術(shù)前MRI定義直腸癌術(shù)前腫瘤范圍的準確性研究

亓 燕 董 瑩 范小波 玄國慶 孫玉清

山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院影像中心 (山東 濟南 271199)

近年來的臨床調(diào)查顯示直腸癌發(fā)病率逐年遞增。由于直腸癌的生理位置比較特殊，腫瘤發(fā)展早期不易察覺，大部分診斷時為中晚期[1]。目前對于直腸癌的治療主要是以手術(shù)為主，配合放療的綜合性的治療模式，能夠顯著降低患者的復(fù)發(fā)率，提高生存期[2]。研究顯示患者術(shù)前的放療對患者術(shù)后治療效果有很大影響，如何精確定位腫瘤的體積大小及位置是直腸癌術(shù)前放療的核心關(guān)鍵[3-4]。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是一種非侵襲性的檢測手段，是臨床術(shù)前腫瘤影像學(xué)檢測最為常用的方法之一，檢測結(jié)果分辨率高，能夠從多個角度顯示腫瘤的大小、位置及與周圍組織器官的關(guān)系，廣泛用于直腸癌的放療前檢測[5-6]。但MRI在術(shù)前定義直腸癌腫瘤范圍精確性還有待研究。本研究主要探討直腸癌術(shù)前MRI檢測定義腫瘤范圍的精準性，現(xiàn)報道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料選取2017年1月至2018年7月將進行直腸周圍系膜全切除術(shù)的直腸癌患者35例，其中男性19例，女性16例，年齡47～72歲，平均年齡(59.62±8.51)歲。腫瘤下緣距肛緣距離：≤5 cm：4例，5～10 cm：19例，＞10cm：12例；T1期8例，T2期13例，T3期12例，T4a期2例；高中分化腺癌4例，中分化腺癌 19例，中低分化腺癌7例，粘液細胞癌5例。MRI影像學(xué)檢查在術(shù)前3～27 d，平均(7.12±3.89)d。

納入標準：病理診斷為直腸癌；擬在我院接受直腸周圍系膜全切除術(shù)治療；臨床TNM分期為T1～4a，N0～2，M0；術(shù)前在我院接受盆腔MRI檢測；心肺功能、凝血功能、生化指標檢測無明顯異常；患者自愿參加本次研究治療患者。排除標準：合并其他惡性腫瘤；伴隨有嚴重心血管疾病，凝血功能異常者；存在腫瘤轉(zhuǎn)移；存在磁共振檢測禁忌癥；經(jīng)歷過盆腔手術(shù)或放化療；手術(shù)切除不耐受或盆腔存在金屬異物。

1.2 MRI檢測方法

1.2.1 圖像采集 采用Philips Ingenia3.0T超導(dǎo)型MR儀、16通道相控陣腹部線圈。常規(guī)取仰臥位，頭部優(yōu)先進入方式進行掃描，掃描范圍：自L4下緣至肛門處；層厚3 mm，層間距0.5 mm，視野FOV：38 cm×38 cm。MRI平掃序列為：常規(guī)軸面 FSE序列T1WI；矢狀面、軸面高分辨FSE序列T2WI；軸位DWI采用單次激發(fā)自旋回波彌散加權(quán)平面回波成像；DCE-MRI采用LAVA-T1WI。矢狀位T2WI(垂直于腫瘤所處直腸長軸)，軸位T1WI掃面方位與矢狀位直腸長軸方向垂直；在動態(tài)增強矢狀T1WI+FS(與平掃矢狀位同層面)掃描時，患者經(jīng)肘靜脈高壓注射對比劑釓噴酸葡胺(劑量0.1 mmol/Kg，流率3 mL/s)。

1.2.2 圖像分析 獲取的MRI圖像傳至PACS系統(tǒng)，由兩名MRI影像診斷醫(yī)師逐層測量并勾畫大體腫瘤體積(GTV)，顯示腫瘤的位置及范圍，本研究僅勾畫患者的原發(fā)腫瘤，不包括淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，如原發(fā)腫瘤與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)界限無法區(qū)分，則將兩者一并視為原發(fā)性腫瘤。當存在較大差異時，由另一名高年資影像醫(yī)師進一步確證。

1.2.3 GTV勾畫標準 (1)T2WI示腸壁增厚，直腸壁黏膜、黏膜下層及肌層信號帶異常；(2)勾畫LAVA-T1WI及DWI(b＝800 s/mm2)圖像的高信號區(qū)域。T1WI及DWI根據(jù)病變層數(shù)計算病變長度(LT1-L、LDWI-L)。選擇含腫瘤最寬截面，測量腫瘤橫截面最寬徑(LT1-W、LT2-W、LDWI-W)，實際GTV腫瘤橫截面積(AT1、AT2、ADWI)由CAD軟件自動計算，見圖1。

圖1 直腸癌患者MRI序列 老年男性患者，(圖1A)T1WI序列，病灶呈低信號；(圖1B)矢狀位T2WI序列，病灶呈稍高信號；(圖1C)軸位T2壓脂序列，病灶成稍高信號；(圖1D)DWI序列，病灶受限呈高信號；(圖1E)冠狀位圖像。

1.2.4 腫瘤組織病理學(xué)測量 患者接受直腸周圍系膜全切除術(shù)后，于標本近腫瘤主體對側(cè)將直腸刨開，測量縱軸腫瘤最長徑(Lpath-L)，然后根據(jù)MRI橫軸位掃描方向，取厚度為0.5 cm橫軸腫瘤浸潤最寬截面的環(huán)形腸管一段。自然狀態(tài)下讓其恢復(fù)原樣，10%福爾馬林固定24h，與測量尺放置一起，采集標本斷面高清圖像。

1.2.5 病理勾畫GTV 將采集到的腫瘤標本斷面高清圖像上傳至同一款CAD軟件中，由同一病理醫(yī)師勾畫腫瘤邊界，以CAD軟件測量腫瘤的最寬徑(Lpath-W)及實際浸潤面積(Apath)。Lpath-W測量方法同MRI影像學(xué)測量一致。

1.2.6 腫瘤體積計算 根據(jù)軟件測得的腫瘤三維參數(shù)計算其體積大小，計算公式為：腫瘤體積=浸潤最寬截面實際面積×長度。病理體積記為Vpath，MRI影像學(xué)體積分別記為VT1，VT2和VDW1。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 18.0進行統(tǒng)計學(xué)分析。對病理學(xué)和MRI影像學(xué)獲得的相關(guān)參數(shù)數(shù)行Pearson相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MRI與病理測量腫瘤長度對比分析T2WI腫瘤長度測量長度長于病理標本測量長度(P＜0.05)；T1WI和DWI的測量長度短于病理測量(P＜0.05)，T2WI、T1WI、DWI 與術(shù)后病理測量的相關(guān)系數(shù)分別為0.689、0.641、0.792(P＜0.05)。見表1。

表1 MRI檢測腫瘤長度與病理測量長度對比分析

2.2 MRI檢測腫瘤橫截面最寬徑與病理測量橫截面最寬徑對比分析由于4名患者的腫瘤面積太小，或者病理很界面積獲取失敗，因此最終共31例納入分析，T1WI、T2WI、DWI測量腫瘤橫截面最寬徑寬于病理標本測量結(jié)果(P＜0.05)；DWI術(shù)前影響測量結(jié)果與術(shù)后病理測量結(jié)果一致性最高(r=0.847，P＜0.05)見表2。

表2 MRI檢測腫瘤橫截面最寬徑與病理測量橫截面最寬徑對比分析

2.3 MRI檢測腫瘤面積與病理測量面積對比分析T1WI、T2WI、DWI測量腫瘤面積大于病理標本測量結(jié)果(P＜0.05)，MRI 3種序列檢測結(jié)果與術(shù)后病理測量結(jié)果一致性較低(P＞0.05)見表3。

表3 MRI檢測腫瘤面積與病理測量面積對比分析

2.4 MRI檢測腫瘤體積與病理測量體積對比分析T1WI、T2WI、DWI測量腫瘤體積大于術(shù)后病理標本測量值(P＜0.05)，DWI術(shù)前影響測量結(jié)果與術(shù)后病理測量結(jié)果一致性最高(r=0.576，P＜0.05)見表4。

表4 MRI檢測腫瘤體積與病理測量體積對比分析

3 討論

長久以來以CT為基礎(chǔ)的模擬定位系統(tǒng)是放療前腫瘤定位的主要方式[7]。隨著近年來醫(yī)療器械的發(fā)展，MRI已逐漸成為臨床常用的腫瘤定位檢測方式。研究顯示，以CT、MRI根據(jù)影像勾畫腫瘤體積與患者手術(shù)切除后獲得的病理標本腫瘤體積存在一定的差異[8-9]。由于MRI對直腸癌的檢測結(jié)果分辨率高，操作簡單無侵襲性，能夠?qū)z測結(jié)果進行多角度分析，現(xiàn)已成為臨床直腸癌診斷的主要影像學(xué)檢測方式。但關(guān)于MRI在直腸癌檢測中對腫瘤定位精準性的研究鮮有報道，因此本文通過對進行直腸周圍系膜全切除術(shù)的直腸癌患者進行術(shù)前MRI檢測，與術(shù)后獲得的病理標本進行對比，分析MRI在定義直腸癌腫瘤范圍的準確性。

本文通過MRI的不同檢測序列(T1WI、T2WI和DWI)多角度測量直腸癌的長度、橫截面最寬徑、橫截面積及腫瘤體積，與患者術(shù)后的病理樣本進行比較，結(jié)果顯示，MRI在T2WI影像上分析腫瘤長度出現(xiàn)明顯的高估，與Moreno等[10]、van等[11]關(guān)于直腸癌在MRI檢測中腫瘤的長度存在明顯高估的結(jié)論一致。而其他的MRI檢測序列均出現(xiàn)不同程度的腫瘤長度低估現(xiàn)象，這可能是由于直腸癌的粘膜表淺位病變，分析時與病變部位的厚度有關(guān)，因此在影像學(xué)測量直腸癌病變長度過程中易造成觀察者差異[12]。對患者腫瘤橫截面最寬徑的測量中發(fā)現(xiàn)，與術(shù)后病理標本測量腫瘤橫截面最寬徑相比，MRI的3種影像學(xué)測量結(jié)果平均存在平均值存在6.17～12.2 mm的高估，統(tǒng)計分析顯示DWI的測量結(jié)果與術(shù)后病理標本測量值相關(guān)性較高(r=0.847，P＜0.05)。這可能是由于DWI成像系統(tǒng)具有的水彌散加權(quán)功能[13-14]，能夠在細胞水平上，分析各個組織成分間的水分子交換，在腫瘤的水平方向的浸潤做出精準測量，得到與病理標本極為接近的結(jié)果。

MRI對直腸癌的橫截面積結(jié)果顯示，與術(shù)后病理標本測量腫瘤橫截面積相比，3種影像測量結(jié)果均存在明顯的高估情況，患者腫瘤的橫截面積約有2倍程度的高估，與患者實際的腫瘤面積測量結(jié)果一致性很差(P＞0.05)。在對直腸癌的體積勾畫結(jié)果顯示，與術(shù)后病理標本測量腫瘤體積相比，3種影像的檢測結(jié)果也存在顯著的高估情況，其中T1WI和T2WI測量值與患者實際腫瘤體積存在約2倍的高估；DWI檢測結(jié)果較為接近患者腫瘤真實體積，但依舊存在腫瘤體積高估現(xiàn)象(r=0.576，P＜0.05)。由于術(shù)后對患者的腫瘤進行病理樣本測量時，存在一定的體積形變或組織縮水萎縮，這也有可能是造成影像測量高于病理術(shù)后測量結(jié)果的原因。研究發(fā)現(xiàn)[15-17]通過MRI對直腸癌患者的腫瘤體積和橫截面積檢測發(fā)現(xiàn)，T2WI的測量結(jié)果明顯高于DWI的結(jié)果，本文的研究與其結(jié)果一致。這表明DWI在對直腸癌腫瘤的橫截最寬徑、橫截面積及體積的測量所得數(shù)據(jù)均小于T2WI，同時更加接近患者的真實結(jié)果。

綜上所述，術(shù)前MRI定義直腸腫瘤范圍的檢測中，在病變長度方面，各影像存在-6.6～6.5 mm差異；與其他測量序列相比，DWI在對腫瘤橫截面最寬徑、腫瘤面積、體積方面的測量接近腫瘤的真實值，但依舊存在不同程度高估。