磁共振高分辨掃描對(duì)直腸癌術(shù)前分期的應(yīng)用價(jià)值

彭德新 劉 嵐 陳志軍 張定懿 彭麗香 張小芳

直腸癌是常見的消化道惡性腫瘤,許多病例確診即為進(jìn)展期而預(yù)后差[1]。隨著高場(chǎng)MRI及其相關(guān)新技術(shù)的臨床運(yùn)用,在直腸癌的術(shù)前分期中發(fā)揮了重要作用[2]。本研究通研究MRI高分辨T2WI掃描在直腸癌術(shù)前分期中的應(yīng)用價(jià)值,旨在提高影像分期準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集江西省腫瘤醫(yī)院2017年6月至2019年12月期間直腸癌切除術(shù)患者共45例,男性32例,女性13例,年齡38～77歲,平均年齡51.1歲。入組標(biāo)準(zhǔn):①臨床、影像、檢驗(yàn)、病理等資料完整;②術(shù)前1～2周內(nèi)接受磁共振檢查,且相關(guān)檢查除外遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移;③磁共振圖像滿足診斷要求;④術(shù)后病理為腺癌;⑤術(shù)前未行放療、化療等治療,且無其他惡性腫瘤史。排除標(biāo)準(zhǔn):①患者自身原因拒絕MRI檢查;②體內(nèi)金屬異物;③圖像偽影等影響醫(yī)生閱片。

1.2 磁共振掃描

采用Siemens Magnetom 3.0T超導(dǎo)型MRI掃描儀,16通道體部相控陣線圈?；颊邫z查前禁食12 h、禁水6 h,取仰臥位,頭先進(jìn),掃描范圍為第5腰椎至肛門下方水平。掃描序列及參數(shù):橫斷位T1WI:SE序列,TR 25 ms,TE 10 ms,矩陣128×128,FOV 200×200 mm,層厚 3 mm,層距 1 mm,激勵(lì)次數(shù)2次;橫斷位T2WI:FSE序列,TR 4200 ms,TE 100 ms,矩陣128×128,FOV 200×200 mm,層厚3 mm,層距1 mm,激勵(lì)次數(shù)2次;T2WI-FS:SE序列,TR 5500 ms,TE 200 ms,矩陣128×128,FOV 200×200 mm,層厚3 mm,層距1 mm,激勵(lì)次數(shù)2次;HR-T2WI:橫斷位:FSE序列,沿病灶最大橫斷面掃描,TR 4200 ms,TE 150 ms,矩陣256×256,FOV 50×50 mm,層厚1.5 mm,層距0.5 mm,激勵(lì)次數(shù)4次;矢狀位:FSE序列,沿病灶最大長(zhǎng)軸面掃描,TR 4200 ms,TE 150 ms,矩陣256×256,FOV 180×100 mm,層厚3 mm,層距0.5 mm,激勵(lì)次數(shù)4;冠狀位:FSE序列,TR 4200 ms,TE 120 ms,矩陣256×256,FOV 180×120 mm,層厚3 mm,層距0.5 mm,激勵(lì)次數(shù)4次;DWI:TR 6800 ms,TE 75 ms,矩陣128×256,FOV 180×120 mm,層厚3 mm,層距1.0 mm,激勵(lì)次數(shù)3次,擴(kuò)散系數(shù)b=0、800 s/mm2;增強(qiáng)掃描經(jīng)肘部靜脈注射Gd-DTPA,0.1 mmol/kg體重,3 mL/s。

1.3 圖像分析

兩位臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資腹部MRI診斷主治醫(yī)師進(jìn)行單獨(dú)閱片,每人先完成常規(guī)掃描組閱片,后增加HR-T2WI圖像完成常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組閱片,分別記錄兩組直腸癌T、N分期結(jié)果。分期依據(jù)UICC/AJCC 2017年第8版[3]分期標(biāo)準(zhǔn),T分期:T1:腫瘤信號(hào)局限于黏膜下層;T2:腫瘤信號(hào)至肌層,但局限于肌層低信號(hào)帶;T3:腫瘤信號(hào)超出肌層至直腸系膜,肌層與周圍組織脂肪界面消失;T4:腫瘤信號(hào)侵范直腸系膜筋膜或周圍臟器或組織;N分期:N0:無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;N1:1～3枚淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;T2:4枚及以上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

1.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。采用Kappa分析兩位閱片醫(yī)生結(jié)果的一致性,Kappa值<0.4為一致性差,0.4～0.75為一致性一般,>0.75為一致性良好。對(duì)比術(shù)后病理T、N分期,應(yīng)用卡方檢驗(yàn)比較常規(guī)組、常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組術(shù)前分期的差異,P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 兩位醫(yī)生閱片結(jié)果的一致性

常規(guī)組閱片一致性Kappa值為0.754(95% CI:0.718～0.805),常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組閱片一致性Kappa值為0.836(95% CI:0.772～0.902),結(jié)果表明增加HR-T2WI,兩位閱片醫(yī)生對(duì)直腸癌T、N分期診斷一致性增加。

2.2 兩組T、N分期的準(zhǔn)確性比較

兩位閱片醫(yī)生閱片結(jié)果與病理對(duì)照(表1)比較,術(shù)前MRI檢查與術(shù)后病理比較,兩位閱片醫(yī)生常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組T、N分期準(zhǔn)確性均高于常規(guī)組,其中T分期結(jié)果比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),N分期結(jié)果比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表2)。

表1 兩組術(shù)前MRI診斷分期與術(shù)后病理診斷結(jié)果的比較/例

表2 兩組術(shù)前分期結(jié)果與術(shù)后病理結(jié)果準(zhǔn)確性比較/%

3 討論

直腸癌起源于直腸粘膜上皮細(xì)胞,是我國(guó)常見惡性腫瘤之一,在消化系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)病率及死亡率僅次于胃癌,且發(fā)病率及死亡率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[4]。外科手術(shù)切除是直腸癌的首選治療方式,而且是目前唯一能夠達(dá)到根治目標(biāo)的治療手段。腫瘤局部侵犯與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是影響預(yù)后的重要因素,伴有腸壁外侵犯及區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的直腸癌患者外科手術(shù)及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,而無壁外侵犯及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者術(shù)后預(yù)后良好[5]。因此,術(shù)前對(duì)直腸癌的準(zhǔn)確評(píng)估與患者預(yù)后密切相關(guān)。MRI 因具有軟組織對(duì)比度高、多序列、多參數(shù)、多平面成像、無放射損傷等優(yōu)勢(shì),目前已成為直腸癌的有效診斷手段,隨著 MRI 軟硬件的發(fā)展以及完善,臨床運(yùn)用效果良好,其中以HR-T2WI序列成像優(yōu)勢(shì)明顯,為準(zhǔn)確診斷和精準(zhǔn)切除提供關(guān)鍵影像學(xué)依據(jù),從而改善患者預(yù)后[6]。

3.1 直腸的解剖特點(diǎn)

直腸是消化系統(tǒng)的終末段結(jié)構(gòu),上緣與乙狀結(jié)腸相連,沿骶骨和尾骨前方下行,穿過盆隔終止于肛門。直腸主體位于中下段,位于盆隔下方的盆腔底部中央?yún)^(qū)域,被直腸系膜包繞,位置深在且相對(duì)固定,周圍結(jié)構(gòu)與結(jié)腸存在較大不同,這是外科全直腸系膜切除術(shù)(total mesorectal excision,TME)的解剖學(xué)基礎(chǔ)。直腸中下段從內(nèi)向外依次為粘膜層、粘膜下層、肌層、系膜、系膜筋膜,與盆隔上方的直腸上段區(qū)別在于無漿膜層但增加了相對(duì)寬厚的直腸系膜。直腸系膜是位于直腸肌層和直腸系膜筋膜之間的一層厚厚的脂肪組織,內(nèi)部有血管、淋巴管及淋巴結(jié)等結(jié)構(gòu),是直腸癌壁外侵犯及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的首發(fā)區(qū)域,在腫瘤T、N分期具有重要的意義。

3.2 直腸癌MRI掃描

為了能夠獲取滿足診斷要求的圖像,既往多要求患者于檢查前一天進(jìn)流食,以減少直腸內(nèi)容物對(duì)診斷的影響。隨著越來越多的3.0T MRI應(yīng)用于臨床診斷,掃描方案和圖像質(zhì)量得到優(yōu)化提升,患者是否流食準(zhǔn)備對(duì)圖像質(zhì)量影響并不影響圖像判讀[7]。為提高患者依從性,本研究?jī)H要求患者常規(guī)的禁食禁水準(zhǔn)備。MRI軟組織對(duì)比度非常高,掃描序列和參數(shù)多而復(fù)雜,除多種反映解剖結(jié)構(gòu)變化的常規(guī)掃描成像序列外,還可以進(jìn)行多種反映分子細(xì)胞水平病理生理變化的功能成像,最常見的是彌散加權(quán)成像(diffusion weightded imaging,DWI)及表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC),體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent movement,IVIM)等,不同程度提高了對(duì)原發(fā)腫瘤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管侵犯的診斷準(zhǔn)確性[8]。小視野(field of view,FOV)高分辨掃描越來越受到臨床關(guān)注并得到應(yīng)用,腫瘤方面應(yīng)用主要包括垂體瘤、前列腺癌、直腸癌等。如前所述,直腸由于其特殊的解剖特點(diǎn)及信號(hào)特征,準(zhǔn)確區(qū)別正常結(jié)構(gòu)與腫瘤組織,為腫瘤分期提供更加準(zhǔn)確的影像信息,HR-T2WI在術(shù)前分期、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、療效評(píng)價(jià)等方面發(fā)揮獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

3.3 HR-T2WI在直腸癌分期中的應(yīng)用

HR-T2WI序列采用FSE序列,小FOV,大矩陣,以直腸為中心進(jìn)行薄層“靶掃” ,掃描區(qū)域包括直腸、直腸系膜、直腸系膜筋膜及其周圍肌肉、臟器等結(jié)構(gòu),在保證常規(guī)MRI的多方位成像以及高組織分辨率優(yōu)勢(shì)的同時(shí),還具備了更高的空間分辨率,不僅能夠清晰顯示結(jié)直腸壁層次及細(xì)微結(jié)構(gòu)的異常變化,還能實(shí)現(xiàn)對(duì)直腸壁、直腸系膜、盆腔器官侵犯的判讀,因此能夠提高診斷效能,指導(dǎo)外科制定手術(shù)方案。HR-T2WI首先運(yùn)用于評(píng)估腫瘤的浸潤(rùn)深度,即T分期,診斷準(zhǔn)確性可高達(dá)到86%[9],與本研究結(jié)果相近。T1及T2期的原發(fā)腫瘤無壁外侵犯,若無手術(shù)禁忌則首選手術(shù)切除,而T4期直腸癌宜先行術(shù)前新輔助化療。臨床實(shí)際工作在上,部分T2與T3、T3與T4a分期存在誤判,因?yàn)門2期直腸癌侵及固有肌層,可能繼發(fā)鄰近直腸系膜成纖維反應(yīng)增生形成條索狀信號(hào)影,而T3與T4a依據(jù)直腸系膜筋膜侵犯來界定,病理上的輕度炎性滲出、早期輕微侵犯難以在MRI圖像上作出準(zhǔn)確判斷,因此上述定性判斷與閱片醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)存在較大關(guān)系。本研究中,盡管兩位閱片醫(yī)生腹部MRI診斷經(jīng)驗(yàn)豐富,同樣存在上述兩種T分期的誤判,并且以T4a誤判為T3為顯著,但常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組準(zhǔn)確性高于常規(guī)組,與文獻(xiàn)報(bào)道[10]結(jié)果相仿,反映出直腸癌侵犯直腸系膜筋膜病理變化及MRI征象相關(guān)性的復(fù)雜性,盡管HR-T2WI掃描客觀存在的不足之處,特別是對(duì)于早期的細(xì)微變化,但對(duì)細(xì)微征象的顯示優(yōu)于常規(guī)MRI影像,需要影像診斷醫(yī)生多角度、全方位地仔細(xì)觀察圖像,工作中要將影像分期與病理分期結(jié)果對(duì)照分析,不斷積累診斷經(jīng)驗(yàn)。文獻(xiàn)報(bào)道DWI有助于明確腫瘤侵犯部位的定性診斷,在T2與T3、T3與T4a診斷準(zhǔn)確性差異較大[11],與本研究結(jié)果不一致,可能與入組病例數(shù)量及病例差異有關(guān)。因DWI圖像分辨率較低,對(duì)于微小病灶顯示不滿意,也存在因無法勾畫FOV而無法測(cè)量ADC值,影響對(duì)腫瘤T分期的判斷。盡管如此,本研究結(jié)果顯示常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組T分期的準(zhǔn)確性高于常規(guī)組,說明HR-T2WI在直腸癌T分期中具備高應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)需要進(jìn)一步優(yōu)化掃描方案,影像診斷醫(yī)生進(jìn)一步提高診斷水平,實(shí)現(xiàn)精確診斷的目標(biāo)。除T分期以外,HR-T2WI在直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面的應(yīng)用同樣受到關(guān)注。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是直腸癌的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,與術(shù)后復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移存在密切相關(guān)性。HR-T2WI圖像分辨率高,層厚薄,能夠清晰顯示掃描范圍內(nèi)組織結(jié)構(gòu),通過連續(xù)層面觀察,有利于清晰發(fā)現(xiàn)高信號(hào)的直腸系膜內(nèi)非連續(xù)多層顯示的大小不一的實(shí)性淋巴結(jié)。HR-T2WI顯示直腸系膜淋巴結(jié)一般呈圓形或橢圓形,T1WI呈等或稍低 信號(hào),T2WI呈等或稍高信號(hào),在不出現(xiàn)節(jié)外侵犯改變征象的情況下定性準(zhǔn)確性較低,但出現(xiàn)DWI高信號(hào)、ADC值降低則高度提示為轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié),特別在早期轉(zhuǎn)移的小淋巴結(jié)診斷具有重要意義。本研究N分期結(jié)果表明,常規(guī)聯(lián)合HR-T2WI組診斷準(zhǔn)確性高于常規(guī)組,但兩組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,考慮原因HR-T2WI從形態(tài)上發(fā)現(xiàn)直腸系膜淋巴結(jié)而缺乏確切的定性依據(jù),而兩組都包含的DWI對(duì)淋巴結(jié)定性價(jià)值是一致的,并且兩位閱片醫(yī)生具有良好的判讀一致性。本組病例均于完成平掃后行Gd-DTPA增強(qiáng)掃描,獲取了腫瘤病灶強(qiáng)化信息,進(jìn)一步完善了病灶的MRI表現(xiàn),為影像醫(yī)生提供了更豐富的診斷信息。綜合以上T、N分期結(jié)果,HR-T2WI聯(lián)合常規(guī)掃描有助于準(zhǔn)確判斷直腸癌切除術(shù)前判斷環(huán)周切緣(circumferential resection margin,CRM)情況,為制定手術(shù)方案、術(shù)后治療、評(píng)估預(yù)后提供科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。

本研究結(jié)果表明,基于直腸及其周圍結(jié)構(gòu)的特殊解剖特點(diǎn),MRI HR-T2WI聯(lián)合常規(guī)序列掃描能夠有效提高直腸癌術(shù)前T、N分期的準(zhǔn)確性。本研究不足之處在于樣本量較少,檢查時(shí)間較長(zhǎng),部分患者耐受性較差,未深入分析比較HR-T2WI與DWI、增強(qiáng)之間的優(yōu)劣,有待在接下來的工作中進(jìn)一步研究。