实时组织弹性成像在直肠癌术前分期中的应用

付静，李小青，刘利，张明琼，赵怀，李芳

（重庆市肿瘤研究所超声医学科，重庆400030）

实时组织弹性成像在直肠癌术前分期中的应用

付静，李小青，刘利，张明琼，赵怀，李芳

（重庆市肿瘤研究所超声医学科，重庆400030）

目的探讨经直肠实时组织弹性成像技术在直肠癌浸润深度分期诊断中的应用价值。方法回顾性分析41例直肠癌患者经直肠双平面常规超声及实时组织弹性成像检查，对肿瘤整体弹性硬度评分及应变比值与术后病理分期结果进行对比分析。结果经直肠双平面超声对直肠癌术前分期准确度为80.49%；经直肠实时组织弹性成像中直肠癌弹性硬度评分和应变比值T1期与T2、T3、T4期及T4期与T2、T3期比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；以弹性评分3分为最佳临界值，诊断T1期直肠癌的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为66.67%、96.88%、85.71%、91.18%。结论经直肠实时组织弹性成像可反映直肠癌的弹性硬度，对直肠癌术前分期诊断有意义。

实时组织弹性成像；直肠癌；弹性评分；应变率；术前分期

直肠癌是一种发病率高、预后差的消化道恶性肿瘤，极大威胁患者的生命及生存质量，直肠癌的诊断及术前分期对制定治疗方案及评估预后十分重要［1］。经直肠超声因具有全面显示肿瘤形态特征及血流，同时还能清晰显示肿瘤浸润程度及直肠周围淋巴结情况等优势，已成为直肠癌术前分期的重要检查方法［2-3］。超声弹性成像技术［4-5］能够反映组织的弹性硬度，为肿瘤良恶性鉴别及浸润程度提供更多信息。本研究通过经直肠超声检查结合实时组织弹性成像评估直肠癌浸润深度，探讨超声弹性成像技术在直肠癌术前分期中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

收集2014年4月至2016年4月在我院行经直肠双平面超声检查的直肠癌患者41例。其中男14例，女27例，年龄29～79岁，平均年龄（58±12）岁，均经术后病理证实为直肠癌并明确术后病理分期。入选标准：（1）术前未行放化疗治疗；（2）病灶距肛缘≤15 cm，且肠腔无明显狭窄，不影响经直肠双平面超声检查；（3）超声检查后1～2周内行肿瘤切除手术。

1.2 仪器与方法

Hivision Preirus二郎神彩色超声诊断仪、Hivision Avius二郎神彩色超声诊断仪（日本日立公司），配备经直肠双平面探头（型号EUP-U533，频率4～8 MHz）。所有直肠肿瘤经直肠双平面常规超声及实时组织弹性超声检查均由1名从事超声专业20年以上、从事超声组织弹性成像检查3年以上、具有丰富经验的超声医师完成；同时，所有直肠肿瘤常规超声及弹性超声图像采集并存储后，由另一名具有相同资质、丰富经验的超声医师独立评估并得出结论。2名医生均记录各自获取的数据和诊断结果。直肠癌超声T分期（ultrasonic tumor staging，UT）标准采用国际抗癌联盟（Union for International Cancer Control，UICC）2002年公布的TNM分期标准［6］。超声图像显示直肠癌侵及黏膜下层但未突破该层为UT1期，侵及固有肌层但未突破该层为UT2期，侵及浆膜层但未突破该层为UT3期，突破浆膜层侵及其他组织为UT4期。

患者左侧屈膝卧位，超声医生常规进行肛门指检判断肿瘤位置、大小及肠腔狭窄程度等。然后行经直肠双平面常规超声检查，通过环阵及线阵探头全面检测肿瘤方向、位置、大小、边界、内部回声、血流情况及浸润深度，并进行诊断及分期。于经直肠双平面环阵扫查切面切换到实时弹性成像模式，同步显示灰阶及弹性图像，将取样框调节到大于肿块面积（如肿块较大则包含肿块大部分面积），同时取样框内须含有直肠肠壁、肠周结缔组织等正常组织。手动规律施压探头取得最佳的一致稳定的彩色编码，以超声诊断仪上显示的时间—压力曲线连续出现5个稳定的波峰—波谷为宜。选取其中一个稳定波形的波谷处冻结图像并对肿块整体进行弹性评分及应变比值测量。弹性评分标准为Tsukuba准则Itoh’s 5分评分法［7］，病灶表现为均匀绿色为1分，病灶表现为绿色为主的蓝绿相间为2分，病灶表现为蓝色为主为3分，整个病灶均表现为蓝色为4分，病灶及周边组织均为蓝色为5分。所有操作均至少进行3次，最终采用超声图文工作站对检查全程进行同步记录、取图和存档。

1.3 统计学分析

应用SPSS 19.0统计软件进行统计学分析，计量资料以x±s表示，经直肠超声分期与术后病理分期一致性强度检验采用Kappa检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 直肠癌经直肠双平面常规彩超

41例直肠癌组织病理分型：腺癌40例，鳞癌1例；病理结果：T1期9例，T2期6例，T3期9例，T4期17例。常规彩超UT分期与病理分期对照见表1。经直肠双平面常规超声对直肠癌病理分期诊断准确度为80.49%。

2.2 直肠癌经直肠双平面实时组织弹性成像

表1 直肠癌术前超声分期与术后病理分期对照Tab.1 Preoperative ultrasound staging and postoperative pathological staging of rectal cancer

直肠癌T1～T4期弹性硬度评分及应变比值平均值见表2。弹性硬度评分及应变比值T1期与T2、T3、T4期比较，T2、T3期与T4期比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；T2期与T3期比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。直肠癌经直肠双平面实时组织弹性成像声像图见图1。

2.3 直肠癌经直肠双平面实时组织弹性成像受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）曲线

以弹性硬度评分构ROC曲线（图2），获得AUC为0.846。选择弹性硬度评分3分为最佳临界值（即＜3分为T1期，≥3分为T2～T4期）诊断T1期直肠癌的敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为66.67%、96.88%、85.71%、91.18%。

表2 直肠癌术后病理分期与术前超声弹性成像对照Tab.2 Comparison between postoperative patho logical staging and p reoperative u ltrasound elastography of rectal cancer

图1 直肠癌实时组织超声弹性成像图Fig.1 An elastography im age of rectal cancer

图2 以直肠癌弹性硬度评分构建的ROC曲线Fig.2 ROC curve based on the u ltrasound e lasticity scores of rectal cancer

3 讨论

直肠癌的分期对其治疗方案具有指导意义，早期直肠癌可通过局部切除手术保留肛管结构和功能；而进展期直肠癌可行新辅助放化疗，通过控制肿瘤进展、缩小肿瘤体积达到提高肿瘤手术切除率和减低局部复发率的目的［8］。经直肠常规超声能清晰显示直肠癌浸润肠壁深度，并据此进行术前分期，本研究中经直肠双平面常规超声对直肠癌超声分期的准确度为80.49%，与病理分期具有较高一致性。但受直肠管腔不同程度狭窄、患者耐受程度以及直肠癌边缘炎性、水肿、粘连等导致的肿瘤与肠壁结构分界不清等因素的影响，经直肠双平面常规超声对直肠癌的浸润程度精准判断及分期难免会过度或不足［9-10］。超声弹性成像技术是基于组织弹性硬度的物理性质不同，将硬度信息成像出来的新技术，目前主要应用于经腔道的超声弹性成像主要是实时组织弹性成像技术。WAAGE等［11-12］、仲光熙等［13］在经直肠双平面常规超声基础上结合经直肠实时组织弹性成像对直肠腺瘤和直肠癌进行鉴别诊断，均发现直肠良恶性肿瘤组织弹性硬度存在差异，直肠癌弹性硬度评分及应变比值高于直肠腺瘤，能有效对二者进行鉴别诊断。

直肠癌与直肠腺瘤相比弹性减低、硬度变大，那么随着直肠癌的进展，不同分期的直肠癌弹性硬度是否存在差异呢？WAAGE等［14］研究表明腺瘤、T1期及T2期直肠癌应变比值逐渐增高，经直肠超声联合实时组织弹性成像有助于T1、T2期直肠癌分期。杨思扬等［15］研究也证实进展期直肠癌T2～T4期弹性硬度评分及应变比值高于T1期，前者弹性面积比值也大于后者，实时组织弹性成像能有效鉴别早期及进展期直肠癌。张春爽等［16］以进展期直肠癌实时组织弹性成像图像肿瘤表面红色带状回声连续性中断判断T3、T4期的敏感度、特异度及准确性均高于经直肠双平面常规超声。不同病理分期的直肠癌弹性硬度也在发生改变，实时组织弹性成像能够不同程度反映出不同分期间的硬度差异，从而有助于提高直肠癌术前超声分期的准确性。

本研究通过对41例不同病理分期的直肠癌进行经直肠组织实时织弹性成像，发现T1期肿瘤弹性声像图主要表现为红绿相间或绿色为主，硬度评分为1分、2分（6/9），弹性硬度评分及应变比值均低于T2～T4期（P＜0.05）。T4期直肠癌弹性硬度高于前3期，弹性声像图主要表现为几乎全蓝色或周边组织也呈蓝色，硬度评分为4分、5分（14/17），T4期弹性硬度评分及应变比值平均值均高于T1～T3各期（P＜0.05），而T2、T3期直肠癌间弹性硬度评分及应变比值无统计学差异。以弹性硬度评分构建T1期诊断ROC曲线，获得AUC为0.846，以弹性硬度评分3分为临界值诊断T1期直肠癌的敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为66.67%、96.88%、85.71%、91.18%。本研究认为经直肠实时组织弹性成像能反映出直肠癌不同分期的组织硬度，尤其是T1期及T4期，二者的弹性硬度评分及应变比值分别与其他3期存在统计学差异，对直肠癌超声分期诊断具有价值。本研究中直肠癌各分期样本量较小，且实时组织弹性成像受操作者主观影响较大，因此存在一定局限性，但实时组织弹性成像可作为常规经直肠超声直肠癌分期的补充手段，为T1期及T4期直肠癌的诊断提供更多依据。

目前有研究［17］已经将经直肠实时组织弹性成像用于直肠癌新辅助放化疗的疗效评估中，也有学者将声辐射力脉冲成像技术用于直肠肿瘤的诊断［18］。随着超声弹性成像技术的发展，经直肠弹性成像会有更广阔的应用前景，成为直肠癌术前诊断、分期及疗效评估的有效检查方法，为临床提供更多有价值的信息。

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（编辑陈姜）

Application of Real-time Ultrasound Elastography for Preoperative Staging of Rectal Cancer

FU Jing，LI Xiaoqing，LIU Li，ZHANG Mingqiong，ZHAO Huai，LI Fang

（Department of Ultrasonic Medicine，Chongqing Cancer Institute，Chongqing 400030，China）

Objective To explore the role of real-time ultrasound elastography（RUE）in the staging of rectal cancer.Methods We retrospectively analyzed 41 cases of rectal cancer by both double plane transrectal conventional ultrasonography（CU）and RUE and comparatively assessed elasticity scores and strain ratios（SR）of the tumor along with postoperative pathological staging results.Results The accuracy of CU for preoperative staging of rectal tumors was 80.49%.There were significant differences between the elasticity scores and strain ratios of the T1stage and T2，T3，and T4stages，and also in elasticity scores and strain ratios of the T4stage and T2and T3stages of rectal cancer by using RUE（P＜0.05）.Taking the elasticity score of 3 points as the optimal ritical value in the diagnosis of the T1stage of rectal cancer，the sensitivity，specificity，positive predictive value，and negative predictive value were 66.67%，96.88%，85.71%，and 91.18%respectively.Conclusion Endorectal RUE can assess the elastic stiffness of rectal cancer，and it helps in the preoperative staging of rectal cancer.

real-time ultrasonic elastography；rectal cancer；elasticity score；strain ratio；preoperative staging

R735.37

B

0258-4646（2017）07-0632-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2017.07.013

重庆市卫生局实验性临床医疗科研面上项目（2014-2-095）

付静（1985-），女，主治医师，硕士.

李芳，E-mail：rxm fanglitt618@163.com

2016-11-28

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