MRI 功能成像在直腸癌診斷及放療中的應(yīng)用進(jìn)展

尚晨星，楊怡萍

(1.西安醫(yī)學(xué)院 研究生處，陜西 西安 710068；2.陜西省腫瘤醫(yī)院，陜西 西安 710000)

0 引言

直腸癌是我國常見的惡性腫瘤之一，根據(jù)2015 年中國結(jié)直腸癌發(fā)病和死亡情況分析發(fā)布結(jié)果[1]，結(jié)直腸癌占我國全部惡性腫瘤發(fā)病的9.87%，居發(fā)病瘤譜的第4 位，居男性發(fā)病瘤譜的第4 位，女性的第3 位，城市發(fā)病率高于農(nóng)村，發(fā)病率和死亡率均隨著年齡的增長而逐漸增長，男性各年齡組率均高于女性。而在結(jié)直腸腫瘤中，又有大約30%發(fā)生在直腸[2]。近年來，直腸癌發(fā)病率更是顯示出向年輕人群傾斜趨勢，嚴(yán)重危害人民群眾的身體健康。因此，早期診斷與早期治療是改善直腸癌患者預(yù)后、減輕人群疾病負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵所在。除利用直腸指檢等簡便易行的體格檢查方法發(fā)現(xiàn)較低位置的直腸腫塊外，目前，磁共振成像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和腔內(nèi)超聲(EUS)是在新輔助治療和/或手術(shù)前評估腫瘤分期最常用的非侵入性成像工具。

超聲內(nèi)鏡(EUS)對于淺表性腫瘤的診斷分期是首選，但是EUS 只能看到整個腸系膜，對于高度狹窄的腫瘤往往難以觸及[3]，且對于晚期腫瘤的診斷精確度較低，特別是在評估腫瘤對盆腔結(jié)構(gòu)的浸潤方面，同時檢查結(jié)果受操作者臨床經(jīng)驗(yàn)影響也較大[4]。CT 檢查因?qū)z查者具有一定的輻射損傷，同時因其軟組織分辨率低，無法準(zhǔn)確評價直腸癌對周圍組織的浸潤深度[3]，使其臨床應(yīng)用受限。MRI 成像軟組織分辨率高，同時無輻射損傷，可提供多方位及多參數(shù)成像，能夠清晰顯示腫瘤與盆腔其他組織的浸潤關(guān)系，常用于評估直腸癌浸潤范圍及確定術(shù)前分期[5,6]。近年來，動態(tài)對比灌注成像分析開始被應(yīng)用于定量描述直腸癌腫瘤組織的血管分布特征，有助于臨床早期評估腫瘤放化療等相關(guān)治療反應(yīng)[7]。本文擬綜述近年來MRI 成像在直腸癌早期診斷及放療中應(yīng)用的相關(guān)進(jìn)展。

1 MRI 在直腸癌診斷中的應(yīng)用

隨著近些年外科技術(shù)手段、化療及靶向藥物的更新?lián)Q代，放療技術(shù)的不斷進(jìn)步，直腸癌診療模式亦取得了重要進(jìn)展。尤其是臨床多學(xué)科綜合治療團(tuán)隊(duì)(Multidisciplinary Team)模式[8,9]的提出，將直腸癌的診療帶入了多學(xué)科綜合治療時代。在MDT 綜合診療模式下，如何選擇影像學(xué)評價手段，如何簡單高效的明確腫瘤術(shù)前臨床分期，成為直腸癌治療中需要解決的首要問題。而MRI 在眾多影像學(xué)評價方法中顯示出其獨(dú)特優(yōu)勢。

1.1 MRI 評價T 分期

T 分期的確定，影響著患者術(shù)前新輔助治療手段的選擇、手術(shù)方式以及是否需要術(shù)后輔助治療等整體治療策略的制定。高分辨率MRI 和功能成像技術(shù)因其多方位、多參數(shù)顯示的特點(diǎn)，能夠更加準(zhǔn)確的評估腫瘤局部浸浸潤深度、評價腫瘤組織與直腸系膜筋膜之間的關(guān)系。對直腸癌分期的診斷準(zhǔn)確性更高，能夠更好地鑒別T1/2 和T3/4 腫瘤[10]，研究顯示，在多方位的MRI 圖像中，橫軸位的T2 加權(quán)像有助于評估腫瘤通過直腸壁延伸的深度和評估直腸系膜筋膜的受累程度，矢狀位圖像能夠很好地顯示顱尾側(cè)方向的腫瘤范圍，并能很好地顯示腹膜反折[11]，從而幫助臨床醫(yī)生決定是將腫瘤歸于乙狀結(jié)腸癌還是直腸癌治療。相比于腔內(nèi)超聲(EUS)，在T1 腫瘤分期方面，MRI 比ERUS 具有更高的敏感性。但是，MRI 由于特異性較低，整體準(zhǔn)確性不如EUS[12]，因此，更加推薦EUS 用以評價較早的T 分期(T1)。這可能與早期腫瘤較小且局限于黏膜層，在T2 加權(quán)像上與正常直腸黏膜所示信號難以區(qū)分有關(guān)。而在T2-4 期腫瘤，有研究報道，對于T2 期的腫瘤，MRI 診斷的敏感性和特異性分別為0.62 (95% CI, 0.58 - 0.67)和0.81 (95% CI, 0.79 - 0.84)，T3 期則為0.80(95%可信區(qū)間,0.78 - 0.82)和0.74 (95% CI, 0.71 - 0.77)，T4 期為0.71 (95% CI, 0.63 - 0.79)和0.97 (95% CI, 0.96 - 0.98)[13]。因此，MRI 目前通常作為直腸癌患者接受影像學(xué)檢查評估的首選，而EUS 則更多時候被推薦為MRI 確診的早期癌癥患者的補(bǔ)充評價手段。

1.2 MRI 評價N 分期

直腸癌術(shù)前周圍轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的評價決定了手術(shù)方式的選擇以及是否需要進(jìn)行新輔助治療。目前通常將淋巴結(jié)最短徑＞8mm 作為淋巴結(jié)陽性的評判標(biāo)準(zhǔn)，近來也有學(xué)者推薦將＞5mm 作為淋巴結(jié)陽性的評判標(biāo)準(zhǔn)[14]，但太小的淋巴結(jié)在MRI 中可能會因其信號強(qiáng)度或邊緣形態(tài)的異質(zhì)性而影響結(jié)果判讀。研究報道，磁共振成像相對于CT 的綜合敏感性、特異性和診斷優(yōu)勢比分別為0.72(95%可信區(qū)間0.66-0.78)、0.80(95% 可信區(qū)間0.73-0.85) 和10.2(95% 可信區(qū)間6.4-16.3)[15]。然而，MRI 的診斷效能并不僅局限于解剖層面，近年來，MRI 功能成像更是被視為一種特殊的腫瘤標(biāo)記用來間接評估組織生理學(xué)特性，如組織灌注、氧合和水分子擴(kuò)散率等代謝信息。彌散加權(quán)成像通過探測水分子在組織間的隨機(jī)擴(kuò)散運(yùn)動，了解不同組織間水分子擴(kuò)散受限情況。通常，腫瘤組織因癌細(xì)胞密集，水分子擴(kuò)散受限，臨床多采用測量ADC，即表觀擴(kuò)散系數(shù)，來定量評價彌散受限情況。在DWI 圖像中，良惡性淋巴結(jié)均可表現(xiàn)為DWI 高信號，對于肉眼無法判斷區(qū)分淋巴結(jié)良惡性時，研究發(fā)現(xiàn)，惡性淋巴結(jié)的ADC 值稍低于良性淋巴結(jié)[16]，這無疑為臨床區(qū)分判斷陽性淋巴結(jié)提供了新的診斷思路。

2 MRI 在直腸癌放射治療中的應(yīng)用

2.1 MRI 在放療靶區(qū)勾畫中的應(yīng)用

對于直腸癌術(shù)前放療來說，準(zhǔn)確勾畫靶區(qū)是做到臨床直腸癌精準(zhǔn)放療的重要前提，能夠直接影響患者放療后療效與不良反應(yīng)發(fā)生率。直腸癌的GTV 和CTV 勾畫除參考基礎(chǔ)病史及臨床查體外，目前主要依賴于CT、MRI 以及腔內(nèi)超聲(EUS)等影像學(xué)檢查。傳統(tǒng)靶區(qū)勾畫通常依靠CT 實(shí)現(xiàn)，但受腫瘤局部水腫影響，CT 圖像上勾畫的GTV 通常容易使實(shí)際接受放療的區(qū)域擴(kuò)大。既往也有研究對比了MRI 與EUS在勾畫直腸癌GTV 時的準(zhǔn)確性區(qū)別[17]，發(fā)現(xiàn)在顯示病灶總體積和頭腳方向長度方面，EUS 所顯示的平均GTV 顯著小于MRI 掃描 顯示的平均GTV(P=0.02 和P=0.04)，同時MRI 掃描能夠發(fā)現(xiàn)更多可疑淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶，證明相比于EUS 而言，盆腔MRI 掃描在局部進(jìn)展期直腸癌放療前勾畫靶區(qū)方面比能夠顯示更全面的GTV 輪廓，其在淋巴結(jié)顯示方面也有助于CTV 勾畫。Rosa 等人研究發(fā)現(xiàn)，DWI 掃描圖像中勾畫的GTV 比傳統(tǒng)T2 加權(quán)像的GTV 體積更小[18]，表明MRI 功能像相較于傳統(tǒng)MRI 圖像能夠更加精確的進(jìn)行GTV 靶區(qū)勾畫，在一定程度上為靶區(qū)劑量增加及進(jìn)一步降低周圍危及器官射線受量提供可能。

2.2 MRI 在放療療效預(yù)測中的應(yīng)用

目前，局部進(jìn)展期的直腸癌推薦行術(shù)前新輔助放化療，以達(dá)到降期目的，使原本不能手術(shù)的患者重新獲得手術(shù)機(jī)會，同時也在一定程度上間接提高了術(shù)后病理緩解率。傳統(tǒng)放療療效的評價通常在放療后4 周左右行CT 檢查評估腫瘤病灶體積大小的變化。但由于放療后腫瘤周圍的短期局部水腫反應(yīng)存在，導(dǎo)致肉眼腫瘤體積變化并不明顯，影響了腫瘤放療療效的準(zhǔn)確評價。國內(nèi)有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在預(yù)測和評價新輔助治療后病理反應(yīng)方面，彌散加權(quán)成像(DWI)相比于PET-CT 而言，DWI 的靈敏度及特異性均優(yōu)于FDG-PET 或FDG-PET/CT，尤其是對單獨(dú)的腺癌包括黏液型腺癌的敏感性更高((92% vs 76%)，P=0.00)[19]。而DCE-MRI 則通過觀察造影劑在血管內(nèi)外的交換過程來研究造影劑在組織中的濃度隨時間變化的規(guī)律，從而利用表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC 值)定量描述腫瘤微血管生成及通透性等血流動力學(xué)信息。國外研究報道[20]，ΔADC在治療后完全反應(yīng)組顯著高于治療后不全反應(yīng)組(分別為59.7%和29.7%,P=0.016)，顯示出表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC 值)在早期評價預(yù)測治療后療效中的潛在應(yīng)用價值，可在今后作為治療后早期療效評價腫瘤生物指標(biāo)。

3 結(jié)語

目前，高分辨率MRI 及動態(tài)增強(qiáng)掃描可評價直腸癌腫瘤病灶內(nèi)血管生成及代謝狀況，對于術(shù)前腫瘤原發(fā)病灶及周圍淋巴結(jié)陽性判斷有較高診斷價值，有助于腫瘤術(shù)前分期，從而為臨床治療方案的優(yōu)化選擇提供可靠依據(jù)。在新輔助治療后短期療效評價方面，DWI 及DCE-MRI 可定量描述腫瘤治療后反應(yīng)，在早期評價預(yù)測治療后療效中具有潛在應(yīng)用價值，可作為治療后早期療效評價的腫瘤生物指標(biāo)。