食管癌的磁共振影像研究進(jìn)展

王慧瑩，強(qiáng) 軍,2，陳殿森，2，武聰聰

食管癌(esophageal carcinoma)來源于食管黏膜上皮細(xì)胞，是世界常見的惡性腫瘤之一，全球約1/2的食管癌發(fā)生在中國。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(International Agency for Research on Cancer,IARC)的數(shù)據(jù)顯示，食管癌2020年新發(fā)60萬例，死亡54萬例，東亞地區(qū)男性和女性發(fā)病率最高，其中中國是食管癌發(fā)病率最高的國家。食管癌發(fā)病率的地區(qū)差異在兩種最常見的組織學(xué)亞型之間有很大不同，我國食管癌以食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)多見，而北美和歐洲等國家以食管腺癌(esophageal adenocarcinoma,EAC)多見[1]。臨床上采取綜合治療及個(gè)體化方案治療食管癌。早期食管癌的治療以手術(shù)治療為主，中晚期食管癌的治療采用以手術(shù)為主的包括術(shù)前新輔助治療和術(shù)后輔助治療的綜合治療，而單純放化療治療主要用于難以進(jìn)行手術(shù)治療者[2]。目前，通過無創(chuàng)的影像學(xué)檢查對食管癌進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷和分期已經(jīng)成為食管癌診斷和治療的關(guān)鍵。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢查對人體軟組織具有高分辨率且無電離輻射，特別是隨著MRI檢查技術(shù)及硬件的發(fā)展，MRI在對食管癌的術(shù)前精準(zhǔn)TNM分期、放射治療方案的制訂及治療后的療效評(píng)估等方面較其他影像學(xué)檢查具有很大優(yōu)勢。

1 MRI檢查技術(shù)在食管癌診斷中的應(yīng)用

MRI是具有多序列、多參數(shù)、多平面多方位成像以及不產(chǎn)生電離輻射等優(yōu)勢的對軟組織分辨率極高的影像學(xué)檢查之一。Yamada等[3]研究表明，利用MRI高分辨率三維穩(wěn)態(tài)構(gòu)成干擾(three-dimensional constructive interference in steady state,3D-ClSS)序列可以清晰顯示和區(qū)分正常食管壁的8層組織結(jié)構(gòu)，這8層不同的組織結(jié)構(gòu)，可以在MRI圖像上顯示為不同信號(hào)強(qiáng)度的影像，從而使診斷者可以得到食管癌準(zhǔn)確的分期。但是這一研究僅僅能在體外實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，忽略了食管在患者體內(nèi)受到心跳、呼吸運(yùn)動(dòng)等因素的影響，因此這種序列在臨床實(shí)踐中還沒有被廣泛使用。受技術(shù)及硬件限制及患者胸部呼吸運(yùn)動(dòng)、心臟搏動(dòng)、患者吞咽動(dòng)作、食管自身平滑肌運(yùn)動(dòng)等產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影的影響，MRI檢查在臨床食管癌的影像學(xué)檢查中應(yīng)用極少。隨著近幾年MRI技術(shù)及硬件的發(fā)展，MRI檢查的掃描時(shí)間越來越短，這樣就減少了患者因心臟搏動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)等自身生理運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，并且有了更適合食管檢查的，可以減弱圖像偽影、提高圖像質(zhì)量的新的MRI序列及技術(shù)的出現(xiàn)，例如心電門控技術(shù)可以減弱心臟搏動(dòng)的偽影，使得食管MRI檢查成為可能；利用自由呼吸放射狀內(nèi)插體部檢查(radial-VIBE)，可以有效地抑制運(yùn)動(dòng)偽影[4-5]；通過刀鋒偽影技術(shù)(BLADE)獲得的MRI圖像信噪比高，運(yùn)動(dòng)偽影少，現(xiàn)在常被應(yīng)用于食管癌的MRI成像的相關(guān)研究中。現(xiàn)階段，MRI在食管癌患者中的重要性已經(jīng)逐漸得到認(rèn)可[6-7]。食管鋇餐是食管癌檢查的常用方法之一，可以顯示食管黏膜、形態(tài)等結(jié)構(gòu)，但是對腫瘤腔外生長及轉(zhuǎn)移情況無法進(jìn)行判斷，對于食管癌的臨床TNM分期具有很大的診斷困難，常須結(jié)合臨床表現(xiàn)及其他相關(guān)檢查綜合判斷。計(jì)算機(jī)斷層成像(computed tomography，CT)也是食管癌檢查最常用方法，CT掃描速度快，但與MRI相比，其對人體軟組織的分辨率較低，無法顯示精細(xì)的結(jié)構(gòu)。

另外，超聲內(nèi)鏡(endoscopic ultrasonography，EUS)也是食管癌診斷術(shù)前分期的常用檢查方法之一[8-11]，具有可以顯示食管具體的結(jié)構(gòu)層次的優(yōu)勢，對食管癌T分期有較高的準(zhǔn)確度，但屬于侵入性檢查，且部分患者食管狹窄，超聲內(nèi)鏡無法通過，就無法進(jìn)行檢查，另一方面，由于氣體對超聲顯像有很大的干擾，所以超聲內(nèi)鏡對食管癌支氣管侵犯情況的檢查效果不佳。

2 MRI在食管癌治療前TNM分期中的應(yīng)用

2.1 T分期常規(guī)T2WI和脂肪抑制T2WI序列可顯示食管管壁的結(jié)構(gòu)，而管腔內(nèi)氣體表現(xiàn)為低信號(hào)。葉泳松等[12]研究表明整個(gè)食管壁在T1WI序列上顯示為低至等信號(hào),而食管外膜則顯示為高信號(hào)。此外，有研究顯示，用表面線圈在高分辨MRI-T2WI序列上可以清楚地分辨出人體體內(nèi)食管的3層結(jié)構(gòu)，并可與食管正常組織學(xué)分層基本對應(yīng)——最內(nèi)側(cè)的黏膜層在MRI圖像上表現(xiàn)為中等高信號(hào)，中間固有肌層在MRI圖像上表現(xiàn)為低至中等信號(hào)，最外層的外膜在MRI圖像上顯示為低信號(hào)，高分辨MRI(high resolution magnetic resonance imaging,HRMRI)可以清晰顯示出食管的解剖分層，并準(zhǔn)確顯示腫瘤組織對食管壁的侵襲情況，但對部分食管癌病例可能出現(xiàn)食管癌T分期過高的情況[13-15]。秦福雙[16]的研究表明，在MRI圖像上，T1～T2期食管癌患者，食管腫瘤組織周邊環(huán)狀中低信號(hào)影尚完整；T3期食管癌患者，食管腫瘤組織周邊環(huán)狀中低信號(hào)影中斷甚至消失；T4期食管癌患者，食管腫瘤組織周圍組織結(jié)構(gòu)受侵，脂肪間隙模糊、消失。另外，MRI增強(qiáng)掃描可以使食管壁的結(jié)構(gòu)在圖像上顯示得更加清楚，食管壁黏膜層較肌層強(qiáng)化程度明顯，可以更準(zhǔn)確地判斷腫瘤組織侵犯食管壁的情況。此外，EUS也是診斷食管癌浸潤深度的重要檢查之一，有研究發(fā)現(xiàn)，與超聲內(nèi)鏡檢查相比，MRI對食管癌T分期有更高的診斷準(zhǔn)確性，但目前的研究所納入的T4期食管癌患者均較少，仍需在研究中擴(kuò)大T4期食管癌患者的樣本量[17-19]。

2.2 N分期N分期是指食管癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。食管癌淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移范圍對食管癌的手術(shù)治療及放化療方案的制定至關(guān)重要，未發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的食管癌患者的5 a生存率約為70%～92%，而發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的食管癌患者5 a生存率明顯降低，只有18%～47%[20]。MRI的多種檢查方法均可以較準(zhǔn)確地鑒別食管癌是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。第一，Alper等[21]根據(jù)短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short time inversion recovery，STIR)結(jié)合快速自旋回波序列(turbo spin echo sequence，TSE)中淋巴結(jié)的信號(hào)強(qiáng)度與正常食管信號(hào)強(qiáng)度的比值來區(qū)分良性及惡性淋巴結(jié)，良性淋巴結(jié)與正常食管組織信號(hào)強(qiáng)度的比值大于轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)。第二，MRI的彌散加權(quán)成像(diffusion-weighed imaging，DWI)及表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)序列對食管癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷有較大優(yōu)勢[22-24]。姚尉等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，CT、MRI的DWI序列均可用于食管癌的術(shù)前評(píng)估，但在測量食管癌病灶長度和術(shù)前分期方面，DWI序列優(yōu)于CT檢查。DWI序列中，信號(hào)的強(qiáng)弱取決于組織中水分子的彌散運(yùn)動(dòng)能力，水分子運(yùn)動(dòng)能力差，彌散受限，DWI顯示為高信號(hào)，ADC值低；相反，水分子運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)，DWI 顯示為低信號(hào)，ADC值高。另一方面，ADC值可以定量顯示組織微觀結(jié)構(gòu)的變化，為淋巴結(jié)的變化提供定量分析，更真實(shí)、有效地反映淋巴結(jié)的微小變化。DWI圖像易受磁敏感偽影及擴(kuò)散敏感梯度因子b值的影響，在實(shí)際過程中可能對研究結(jié)果造成一定影響。b值是DWI序列的重要參數(shù)之一，與圖像質(zhì)量及ADC值的準(zhǔn)確性密切相關(guān)。因此，在食管癌N分期中選擇合適的b值對診斷腫瘤是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的范圍非常重要。目前，對于適用于食管的DWI檢查的b值的最佳選擇，國際與國內(nèi)尚無公認(rèn)的結(jié)論，仍有待進(jìn)一步的研究。第三，MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描現(xiàn)常用于多種惡性腫瘤的檢查中[26-28]。研究發(fā)現(xiàn)MRI 超順磁性氧化鐵(supermagnetic iron oxide，SPIO)增強(qiáng)檢查，對轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)檢出的特異性在88%以上[29-31]。MRI對食管癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷有較高的準(zhǔn)確性，但對MRI掃描未發(fā)現(xiàn)陽性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者仍要謹(jǐn)慎評(píng)價(jià)，因?yàn)橛袝r(shí)MRI不能顯示所有的淋巴結(jié)情況。

2.3 M分期M分期為食管癌的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況評(píng)價(jià)。CT、MRI、PET-CT等影像學(xué)檢查是臨床評(píng)價(jià)惡性腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況的常用檢查。其中PET-CT不僅可以顯示病灶的具體形態(tài)，而且可以借助18F-氟代脫氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)，顯示病灶的糖代謝情況，在評(píng)價(jià)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移情況方面一直得到廣泛的認(rèn)同。朱蕻潮等[32]的研究顯示，PET-CT在食管癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的診斷方面有較高的準(zhǔn)確度，可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)CT檢出難以發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)移灶。但PET-CT價(jià)格昂貴，檢查時(shí)需要將放射性核素注射到人體內(nèi)，臨床在食管癌患者的全身檢查中難以廣泛開展。MRI檢查沒有電離輻射，尤其是其中的全身背景抑制彌散加權(quán)成像(diffusion weighted whole body imaging with back-ground body signal suppression，DWIBS)序列，Cafagna等[33]發(fā)現(xiàn)DWIBS結(jié)合常規(guī)序列MRI掃描的惡性腫瘤病灶檢出率較高，甚至Wang等[34]發(fā)現(xiàn)DWIBS在識(shí)別腦和骨的病灶方面敏感度超過PET-CT。但目前，DWIBS在評(píng)價(jià)食管癌患者遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移在臨床診療中的應(yīng)用仍沒有PET-CT廣泛。

3 MRI在食管癌放療方案制訂中的應(yīng)用

MRI在臨床食管癌放射性治療中可用于放療靶區(qū)的劃定。利用DWI序列結(jié)合T2WI、T1WI序列或者CT圖像不僅可以對食管癌進(jìn)行精準(zhǔn)分期，而且可以準(zhǔn)確顯示其放射治療靶區(qū)(gross tumor volume,GTV)的范圍。Hou等[35]將42例食管癌患者的DWI序列圖像與T2WI序列圖像或CT圖像進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)這種檢查方法較傳統(tǒng)的CT及MRI檢查可以更準(zhǔn)確地測量出食管癌腫瘤組織的大小、邊緣，所以能更加精準(zhǔn)地勾畫腫瘤放射治療靶區(qū)。李勝業(yè)等[36]的研究也發(fā)現(xiàn)，融合圖像在晚期食管癌患者放療靶區(qū)的劃定中有重要指導(dǎo)價(jià)值。侯棟梁等[37]將20例食管鱗癌患者的CT圖像及CT圖像與MRI的DWI序列融合圖像進(jìn)行對比，得出融合圖像可以更準(zhǔn)確地顯示治療靶區(qū)，CT圖像上的GTV體積差值明顯大于融合圖像。

4 MRI在食管癌非手術(shù)治療療效評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用

食管癌非手術(shù)治療后，特別是放射治療后常會(huì)引起相應(yīng)食管黏膜的炎細(xì)胞浸潤、水腫、充血、糜爛等損傷，極少數(shù)情況甚至可能出現(xiàn)食管穿孔，同時(shí)結(jié)締組織和膠原纖維增生出現(xiàn)在相應(yīng)的食管部位，無法單純依靠CT等形態(tài)學(xué)檢查評(píng)價(jià)食管癌非手術(shù)治療的療效。

MRI的動(dòng)態(tài)對比增強(qiáng)MRI成像(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)不同于傳統(tǒng)增強(qiáng)掃描只能獲得某一時(shí)間點(diǎn)的增強(qiáng)圖像，而是快速連續(xù)成像掃描，并通過數(shù)字重建技術(shù)呈現(xiàn)出一個(gè)動(dòng)態(tài)的連續(xù)的增強(qiáng)過程，從而呈現(xiàn)出腫瘤組織的連續(xù)性變化過程。依據(jù)造影劑在腫瘤組織中的流動(dòng)情況及分布情況，可以分析腫瘤組織形態(tài)及功能的變化，食管癌組織中常常可以見到新生血管形成。YE等[38]通過研究發(fā)現(xiàn)DCE-MRI的相關(guān)參數(shù)可以評(píng)估及預(yù)測食管癌的同步放化療療效。然而，到目前為止還沒有大樣本量的研究證明DCE-MRI在食管癌放化療療效評(píng)價(jià)中的應(yīng)用價(jià)值。

MRI的DWI序列及ADC序列等功能磁共振技術(shù)在臨床上獲得了廣泛應(yīng)用。惡性腫瘤在DWI圖像上常表現(xiàn)為高信號(hào)，ADC為低值，一些研究發(fā)現(xiàn)ADC值可以定量評(píng)價(jià)惡性腫瘤的治療療效。張安度等[39]用免疫缺陷型BALB/c裸鼠進(jìn)行的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，MRI的DWI技術(shù)可以早期預(yù)測食管癌患者放射治療的療效。Heethuis SE等[40]及WANG等[41]的研究結(jié)果都表明食管癌放化療治療后的DWI及ADC值表達(dá)情況與食管癌患者的放化療療效相關(guān)。張文寶等[42]和Maffazzioli[43]的相關(guān)文章也提示MRI的DWI序列及ADC序列在食管癌治療療效評(píng)價(jià)及預(yù)后預(yù)測方面有很高的價(jià)值。劉良忠等[44]將51例食管癌患者，于臨床化療前后均行MRI的DWI序列及ADC序列檢查，結(jié)果提示化療前食管癌相應(yīng)病灶的ADC值均顯著低于化療后的ADC值，說明ADC值的變化能夠有效地為臨床評(píng)價(jià)食管癌化療療效提供重要參考。除此之外，馬秀梅等[45]的研究發(fā)現(xiàn)食管癌患者的微血管密度和ADC值與患者預(yù)后密切相關(guān)，Li等[46]和劉金嶺[47]也有研究表明DWI可測量出病變食管長度及ADC值，從而評(píng)估患者治療效果和預(yù)后。但目前研究的病例數(shù)均較少，結(jié)果可能存在偏移，臨床上MRI應(yīng)用于食管癌非手術(shù)治療療效評(píng)估及預(yù)后預(yù)測仍處于起步階段，仍需開展更多的臨床研究證實(shí)。

5 小結(jié)

目前食管癌的磁共振影像研究主要集中在治療前TNM分期、放射治療靶區(qū)劃定及食管癌治療后療效評(píng)價(jià)和預(yù)后預(yù)測方面。主要應(yīng)用的有MRI的T2WI、T1WI、DWI、ADC和DCE-MRI等序列。但目前相關(guān)研究都是樣本量較少的研究，且對于食管掃描的具體參數(shù)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以，MRI對食管癌診療的價(jià)值仍需進(jìn)一步研究與證實(shí)。另一方面，食管癌MRI檢查的臨床應(yīng)用并不是很廣泛，臨床醫(yī)生最常開具的檢查還是CT檢查，原因在于：目前MRI檢查費(fèi)用高于CT及X線胃腸造影技術(shù)，部分患者接受程度有限，部分醫(yī)院相關(guān)食管癌檢查序列不全，部分臨床醫(yī)生對MRI在食管癌檢查方面的優(yōu)勢不甚了解等。隨著MRI新設(shè)備、新技術(shù)及新造影劑，尤其是高場強(qiáng)MRI的應(yīng)用，相信MRI在食管癌的臨床診療過程中會(huì)占據(jù)越來越重要的地位。