孫應(yīng)實, 盧巧媛, 管 真, 張曉燕
(北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所醫(yī)學(xué)影像科惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制及轉(zhuǎn)化研究教育重點實驗室,北京 100142)
結(jié)腸直腸癌(colorectal cancer,CRC)是常見的消化道惡性腫瘤之一,其發(fā)病率在男性中居第3位、女性中居第2位,全球致死腫瘤居第4位[1-2]。本文將重點圍繞結(jié)腸癌和直腸癌,從影像學(xué)檢查方式、臨床關(guān)鍵問題的影像學(xué)評價等方面進(jìn)行介紹。
多排螺旋CT(multiple-row detector computed tomography,MDCT)檢查具有掃描速度快、不受腸道蠕動影響以及圖像分辨率高等優(yōu)勢,是臨床最常用的評價結(jié)腸癌的影像學(xué)方法,也是指南及診療規(guī)范推薦的標(biāo)準(zhǔn)影像檢查方法[3]。
對于大部分初診結(jié)腸癌,MDCT檢查可清晰顯示原發(fā)灶的位置、形態(tài)(腫塊型、腸壁浸潤型)、環(huán)周受累程度。對于少數(shù)腫瘤顯像不明顯者,需結(jié)合腸鏡、多平面重建等仔細(xì)尋找原發(fā)灶。除上述基本征象外,更重要的是判斷腫瘤浸潤深度,即腫瘤分期。目前常用的分期標(biāo)準(zhǔn)是AJCC分期第8版[4]:T1期,腫瘤侵犯至黏膜下層;T2期,腫瘤侵犯固有肌層,但未穿透固有肌層;T3期,腫瘤突破固有肌層外膜,侵犯至周圍系膜脂肪(侵出距離以5 mm為界);T4a期,腫瘤侵犯超出腹膜覆蓋的表面;T4b期,腫瘤侵犯毗鄰臟器。由于CT檢查無法清晰顯示薄薄的一層腹膜,故對于T3、T4a期的診斷準(zhǔn)確率并不高,常會出現(xiàn)過度分期的情況[5]。因此,很多學(xué)者研究認(rèn)為,判斷腫瘤突破固有肌層是否超過5 mm為標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確率及診斷者間一致性更高。D′Souza 等[6]研究也證實腫瘤突破肌層超過5 mm是結(jié)腸癌預(yù)后不良的影響因素。
目前對于區(qū)域淋巴結(jié)狀態(tài)的判斷仍缺乏統(tǒng)一、準(zhǔn)確、客觀的評價標(biāo)準(zhǔn)。影像學(xué)檢查判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)包括淋巴結(jié)短徑>8 mm、內(nèi)部密度不均勻及邊緣、形態(tài)不規(guī)則等[7-9]。但即便同時存在上述征象,影像學(xué)檢查判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確率仍不高(70%以下),且更多依賴閱片者的主觀經(jīng)驗。如何更準(zhǔn)確地判斷淋巴結(jié)狀態(tài)、明確影像學(xué)淋巴結(jié)評價與預(yù)后的關(guān)系是臨床疑難的共性問題[10]。
多項研究表明,壁外血管侵犯(extramural venous invasion,EMVI)是胃腸道腫瘤預(yù)后的重要影響因素[11-13]。也有研究證實,EMVI是結(jié)腸癌發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、預(yù)后不良的危險因素[14-15]。此外,對于升、降結(jié)腸后方無臟層腹膜覆蓋的區(qū)域,手術(shù)切除中鈍性或銳性分離產(chǎn)生的切緣即腹膜后手術(shù)切緣(retroperitoneal surgical margin,RSM)。影像學(xué)檢查腫瘤與后方筋膜距離<1 mm為RSM陽性。目前關(guān)于RSM的研究較少,對于RSM與預(yù)后的相關(guān)性并不明確,可能是由于CT檢查無法準(zhǔn)確判斷升、降結(jié)腸無腹膜覆蓋區(qū)域,從而很難明確RSM狀態(tài)。對于初診病人,推薦行胸部、全腹增強(qiáng)CT檢查,以除外遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,如肝、肺、骨、腹膜、腹膜后淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等,必要時借助 PET-CT 的全身檢查[3]。
隨著CT檢查技術(shù)的飛速革新,CT結(jié)腸造影(computed tomography colonography,CTC) 的無 創(chuàng)性、低輻射及良好的耐受性,在臨床工作中逐漸得到認(rèn)可。目前CTC的相關(guān)研究表明,其在結(jié)腸癌術(shù)前分期中有一定的價值[16-17]。Komono 等[16]基于 CTC提出的“邊緣血管征”對于區(qū)分T3期與T2、T4期腫瘤具有重要意義。
近年有研究對比CT檢查與MRI檢查對于結(jié)腸癌術(shù)前診斷的價值。Park等[18]研究認(rèn)為,MRI檢查對于高危Ⅱ、Ⅲ期結(jié)腸癌的診斷效能及診斷者間一致性優(yōu)于CT檢查。Liu等[19]認(rèn)為MRI檢查在判斷T3~T4期、EMVI方面優(yōu)于CT檢查,但在淋巴結(jié)狀態(tài)的判斷與CT檢查并無差異。雖然MRI檢查對于軟組織結(jié)構(gòu)顯示分辨率更高,但由于MRI掃描時間較長,易受到腸蠕動、呼吸運動等影響產(chǎn)生偽影,檢查費用相對較貴,尚不能取代CT檢查在臨床廣泛應(yīng)用。
對于大部分結(jié)腸癌,除術(shù)前影像學(xué)檢查提示腫瘤侵犯其他器官者外,根治性手術(shù)切除是主要治療方法。術(shù)前借助影像學(xué)檢查對結(jié)腸癌進(jìn)行準(zhǔn)確分期、判斷預(yù)后。這些相關(guān)影像學(xué)征象對于選擇合適的治療方案、評估預(yù)后具有重要意義?,F(xiàn)有的結(jié)腸癌影像學(xué)研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,未來有很大的探索空間。
除最常見的上皮來源結(jié)腸癌外,還有一些少見的結(jié)腸腫瘤,如惡性淋巴瘤、平滑肌瘤、脂肪瘤等[20]。其中淋巴瘤是除結(jié)腸癌外最多見的惡性腫瘤,可以是全身系統(tǒng)性淋巴瘤累及結(jié)腸,也可以是原發(fā)淋巴瘤的部位,影像學(xué)檢查常表現(xiàn)為腸壁明顯增厚伴腸腔動脈瘤樣擴(kuò)張。平滑肌瘤、脂肪瘤及其他更少見的腫瘤,其發(fā)病率相對較低,影像學(xué)表現(xiàn)無特異性,最終確診依靠病理診斷。
MRI是指南推薦的直腸癌標(biāo)準(zhǔn)檢查方法[21]?;诟咔逦萂RI圖像,可以獲知與直腸癌的診斷、治療以及預(yù)后密切相關(guān)的信息。
腫瘤的位置與外科治療方案相關(guān)。根據(jù)MRI矢狀位測量的腫瘤最下緣與肛緣的距離,可將直腸分為上段、中段和下段[22]。距肛緣<2 cm時,肛門一般很難保留;≥2 cm 時,則保肛率顯著提高[23]。
局部進(jìn)展期(≥T3N0期或任何TN+期)直腸癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方案為新輔助放、化療加根治性手術(shù)切除。早期低風(fēng)險直腸癌可選擇器官保留策略,如局部切除。MRI是最常用的T分期檢查方法。直腸內(nèi)鏡超聲(endoscopic ultrsonography,EUS)檢查對局限于腸壁內(nèi)的腫瘤有一定優(yōu)勢。CT檢查對腫瘤浸潤程度判定的準(zhǔn)確率較低。
(一)MRI檢查
T分期需根據(jù)T2WI序列,以垂直于腫瘤所在腸壁行切線位掃描的斜軸位為主,結(jié)合矢狀位、冠狀位的觀察。T2WI序列可清晰顯示直腸壁各層:黏膜下層、腸周脂肪呈高信號,黏膜、固有肌層呈低信號,腫瘤呈中等信號,即高于肌層信號,而低于腸周脂肪信號。T1期的診斷標(biāo)準(zhǔn)是病灶局限于黏膜和黏膜下層。T2期腫瘤侵透黏膜下層進(jìn)入固有肌層。T2期及以下的腫瘤肌層外緣完整。T3期腫瘤信號穿透低信號肌層,浸潤至高信號腸周脂肪。T4a期腫瘤直接浸潤穿透至臟層腹膜表面,典型表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀中等信號侵犯線狀低信號腹膜反折,或浸潤至腹膜反折平面以上的直腸前表面。T4b期腫瘤直接侵犯或粘連至周圍組織或器官。MRI檢查對直腸癌T分期的準(zhǔn)確率在 67%~83%[24]。MRI檢查對臨界期腫瘤的判斷有一定困難[25]。T分期錯判主要是T1期和T2期腫瘤難以鑒別,以及部分腫瘤促結(jié)締組織增生反應(yīng)與腫瘤侵犯腸周脂肪區(qū)分困難,導(dǎo)致T2期腫瘤誤診為T3期腫瘤[24]。增強(qiáng)MRI檢查觀察到的黏膜下強(qiáng)化帶可用來鑒別T0~T1期與早期T2期直腸癌,其診斷準(zhǔn)確性可達(dá)87%[26];而擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)顯著提高判斷腸周脂肪侵犯的特異性,從而避免T2期腫瘤過度分期為T3期腫瘤[27]。新輔助放、化療后腸壁出現(xiàn)水腫、炎癥、壞死、纖維化等一系列治療后改變,難以觀察腸壁分層,以及在T2WI上難以區(qū)分纖維化改變與殘余腫瘤,因此化療后T分期準(zhǔn)確性差。最近一項系統(tǒng)復(fù)習(xí)和薈萃分析顯示,MRI檢查總體T再分期準(zhǔn)確率僅為 52%[28]。
T3期病人5年生存率存在明顯異質(zhì)性,30%~80%[29]。已有研究證實對所有T3期病人行新輔助放、化療的臨床舉措并不合理,需對T3期進(jìn)行細(xì)分。現(xiàn)有T3亞分期常用的有UICC標(biāo)準(zhǔn)[<1 mm,1~5 mm(不包含 5 mm),5~15 mm,>15 mm]和 RSNA標(biāo)準(zhǔn)(<5 mm,5~10 mm,>10 mm)[30-33],均以不同的壁外侵犯深度作為界值。
(二)EUS檢查
EUS檢查能顯示直腸壁各層,即黏膜-黏膜肌層、黏膜下層和固有肌層,有助于確定早期腫瘤的浸潤深度,其準(zhǔn)確率為 64%~96%[34-36]。 EUS 檢查依賴臨床操作醫(yī)師的水平,且存在腫瘤導(dǎo)致腸腔狹窄無法通過探頭的情況。因此,美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)專家組認(rèn)為EUS盆腔檢查僅用于存在MRI檢查禁忌證時[21]。
(三)CT檢查
直腸癌CT影像表現(xiàn)為腸壁局灶性、不規(guī)則增厚。其不能顯示直腸壁分層結(jié)構(gòu),因此T分期效果不佳,準(zhǔn)確率在 33%~82%[37-38]。 歐洲腫瘤醫(yī)學(xué)學(xué)會(European Society for Medical Oncology,ESMO)不推薦CT作局部分期的檢查方式[39]。盡管MDCT檢查的多平面重建 (multiplaner reconstruction,MPR)圖像可提高T分期的準(zhǔn)確性,但仍存在低組織對比度的局限性,難以區(qū)分T1、T2期腫瘤。
(一)MRI檢查
N分期通過區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量來判斷:N1a期(1 個淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移);N1b期(2~3 個淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移);N2a期(4~6個淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)和N2b期 (≥7個淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)[22]。MRI較好的空間分辨率對區(qū)分良、惡性淋巴結(jié)有優(yōu)勢。早期淋巴結(jié)多以淋巴結(jié)大小作為診斷標(biāo)準(zhǔn),但淋巴結(jié)徑線界值目前仍無定論。由于良、惡性淋巴結(jié)徑線存在很大的重疊,約15%的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)直徑<5 mm[40],因此徑線作為標(biāo)準(zhǔn)診斷效能不高。通過淋巴結(jié)大小判定淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確率為43%~85%[41]。目前淋巴結(jié)定性診斷主要是結(jié)合淋巴結(jié)形態(tài)學(xué)特征、內(nèi)部信號特點及徑線大小進(jìn)行。Kim等[42]的研究顯示,短軸直徑>8 mm僅出現(xiàn)在轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組。以毛刺邊界和模糊邊界為標(biāo)準(zhǔn)的靈敏度分別是45%和36%,特異度都是100%。用斑駁不均勻信號為標(biāo)準(zhǔn)的靈敏度和特異度分別是50%和95%。這三個淋巴結(jié)特征與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈強(qiáng)相關(guān)。
USPIO是一種淋巴結(jié)特異造影劑,在T2期或T2*期(鐵敏感)加權(quán)的MRI上產(chǎn)生磁化效應(yīng)。正常淋巴結(jié)內(nèi)巨噬細(xì)胞攝取后信號強(qiáng)度降低。在由腫瘤完全或部分取代的淋巴結(jié),巨噬細(xì)胞被消耗,因而磁化效應(yīng)小,保持相對較高的信號強(qiáng)度[43]。但USPIO存在致命的過敏反應(yīng),以及背痛、惡心等不良反應(yīng),未被美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)使用。
(二)EUS檢查
EUS常用于早期腫瘤的檢測,可清晰地顯示腸旁淋巴結(jié)[44-45]。近期的薈萃分析表明,EUS特異度為75.8%(95%CI:73.5~78.0), 靈敏度為 73.2%(95%CI:70.6~75.6)[46]。 然而因其難以檢測到較小的淋巴結(jié)或顯示遠(yuǎn)離腫瘤的淋巴結(jié),所以檢出淋巴結(jié)的能力有限。增強(qiáng)頻率探頭能探測到直徑<5 mm的淋巴結(jié)。但由于直腸周圍大部分淋巴結(jié)直徑更小,因此也只能檢測到約40%的淋巴結(jié)[47]。
(三)CT檢查
CT檢查可顯示直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的部位、大小和數(shù)目,并可進(jìn)一步對直腸癌周圍淋巴結(jié)的性質(zhì)與正常盆腔淋巴結(jié)進(jìn)行比較[47]。但CT檢查的診斷效能僅根據(jù)淋巴結(jié)大小結(jié)果不令人滿意[48-49]。研究用直徑4.5 mm為診斷界值,靈敏度僅42%[50]。最近的MPR成像有望改善N分期。MPR圖像更準(zhǔn)確地測量淋巴結(jié)直徑,區(qū)分淋巴結(jié)和小血管,從而減少假陽性結(jié)果。然而,即使用MPR圖像,仍會導(dǎo)致誤判微轉(zhuǎn)移與良性增大的淋巴結(jié)[51]。高分辨率的MDCT仍無法解決微轉(zhuǎn)移診斷困難的問題。
(一)MRI檢查
直腸系膜筋膜(mesorectal fascia,MRF)包裹直腸周圍脂肪和直腸,在MRI上呈線樣低信號,是全直腸系膜切除術(shù)(total mesorectal excision,TME)的切除平面。MRF狀態(tài)是局部復(fù)發(fā)和生存的重要獨立預(yù)后因素[22]。MRF侵犯與否是通過高分辨率MRI測量腫瘤浸潤最深處(或癌結(jié)節(jié)、可疑轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)、EMVI)到MRF的距離來判斷。距離>1 mm定義為MRF陰性,≤1 mm為MRF陽性。此外,腫瘤距肛提肌≤1 mm,或腫瘤侵入或超過括約肌間隙,也為 MRF陽性[21]。 MERCURY 前瞻性研究的結(jié)果表明,MRI檢查預(yù)測病理學(xué)環(huán)周切緣(pathologic circumferential resection margin,pCRM)的特異度可達(dá) 92%[52]。
(二)CT檢查
CT檢查不能清晰顯示MRF,預(yù)測腫瘤與MRF關(guān)系的靈敏度較低,不到50%,因而臨床不推薦常規(guī) CT 檢查[53]。
EMVI是直腸固有基層外血管內(nèi)出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞,常見于局部進(jìn)展期及以上的直腸癌病人,是直腸癌局部復(fù)發(fā)、異時性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及總生存的獨立預(yù)測因素[13,23,54-57]。高分辨率MR檢查已被證明可在新輔助治療前、后精準(zhǔn)評估 EMVI[13,58-60]。文獻(xiàn)報道MRI檢測EMVI與病理EMVI符合率為80%[61]。直腸周圍靜脈在T2WI上表現(xiàn)為迂曲的線形結(jié)構(gòu),由于血液的流空現(xiàn)象而呈現(xiàn)低信號,MRI對EMVI的檢出主要靠血管內(nèi)腫瘤信號以及血管正常結(jié)構(gòu)破壞的顯像。有學(xué)者提出MRI檢查EMVI的評分標(biāo)準(zhǔn)。0分:腫瘤呈非結(jié)節(jié)狀浸潤至肌層,周圍無血管結(jié)構(gòu);1分:腫瘤呈串狀或結(jié)節(jié)狀浸潤至肌層,或存在極小的腸壁外血管,但不在腫瘤附近;2分:壁外血管附近有串珠狀腫瘤,但血管管徑正常,內(nèi)無明確腫瘤信號;3分:腫瘤附近管腔內(nèi)可見中等強(qiáng)度信號,血管管徑輪廓略有改變;4分:腫瘤周邊血管內(nèi)出現(xiàn)腫瘤信號,血管管徑輪廓不規(guī)整或腫瘤結(jié)節(jié)狀侵犯血管。0~2分為EMVI陰性,3~4 分為 EMVI陽性[56]。
直腸間質(zhì)瘤較少見,為黏膜下來源,向腔外生長,體積較大,血供豐富,易發(fā)生囊變壞死,極少發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。直腸間質(zhì)瘤黏膜面光滑,可以此特征與直腸癌鑒別。結(jié)腸直腸淋巴瘤較少見,占胃腸道腫瘤的6%~20%,盡管胃腸道是結(jié)外淋巴瘤的好發(fā)部位[62]。直腸淋巴瘤腸壁彌漫性不均勻增厚,腸管大多擴(kuò)張,腸壁柔軟,不發(fā)生腸梗阻,周圍多發(fā)腫大淋巴結(jié),增強(qiáng)掃描呈輕度強(qiáng)化。MRI表現(xiàn)為T1WI中等信號,T2WI高信號。直腸黑色素瘤很少見,在黑色素瘤中占比<2%[63]。CT掃描早期與直腸癌較難區(qū)別。兩者在晚期的鑒別點之一為黑色素瘤主要表現(xiàn)為突向腸腔內(nèi)腫物,無腸梗阻或腸梗阻征象不明顯,而直腸癌往往以腸壁增厚為主,伴隨腸梗阻。黑色素瘤MRI有特征性表現(xiàn),經(jīng)順磁性作用后,典型信號改變?yōu)?T1WI高信號、T2WI低信號。直腸癌MRI表現(xiàn)為 T1WI低信號、T2WI高信號[63]。 神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤包括高分化內(nèi)分泌腫瘤、高分化內(nèi)分泌癌和低分化內(nèi)分泌癌。直腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤最常見于直腸前壁與側(cè)壁。T2WI呈等信號或高信號,T1WI等信號,增強(qiáng)掃描后均勻強(qiáng)化[63]。
近年來迅速發(fā)展的多種影像檢查技術(shù)在CRC的術(shù)前診斷、療效評價等方面展現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。能譜CT掃描通過物質(zhì)分離技術(shù),可獲得水基圖和碘基圖,定量分析病灶成分、提高對腫瘤良、惡性判斷的準(zhǔn)確性。與常規(guī)CT檢查相比,能譜CT檢查提高 CRC 的檢出率[64]及 T 分期的判斷準(zhǔn)確率[65]。 此外,在術(shù)前預(yù)測腫瘤分化程度[66]、評價療效[67]、預(yù)測評估靶向分子表達(dá)[68]以 及微衛(wèi)星狀態(tài)[69]方面,能譜CT檢查也有一定作用。
此外,體素內(nèi)不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)定量參數(shù)以及MRI檢查擴(kuò)散峰度成像(diffusional kurtosis imaging,DKI)在直腸癌的術(shù)前評估及療效評價等方面也有一定應(yīng)用前景。研究顯示聯(lián)合多個IVIM參數(shù)可輔助診斷直腸癌T分期,D值在轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中更低[70-71]。研究表明,DKI的峰度與組織學(xué)等級具有更高的相關(guān)性,有較高的診斷靈敏度(83.3%)和特異度(96.8%)[72]。 Zhang 等[73]基于MR-DKI數(shù)據(jù)、應(yīng)用深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建的療效預(yù)測模型,明顯優(yōu)于DKI參數(shù)測量及醫(yī)師主觀評價。影像組學(xué)、深度學(xué)習(xí)是近年新興的影像學(xué)分析方法。影像組學(xué)抽取影像中高通量的量化特征,將其轉(zhuǎn)化為可挖掘的數(shù)據(jù),最終將分析結(jié)果用于臨床診斷的決策支持[74]。深度學(xué)習(xí)技術(shù)可從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并預(yù)測,在醫(yī)學(xué)影像分析中應(yīng)用廣泛,涉及圖像分割、病變識別等多個領(lǐng)域[73]。影像組學(xué)在預(yù)測微衛(wèi)星狀態(tài)[75-76]、基因突變[74,77]及預(yù)后[78]等具有一定作用。深度學(xué)習(xí)在療效評價[73]、預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[79]等方面有一定優(yōu)勢。
綜上所述,CT檢查是結(jié)腸癌最常用、也是指南推薦的標(biāo)準(zhǔn)檢查手段。但目前對于結(jié)腸癌的原發(fā)灶、淋巴結(jié)分期,診斷準(zhǔn)確率都不高,與預(yù)后相關(guān)的影像學(xué)征象如EMVI、RSM等認(rèn)識不夠充分,有待未來深入研究,以充分發(fā)揮CT檢查在結(jié)腸癌術(shù)前評價中的作用。能譜CT和雙源CT有望取得更好的效果。MRI、CT、EUS檢查在直腸癌影像學(xué)診斷方面各有長處。MRI檢查對直腸周圍精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確顯示使其在直腸癌術(shù)前評估方面具有較大優(yōu)勢??茖W(xué)選擇適合的影像檢查方法,并對影像征象充分評估,有助于協(xié)助臨床合理制定治療方案。