直腸腔內(nèi)三維超聲和MRI 對中下段直腸癌壁外血管侵犯程度的評估效果

陳 東, 陳海濤, 李支堯, 冉鳳明, 張 曦, 釧志睿, 唐詩聰, 羅曉茂

（1. 云南省腫瘤醫(yī)院 昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，云南 昆明 650118；2.云南省腫瘤醫(yī)院昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院病理科，云南 昆明 650118；3. 云南省腫瘤醫(yī)院 昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院檢驗科，云南 昆明 650118；4. 云南省腫瘤醫(yī)院 昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院乳腺外一科，云南 昆明 650118）

結(jié)直腸癌是最常見的消化系統(tǒng)腫瘤，其發(fā)病率和死亡率逐年升高［1］。目前，局部晚期的直腸癌患者先行新輔助放化療后再行手術(shù)治療，可將直腸癌局部復(fù)發(fā)率降低至5%［2］，但仍有15%直腸癌患者發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移。發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移的直腸癌患者預(yù)后相對較差，可能與直腸癌壁外血管侵犯（extramural vascular invasion，EMVI） 程 度 有 關(guān)［3］。研 究［4-6］顯示：EMVI 是直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、局部復(fù)發(fā)、遠處轉(zhuǎn)移和低生存率的主要危險因素。因此，術(shù)前應(yīng)用影像學(xué)檢查方法評估直腸癌壁外血管是否侵犯具有重要的臨床價值。目前，只有核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）可用于評估直腸癌術(shù)前EMVI，術(shù)前MRI 診斷為EMVI 陽性是直腸癌患者預(yù)后不良的主要危險因素［7-8］。直腸腔內(nèi)三維超聲（three-dimensional endorectal ultrasound，3D-ERUS） 主 要 用 于 評 估 直 腸 癌 的TN 分 期［9］，對評估直腸癌術(shù)前EMVI 的研究報道較少。3D-ERUS 可多方位多角度觀察直腸癌病灶周圍系膜內(nèi)的血管走行，彩色多普勒超聲還可顯示腫瘤周圍異常走行的血管內(nèi)血流充盈情況。本研究旨在探討3D-ERUS 和MRI 對中下段直腸癌患者術(shù)前EMVI 的診斷價值，為直腸癌患者的臨床診療提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2019 年1－6 月昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院結(jié)直腸外科收治的94 例中下段直腸癌患者，其中男性55 例、女性39 例，年齡35～80 歲，平均年齡（60.38±10.81）歲。入選標準：①經(jīng)病理確診為直腸癌的患者；②術(shù)前未接受任何治療；③術(shù)前10 d 內(nèi)均行3D-ERUS 和MRI 檢查；④術(shù)后病理標本是4 點或多點取材；⑤所有患者臨床資料完整。排除標準：①肛門狹窄患者；②拒絕手術(shù)治療的患者。

1.2 儀器和方法

1.2.1 3D-ERUS 檢查 采用丹麥BK Pro focus2202彩色多普勒超聲診斷儀，腔內(nèi)3D 探頭（探頭頻率分別為6、9 和12 MHz）。3D-ERUS 檢查由同一名經(jīng)驗豐富的超聲科醫(yī)師完成。檢查方法：檢查前2 h 清潔灌腸，待患者腸道清潔后先行左側(cè)臥位肛門指檢，觀察病灶的方位、質(zhì)地及有無腸道狹窄等，再用專用灌注器注入50～100 mL 醫(yī)用超聲殺菌耦合劑，3D 直腸探頭套2 個保護套。緩慢進入肛門后找到病灶，動態(tài)觀察并記錄病變位置、大小、浸潤深度、周圍淋巴結(jié)個數(shù)和大小。三維立體成像后在多切面上觀察病灶周邊部有無異常走行或擴張的血管，并采用彩色多普勒超聲觀察其內(nèi)血流充盈情況。

1.2.2 MRI 檢查 采用飛利浦Ingenia 3.0T 超導(dǎo)型磁共振成像儀及腹部相控陣線圈。掃描前無需特別腸道準備。平掃順序依次為軸位TSE T1WI 序列掃描（FOV 360 mm×320 mm，矩陣320×288，層厚5 mm，間距0.5 mm），矢狀位、冠狀位及軸位的TSE T2WI序列掃描（FOV 250 mm×250 mm，矩 陣320×288），軸 位DWI 序 列 掃 描（FOV 280 mm×280 mm，矩陣140×140），層厚和間距均分別為3.0 mm和0.3 mm。增強后再行軸位、矢狀位和冠狀位mDIXON FFE 序列掃描（FOV 380 mm×320 mm，矩陣288×224，層厚2.5 mm，間距0 mm）。

1.3 診斷標準

3D-ERUS 圖像和盆腔MRI 圖像均分別由2 名高年資醫(yī)師采用雙盲法閱片，出現(xiàn)不一致意見時共同協(xié)商統(tǒng)一診斷意見。3D-ERUS 和MRI 檢查判斷直腸癌EMVI 的標準：均按照SMITH 等［10］提出的EMVI 影像學(xué)評分系統(tǒng)評估。0 分：腸壁內(nèi)有非結(jié)節(jié)狀腫瘤侵至肌層；1 分：腫瘤呈結(jié)節(jié)狀或條狀侵出腸壁；2 分：腫瘤周邊區(qū)域有血管走行，但是血管輪廓和管徑大小無異常和其內(nèi)無異常實性的信號；3 分：病灶周圍系膜內(nèi)走行的血管內(nèi)有異常的回聲或信號，且血管輪廓和直徑稍有擴大；4 分：病灶周邊系膜內(nèi)異常血管內(nèi)見異常回聲或信號，血管輪廓呈不規(guī)則或呈結(jié)節(jié)樣擴張。評分為3 分和4 分的病例需聯(lián)合彩色多普勒超聲觀察血管內(nèi)的血流充盈情況。0～2 分判定為EMVI 陰性，3 和4 分判定為EMVI 陽性。病理診斷標準：直腸癌周圍系膜內(nèi)的脈管內(nèi)可見癌栓。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用R3.6.2 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析?；颊吲R床基線特征為分類變量，組間比較采用χ2檢驗。3D-ERUS 和MRI 檢查對EMVI 的診斷效果采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線進行評價，計算3D-ERUS 和MRI 檢查診斷中下段直腸癌患者術(shù)前EMVI 的準確率，并計算ROC 曲線下面積（area under curve，AUC） 及對應(yīng)曲線下的靈敏度（sensitivity，Se）、特異度（specificity，Sp）、陽性預(yù)測值（positive predictive value，PPV） 和 陰 性 預(yù) 測 值（negative predictive value，NPV）。采用Kappa 系數(shù)評價3D-ERUS 和MRI 檢查對EMVI 的診斷結(jié)果與病理結(jié)果的一致性，Kappa 系數(shù)使用irr 軟件包計算，二者診斷EMVI 的準確率比較采用χ2檢驗，AUC 比較采用Delong 檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 患者臨床資料和病理診斷結(jié)果

94 例患者最終病理診斷結(jié)果均為直腸癌。其中16 例直腸癌患者周圍系膜內(nèi)可見脈管內(nèi)癌栓，78 例未見脈管癌栓，脈管內(nèi)癌栓的發(fā)生率為17.02%。不同年齡、T 分期、N 分期、分化程度和癌胚抗原（CEA） 水平直腸癌患者EMVI 陽性率比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI的診斷結(jié)果與病理結(jié)果比較

與術(shù)后病理結(jié)果比較，78 例EMVI 陰性的直腸癌患者中3D-ERUS 正確診斷72 例，誤診6 例；16 例EMVI 陽性的直腸癌患者中3D-ERUS 正確診斷13 例，誤診3 例；75 例評 分為0～2 分（EMVI陰 性），19 例 評 分 為3 或4 分（EMVI 陽 性）；3D-ERUS 檢查診斷直腸癌患者EMVI 的準確率為90.43%（Kappa=0.685，P＜0.01）。與術(shù)后病理結(jié)果比較，78 例EMVI 陰性的直腸癌患者中MRI正確診斷70 例，誤診8 例；16 例EMVI 陽性的直腸癌患者中MRI 檢查正確診斷12 例，誤診4 例；74 例評分為0～2 分（EMVI 陰性），20 例評分為3 或4 分（EMVI 陽性）；MRI 檢查診斷直腸癌患者EMVI 的 準 確 率 為87.23% （Kappa=0.589，P＜0.01）。3D-ERUS 和MRI 檢查診斷直腸癌患者EMVI 的準確率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=0.214，P=0.643）。見表2 和圖1。

表1 不同臨床病理特征直腸癌患者EMVI 陽性率Tab.1 Positive rates of EMVI of rectal cancer patients with different clinicopathological features [n（η/%）］

表2 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的診斷結(jié)果與病理結(jié)果Tab. 2 Results of 3D-ERUS and MRI in diagnosis of EMVI of patients with rectal cancer and pathological results

2.3 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI的診斷效能

3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的診斷效能見表3。3D-ERUS 和MRI 檢查診斷直腸癌 患 者EMVI 的AUC 分 別 為0.868 （95%CI：0.765～0.971） 和 0.824 （95%CI： 0.709～0.938），兩者之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=1.355，P=0.175）。見圖2。

3 討 論

1980 年TALBOT 等［11］首 次 明 確 了 壁 外 血 管與壁內(nèi)血管的區(qū)別，并提出了EMVI 是指在固有肌層以外的脈管系統(tǒng)內(nèi)存在腫瘤細胞，腫瘤侵犯壁外血管的患者5 年生存率僅為33%。研究［12］表明：直腸癌EMVI 陰性的患者行新輔助化療后5 年的無復(fù)發(fā)率和總生存率較陽性患者高。目前，MRI 檢查是術(shù)前評估EMVI 的主要影像學(xué)方法。研究［13］顯示：采用高分辨MRI 檢查于術(shù)前評估18 例直腸癌患者的EMVI，在術(shù)前正確診斷了15 例直腸癌患者的EMVI。SMITH 等［10］進一步提出基于采用高分辨MRI 的5 級評分評估術(shù)前的EMVI 情況，MRI術(shù)前檢出EMVI 的Se 和Sp 分別為62%和88%，評分為0～2 分的患者預(yù)后優(yōu)于評分為3 或4 分的患者。CHAND 等［14］研 究 發(fā) 現(xiàn)：MRI 檢 出EMVI 的患者明顯多于組織病理學(xué)，治療后MRI 檢查EMVI仍為陽性的患者無病生存率明顯低于治療后EMVI呈陰性的患者。本研究中MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的評估基于SMITH 等提出的5 級評分系統(tǒng)，其對EMVI 的Se 和Sp 分別為75.00%和89.74%。

圖1 EMVI 陽性直腸癌患者的3D-ERUS 和MRI 圖像Fig.1 3D-ERUS and MRI images of patients with positive rectal cancer

表3 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的診斷效能Tab. 3 Efficiencies of 3D-ERUS and MRI in diagnosis of EMVI in patients with rectal cancer

圖2 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 診斷效能的ROC 曲線Fig.2 ROC curves of efficiencies of 3D-ERUS and MRI in diagnosis of EMVI in patients with rectal cancer

目前，3D-ERUS 檢查多用于評估直腸癌患者的TN 分期［15-17］，且對早期直腸癌的T 分期準確性較高［18］，作為MRI 檢查的補充用于評估中下段直腸癌的環(huán)周切緣［19-20］。本研究首次應(yīng)用3D-ERUS評估中下段直腸癌患者術(shù)前的EMVI，多方位多角度觀察腫瘤周圍系膜內(nèi)的血管走行情況，聯(lián)合應(yīng)用彩色多普勒超聲觀察腫瘤系膜內(nèi)小血管的血流充盈情況。參照SMITH 等［10］提出的5 級評分系統(tǒng)進行評分，直腸3D-ERUS 評估EMVI 的準確率、Se、Sp 及AUC 分 別 為90.43% （Kappa=0.685，P＜0.01）、 81.25%、 91.23% 和 0.868 （95%CI：0.765～0.971），3D-ERUS 和MRI 檢查診斷直腸癌患者術(shù)前EMVI 的準確率和AUC 比較均差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

本研究中3D-ERUS 和MRI 檢查評估中下段直腸癌患者術(shù)前EMVI 的NPV 較高，而PPV 均較低，可能是因為本研究中入組的EMVI 陽性的患者例數(shù)偏少。本研究中有1 例EMVI 陽性患者發(fā)生在小于3 mm 的小血管內(nèi)，MRI 檢查未檢出，主要是MRI 檢 查 無 法 評 估 小 于3 mm 的EMVI 程 度［21-22］，而直腸3D-ERUS 檢出該例小于3 mm 的小血管內(nèi)EMVI 陽性患者；直腸3D-ERUS 術(shù)前未檢出的3 例EMVI 陽性患者的主要是受限于腸道的清潔度。本研究中3D-ERUS 和MRI 檢查診斷為EMVI陽性的直腸癌患者分別為6 例和8 例，其病理診斷為EMVI 陰性。由于直腸3D-ERUS 和MRI 檢測的EMVI 需與病理的金標準“血管侵犯”作對比，病理學(xué)固有肌層以外的脈管系統(tǒng)內(nèi)存在腫瘤細胞需加做CD34 免疫組織化學(xué)以確認是否存在血管侵犯，同時病理取材時需至少取4 個方位才能夠達到評估EMVI 的要求。3D-ERUS 和MRI 檢查誤診病理EMVI 陰性為EMVI 陽性的可能原因是誤判了腫瘤周邊走行的正常血管為EMVI 陽性，同時病理標本是4 點取材評價EMVI 而不是大標本觀察。

本研究的局限性：回顧性研究，入組的EMVI陽性病例數(shù)偏少；本研究中病理標本是4 點取材評價EMVI，而不是大切片評估，同時未加做CD34免疫組織化學(xué)染色進一步評估；本研究未觀察患者整體生存率和局部復(fù)發(fā)率。后續(xù)將進一步分析3D-ERUS 檢測的EMVI 與直腸癌患者遠處轉(zhuǎn)移、局部復(fù)發(fā)和總體生存率的相關(guān)性。

綜上所述，3D-ERUS 和MRI 檢查在評估中下段直腸癌患者術(shù)前EMVI 情況中具有較高的臨床應(yīng)用價值，3D-ERUS 檢查可作為MRI 檢查的補充用于評估術(shù)前中下段直腸癌患者的EMVI。