫瘤的定位、TNM分期、環(huán)周切緣(circumferential resection margin，CRM)評估和腸壁外靜脈受累(extramural vascular invasion，EMVI)評估等。MRI由于其超高的軟組織分辨率現已被廣泛運用于直腸癌術前評估中，由于直腸特殊的解剖學特性，直腸周圍脂肪環(huán)繞，在T2WI上具有良好的天然對比，三方位高分辨率T2WI在直腸癌的定位、TNM分期、評價CRM情況等方面均可取得較高的準確率，目前已成為國內外專家的共識或掃描規(guī)范[4-7]。但常規(guī)的三方位T2WI還是存在著一些缺陷，如在T分期上伴有突破肌層的纖維條索的腫瘤有時難以區(qū)分T2/T3a[8]、N分期的準確性不高及判斷EMVI的敏感性低等[8-11]。過度分期會導致過度治療，但過低分期導致的錯誤方案選擇又會使患者面臨治療不全面、高復發(fā)的風險。

本研究擬使用T2WI三維可變翻轉角快速自旋回波序列 (3D-sampling perfection with applica-tion optimized contrast using different flip angle evolutions，3D-SPACE)聯合超清分段讀出平面回波彌散加權成像(readout-segmented echo-planar diffusion weighted imaging，RS-EPI DWI)序列進行直腸MR掃描，以探討這種高分辨多模態(tài)磁共振成像技術在直腸癌術前評估中的臨床應用可行性。

材料與方法

1.研究對象

連續(xù)搜集2016年1月-2017年2月間臨床疑似直腸癌并順利完成MRI檢查的135位患者資料，排除：①患者MRI圖像偽影嚴重，不能滿足診斷需求。②MRI檢查后10d內未在本院實施手術治療者。③手術前進行了放化療的患者。④術后病理結果不是直腸癌的患者。將符合條件的42位直腸癌患者納入本組研究。42例患者年齡為25～80歲，平均年齡為54.61～12.99歲，其中男26例，女16例。

2.掃描參數

所有患者均使用Siemens Magnetom Aera 1.5T超導磁共振和32通道體部陣列線圈進行直腸MR檢查。放置線圈使其覆蓋整個盆腔，同時把線圈中心置于磁體中心。掃描序列包括：定位像、三方位高清T2WI(包括正矢狀面T2WI，延直腸腫瘤段的冠狀面T2WI，垂直于腫瘤最大徑的T2WI)、橫軸面T1WI、T2WI 3D-SPC、RS-EPI DWI，RS-EPI DWI同時完成b=50 s/mm2和b=800 s/mm2值的圖像重建，患者有直腸增強掃描需求時行常規(guī)增強序列掃描(表1)。

表1 高清T2WI、T2WI 3D-SPC、RS-EPI DWI序列掃描參數

3.圖像分析

完成掃描后，在Siemens后處理工作站上隱去患者資料并將圖像分為兩組重新編號保存，A組為高清三方位T2WI圖像，B組為T2WI 3D-SPC和RS-EPI DWI圖像。由兩位腹部組工作經驗5年以上的放射科診斷醫(yī)師分別在各自工作站上對A、B兩組的所有病例圖像進行評價。評價內容包括：T分期、N分期、CRM、EMVI。TN分期標準依從AJCC第七版指南[12]；以腫瘤最外緣或最遠處的癌結節(jié)距直腸環(huán)周切緣<1 mm(即CRM 1 mm)為CRM陽性；以腫瘤周邊血管內出現了腫瘤信號，血管的輪廓及直徑略有改變或血管輪廓明顯不規(guī)則或血管呈結節(jié)性擴張為EMVI陽性[10]。

圖1 患者男，62歲，術后病理結果證實為直腸中分化腺癌，分期為T3N0Mx，CRM-,EMVI-。a) 術后大體病理圖； b) 術后病理圖； c) 常規(guī)高清T2WI圖，難以發(fā)現有腫瘤突破肌層的表現； d) T2WI 3D-SAPCE圖，使用MPR重建技術重建后，可以看到白色箭頭所示腫瘤突破肌層表現，因此定義其T分期為T3期。

4.統計學處理

使用19.0版SPSS軟件進行統計學處理。采用Kappa一致性分析對兩位診斷醫(yī)師的一致性進行檢驗。A組和B組術前評估兩組數據以患者病理結果為金標準，計算A、B兩組各項評估的準確率，并采用卡方檢驗分析兩組數據與術后病理對比的結果有無顯著性差異。

結 果

兩位診斷醫(yī)師對A組圖像T分期、N分期、CRM評估、EMVI評估結果的一致性分別為0.893、0.884、0.842、0.769，P<0.05。B組圖像T分期、N分期、CRM評估、EMVI評估結果一致性分別為0.878、0.891、0.842、0.853，P<0.05。兩位診斷醫(yī)師在A、B兩組圖像的各項評估中k值均滿足k>0且P<0.05，說明兩位診斷醫(yī)師的一致性良好。兩者分期評估不相同的病例經討論后取得一致。

兩組圖像與術后病理結果對照，A組T分期、N分期、CRM評估和EMVI評估的準確率分別為69.0%、59.5%、76.2%和71.4%。B組T分期、N分期、CRM評估和EMVI評估的準確率分別為88.1%、66.7%、78.6%和88.1%。A、B兩組間4項術前評估指標行卡方檢驗，兩者在T分期上滿足P<0.05，存在顯著差異，說明A、B兩組序列在直腸癌T分期的準確率上具有明顯的不同，且3D-SPACE聯合RESOLVE-DWI組的準確率顯著高于常規(guī)高清T2WI組。A組即高清T2WI組在T分期中出錯一般有3種原因，一種是對于較大范圍的腫瘤，未找到腫瘤浸入深度最大的層面進行掃描，技術人員存在一定的人為選擇失誤，而B組使用了3D-SPACE技術進行T2WI掃描，去除了人為因素的干擾(圖1)；另一種是T分期中一直存在的T2/T3a鑒別診斷難題，常規(guī)的T2WI上有突破肌層的低信號纖維條索影，但無法判斷其良惡性，B組聯合使用的超清RS-EPI DWI技術進行彌散加權成像掃描，對于細微的纖維條索影也能很好的顯示，根據其彌散特性可以輔助判斷其良惡性(圖2)；第三種是T2WI圖像上直腸癌與鄰近組織器官緊密相連，難以判斷其是否侵犯，B組使用的高清RS-EPI DWI序列可以清晰的顯示腫瘤邊界，輔助診斷醫(yī)師判斷(圖3)。兩者在N分期、CRM評估、EMVI評估上P值均>0.05，不存在顯著性差異(表2)。

表2 兩組聯合RS-EPI DWI組術前評估比較

討 論

隨著我國人民生活水平的提升和飲食結構的改變，直腸癌在我國的發(fā)病率也越來越高。直腸癌的合理治療也顯得越來越重要，臨床如何選擇直腸癌的治療方式取決于準確的術前評估。常規(guī)的三方位高清T2WI序列雖然在直腸癌的術前評估中有很多優(yōu)點，如其判斷直腸系膜筋膜受累準確率可以達到95%～96%[13,14]，對腹膜折返的可見率可以達到80%～92%[13,14]。但在T2/T3的鑒別以及N分期上依舊存在著一定的困難。常規(guī)三方位T2WI如何定位多取決于MRI技術員的選擇，人為因素影響較大。同時，常規(guī)軸面定位一般取矢狀面腫瘤的最大徑，但可能得到的并非是腫瘤浸潤深度最大的層面。

圖2 患者，男，49歲，術后病理結果證實為直腸絨毛管狀腺癌，分期為T3NOMx，CRM-,EMVI-。a) 術后病理圖，HE×40； b) 術后病理圖，HE×100； c)常規(guī)高清T2WI圖示纖維條索影(箭)，但難以區(qū)分其性質； d) 超清RS-EPI DWI圖示纖維條索影呈彌散受限高信號(箭)，提示T分期為T3。圖3 患者，女，60歲，術后病理結果證實為直腸低分化腺癌，分期為T2N2Mx，CRM-，EMVI+ 。a) 常規(guī)高清T2WI圖，難以判斷腫瘤是否侵及提肛肌(箭); b) 超清RS-EPI DWI圖像，可清楚反映腫瘤范圍(箭)，提示腫瘤未突破固有肌層。

T2WI 3D-SPACE聯合RS-EPI DWI序列組T分期的準確率顯著高于常規(guī)T2WI組(P<0.05)，更接近于術后病理結果。一方面是因為采用3D-SPACE技術進行T2WI掃描，其三方位各項同性的特性使其可以任意方位重建。診斷醫(yī)師可以根據自己的要求實時各角度、各方位的觀察掃描視野內的任意感興趣區(qū)，排除人為因素的干擾。對于大范圍的直腸腫瘤也可以準確的找到浸潤深度最大的層面，從而更準確的判斷腫瘤的局部分期[16]。另一方面是因為本研究使用的超清RS-EPI DWI序列其分辨率高，在b值=800 s/mm2時依舊可較清晰的顯示突破肌層的纖維條索影，可直觀的反映其彌散特性，輔助診斷醫(yī)師分期。對于與鄰近組織器官緊密相連的直腸腫瘤，T2WI上有時不易鑒別腫瘤是否突破肌層浸入腹膜漿膜層，RS-EPI DWI圖上可清晰顯示腫瘤邊界，判斷腫瘤有無侵犯。

T2WI 3D-SPACE聯合RS-EPI DWI序列組在N分期、CRM、EMVI評估的準確率上雖然比高清T2WI組稍高，但兩者無差異顯著性(P>0.05)?？赡苁且驗镽S-EPI DWI在鑒別良惡性區(qū)域淋巴結方面僅能提升其特異性，準確性上提升不明顯，在評估CRM、EMVI上也沒能提供更多的信息，也可能是因為樣本量較少的原因導致檢驗效力不夠。

本研究還存在一些不足，病例數較少，沒能進行大樣本的采樣分析。僅僅只進行了主觀評價方面的術前分期評估，沒有加入其他學者進行的有數據的客觀評價研究及對腫瘤的類別進行的鑒別等[17,18]。今后，將繼續(xù)搜集更多的病例，跟進病例的病情發(fā)展、預后復發(fā)、遠處轉移等，聯合客觀測量的ADC數據，使用高分辨多模態(tài)磁共振成像技術在直腸癌術前評估、評估術后復發(fā)高危因素及遠處轉移高危因素等方面做更深入，更細化的研究。

總之，T2WI 3D-SPACE聯合RS-EPI DWI序列組對比常規(guī)高清T2WI序列，明顯提升了直腸癌T分期的準確率，在N分期、CRM、EMVI的評估方面準確率稍有提升?？沙Ｒ?guī)用于直腸癌MRI術前評估MRI掃描。