經(jīng)直腸超聲結(jié)合剪切波彈性成像在直腸癌診斷及TNM分期中的應(yīng)用

張珊珊，李諾，劉露，張紳

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院 消化內(nèi)鏡科，遼寧 沈陽110032）

手術(shù)是治療直腸癌的主要手段，全直腸系膜切除術(shù)（total mesorectal excision, TME）是臨床治療直腸癌的常用術(shù)式之一[1]。TNM 分期是腫瘤手術(shù)方式選擇和預(yù)后評估的重要依據(jù)，良性腺瘤或處于T1期、T2期的直腸癌患者可考慮內(nèi)鏡顯微外科手術(shù)或局部切除治療，而T3期、T4期患者在術(shù)前則需要進(jìn)行放療、化療輔助，故直腸癌的早期診斷和TNM分期十分重要[2-3]。 經(jīng)直腸超聲（transrectal ultrasound,TRUS）檢查是診斷直腸癌分期的常用手段，其優(yōu)勢在于可清晰識別各個層次直腸壁，且操作簡便，但也可能對腸腔梗阻或明顯狹窄的直腸癌無法掃描[4-5]。剪切波彈性成像（shear wave elastrography, SWE）技術(shù)是一種通過彩色編碼技術(shù)對特定成像系統(tǒng)中追蹤和獲得的橫波進(jìn)行處理，從而實時呈現(xiàn)出組織彈性圖像的檢查技術(shù)，并可通過楊氏模量定量測量對組織彈性圖像進(jìn)行定性分析，根據(jù)病灶組織的彈性硬度，判斷腫瘤組織的良、惡性，這為直腸癌的早期診斷及TNM 分期提供了有價值的信息[6-7]。目前國內(nèi)外采用TRUS 聯(lián)合SWE 診斷直腸癌的研究還較少，本研究將根據(jù)病理結(jié)果分析兩者聯(lián)合診斷直腸癌及TNM 分期的應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019年12月—2021年2月中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院收治的86 例直腸腫瘤患者臨床資料。其中，男性64 例，女性22 例；年齡41～71 歲，平均（56.82±4.76）歲；直腸癌71 例，直腸腺瘤8 例，直腸間質(zhì)瘤3 例，神經(jīng)內(nèi)分泌瘤4 例；腫瘤遠(yuǎn)端距肛門距離為6～13 cm，平均（9.25±1.28）cm；TNM 分期：T1期17例，T2期11例，T3期39例，T4期4 例。將71 例直腸癌患者作為直腸癌組，15 例非直腸癌患者作為非直腸癌組。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《中國結(jié)直腸癌篩查與早診早治指南》[8]診斷標(biāo)準(zhǔn)；入院后均進(jìn)行TRUS 和SWE 檢查，并在2 周內(nèi)手術(shù)，有明確的病理結(jié)果，TNM 分期明確；腫瘤遠(yuǎn)端距肛門距離≤15 cm；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：直腸癌術(shù)后復(fù)發(fā)患者；術(shù)前進(jìn)行放療、化療的直腸癌患者；明顯腸腔狹窄，無法進(jìn)行超聲檢查。

1.2 診斷儀器及參數(shù)

TRUS 檢查采用Mylab 彩色多普勒超聲診斷儀（意大利ESAOTE 公司），選擇腔內(nèi)雙平面探頭，頻率線陣4～13 MHz，凸陣3～9 MHz。SWE 檢查采用Aix-plorer 彩色多普勒超聲診斷儀（法國Supersonic Imagine 公司），選擇SE12-3 經(jīng)直腸探頭，頻率3～12 MHz。

1.3 方法

所有患者檢查前需進(jìn)行灌腸處理，之后依次進(jìn)行TRUS 和SWE 檢查。

1.3.1 TRUS檢查患者取左側(cè)臥位，屈髖屈膝，深呼吸放松肛門，在套有避孕套的探頭上涂抹適量耦合劑，進(jìn)入直腸，確保清晰顯示腫瘤病灶，采用膝胸位時針法記錄病灶大小、邊緣、浸潤深度、回聲、距肛緣的距離、血管形成、周圍器官組織侵犯情況，進(jìn)行術(shù)前分期。

1.3.2 SWE 檢查調(diào)節(jié)探頭以優(yōu)化焦點、深度、動態(tài)范圍、時間增益補償，確保清晰顯示腫瘤病灶，在無壓縮情況下用換能器靠近病灶，直至彩色圖信號穩(wěn)定，凍結(jié)圖像，啟動Q-box 系統(tǒng)測量組織硬度，記錄腫瘤病灶、周圍脂肪和正常直腸壁3 個位置楊氏模量值，測量5 次后取最大值（Emax）和平均值（Emean）。

1.4 觀察指標(biāo)

以病理結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，記錄TRUS 與SWE 診斷直腸癌及其TNM 分期的敏感性、特異性及準(zhǔn)確率。并繪制ROC 曲線分析TRUS、SWE 及聯(lián)合診斷直腸癌的價值。比較直腸癌與直腸腺瘤患者腫瘤病灶、周圍脂肪和正常直腸壁3 個位置的Emax、Emean值。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 23.0 統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較用t檢驗或方差分析，兩兩比較用LSD-t檢驗，繪制ROC 曲線。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同方式診斷直腸癌的敏感性、特異性及準(zhǔn)確率

TRUS 診斷的敏感性為85.92%（95% CI：0.68，0.89），特異性為66.67%（95% CI：0.52，0.72），準(zhǔn)確率為82.56%（95% CI：0.73，0.91）；SWE 診斷的敏感性為87.32%（95% CI：0.70，0.90），特異性為73.33%（95% CI：0.55，0.79），準(zhǔn)確率為84.88%（95% CI：0.76，0.94）；聯(lián)合診斷直腸癌的敏感性為97.18%（95% CI：0.80，0.99），特異性為86.67%（95% CI：0.71，0.98），準(zhǔn)確率為95.35%（95% CI：0.78，0.99）。ROC 曲線分析結(jié)果顯示，TRUS、SWE 及兩者聯(lián)合診斷直腸癌的AUC分別為0.801（95% CI：0.70，0.92）、0.886（95% CI：0.71，0.98）和0.968（95% CI：0.89，1.00）。見圖1。

圖1 TRUS、SWE及兩者聯(lián)合診斷直腸癌的ROC曲線

2.2 不同方式診斷直腸癌TNM 分期的敏感性、特異性及準(zhǔn)確率

經(jīng)TRUS診斷為T1期的準(zhǔn)確率為88.24%（95%CI：0.71，0.91），T2期的準(zhǔn)確率為81.82%（95% CI：0.67，0.89），T3期的準(zhǔn)確率為84.62%（95% CI：0.69，0.90），T4期的準(zhǔn)確率為100.00%（95% CI：0.99，1.00）。經(jīng)SWE 診斷為T1期的準(zhǔn)確率為88.24%（95% CI：0.71，0.92），T2期的準(zhǔn)確率為90.91%（95% CI：0.79，0.95），T3期的準(zhǔn)確率為87.18%（95% CI：0.76，0.91），T4期的準(zhǔn)確率為100.00%（95% CI：0.99，1.00）。兩者聯(lián)合診斷為T1期的準(zhǔn)確率為94.12%（95% CI：0.76，0.94），T2期的準(zhǔn)確率為90.91%（95% CI：0.72，0.92），T3期的準(zhǔn)確率為100.00%（95% CI：0.99，1.00），T4期的準(zhǔn)確率為100.00%（95%CI：0.99，1.00）。見表1～3。

表1 TRUS診斷直腸癌TNM分期 例

表2 SWE診斷直腸癌TNM分期 例

表3 聯(lián)合診斷直腸癌TNM分期 例

2.3 兩組楊氏模量值比較

兩組Emax、Emean值比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），直腸癌組較非直腸癌組高。見表4、5。

表4 兩組楊氏模量Emax值比較 （±s）

表4 兩組楊氏模量Emax值比較 （±s）

組別n 病灶周圍脂肪直腸壁非直腸癌組直腸癌組t 組P 組15 71 40.65±5.29 138.59±16.34 22.868 0.000 23.98±3.46 65.18±7.41 20.981 0.000 15.69±2.71 39.18±5.04 17.469 0.000

表5 兩組楊氏模量Emean值比較 （±s）

表5 兩組楊氏模量Emean值比較 （±s）

組別n 病灶周圍脂肪直腸壁非直腸癌組直腸癌組t 組P 組15 71 18.59±2.58 86.40±10.69 24.312 0.000 13.64±3.67 39.72±5.16 18.567 0.000 11.23±2.61 28.45±3.82 16.619 0.000

2.4 不同分期的楊氏模量值比較

不同分期的楊氏模量值比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），且TNM 分期越晚，Emax、Emean值越高。見表6。

表6 不同分期楊氏模量值比較 （±s）

表6 不同分期楊氏模量值比較 （±s）

注：①與T2期、T3期、T4期比較，P<0.05；②期與T3期比較，P<0.05；③與T4期比較，P<0.05。

Emean值分期n Emax值25.45±3.12①50.63±6.74②111.69±13.08③149.61±16.07 333.165 0.000 T1期T2期T3期T4期F 值P 值17 11 39 4 53.48±6.87①107.95±12.46②159.43±17.72③220.90±23.59 241.04 0.000

3 討論

術(shù)前對直腸癌進(jìn)行準(zhǔn)確分期是臨床選擇治療方式的關(guān)鍵，TRUS 診斷直腸癌以5 層直腸壁模型為基礎(chǔ)，其可清晰顯示直腸壁橫截面上正常腸壁與腫瘤侵犯的最深位置，并根據(jù)腫瘤侵犯情況給予分期[9-10]。有研究指出，TRUS 的分期診斷準(zhǔn)確率為80%～95%，但由于超聲波的穿透力有限，因此對深部腫瘤的層次鑒別率較低，盡管國外少量研究提出T1～T4期存在逐期遞減的規(guī)律性，但仍不可避免整體分期診斷準(zhǔn)確率的下降[11-12]。其可能原因為TRUS 無法區(qū)分癌組織與淋巴濾泡、炎癥組織及纖維結(jié)締組織；縮窄型直腸癌會遮蔽超聲波，阻礙腫瘤的可視化，導(dǎo)致分期不足，腫瘤組織與腸壁出血或壞死則可能導(dǎo)致TRUS 過度分期。此外，由于放療、化療會使腫瘤病灶發(fā)生局部炎癥、細(xì)胞壞死等情況，所以放療、化療后所得出的TRUS結(jié)果并不能體現(xiàn)正確的分期，而是腸壁的纖維化范圍，因此諸多處于T3、T4期直腸癌患者在術(shù)前均需先進(jìn)行放療、化療輔助治療[13-14]。

SWE 通過判斷彈性圖像的軟硬度診斷直腸腫瘤的良、惡性，若彈性圖像顯示周邊腫物較硬，可考慮為惡性，若在聯(lián)合TRUS 診斷時，TRUS 顯示并非惡性表現(xiàn)，就可糾正SWE 診斷結(jié)果，故兩者聯(lián)合診斷對提高直腸癌診斷準(zhǔn)確率具有一定價值[15]。FAN 等[16]研究指出，SWE 有助于判斷直腸腫瘤的入侵深度，可為直腸癌分期的術(shù)前診斷提供可量化指標(biāo)，并可用作常規(guī)TRUS 的補充。徐明達(dá)等[17]研究指出，聯(lián)合診斷可有效提高直腸癌的診斷能力，并在直腸癌TNM 分期中具有較高的診斷準(zhǔn)確性，這也與本研究結(jié)果一致。彈性體在受到外界施壓時會發(fā)生形變，并會在無外力施壓后恢復(fù)原始狀態(tài)，不同組織間彈性應(yīng)變情況也存在差異，如脂肪組織較易變性，在去掉外力后可快速恢復(fù)，而纖維組織和肌肉組織較脂肪組織恢復(fù)慢。超聲彈性成像技術(shù)可在二維超聲的基礎(chǔ)上提供不同組織的彈性信息，因此臨床基于該原理通過探頭對組織施加外力來獲取形變信息，并經(jīng)軟件處理后由彩色編碼圖像展現(xiàn)[18-19]。SWE 技術(shù)利用“馬赫錐”原理在組織中產(chǎn)生一種剪切波，并通過彈性成像系統(tǒng)追蹤和獲取該類波，最后采用彩色編碼技術(shù)將組織彈性圖可視化地實時呈現(xiàn)出來，同時通過測量楊氏模量數(shù)值來反應(yīng)組織的軟硬程度，其與組織的硬度呈正相關(guān)，即組織越硬，圖像所呈現(xiàn)的顏色則越紅，楊氏模量值則越大，反之則越越藍(lán)，臨床可以此對腫瘤的良、惡性做出診斷[20-21]。病灶的軟硬程度可反應(yīng)病灶的特性，一般惡性病灶的組織較硬，而良性病灶較軟，且組織的硬度會隨腫瘤的發(fā)展及惡變程度而增大，所以可通過不同大小的楊氏模量值判斷腫瘤的病理程度[22]。本研究中，直腸癌病灶、周圍脂肪及直腸壁的Emax、Emean值均高于非直腸癌，且TNM 分期越晚，Emax、Emean值越高。但SWE 也易受腫瘤大小、病理分級、位置深淺等因素影響，良、惡性腫瘤間彈性圖像有重疊，也容易造成誤診。因此針對直腸腫瘤類重大性疾病，建議采用聯(lián)合診斷的方式，以確保診斷準(zhǔn)確率。

綜上所述，TRUS 結(jié)合SWE 診斷直腸癌及TNM分期的準(zhǔn)確率較高，可為臨床病變鑒別及病理程度提供一定的參考依據(jù)。但由于目前國內(nèi)外采用TRUS 聯(lián)合SWE 診斷直腸癌的相關(guān)研究還較少，本研究也存在樣本量小、樣本來源單一等局限，故今后還需擴大樣本量，進(jìn)行前瞻性、多中心的試驗進(jìn)一步豐富研究數(shù)據(jù)。