高分辨3.0T MRI扫描对直肠癌术前分期的临床应用

宇文谦 ，常 红 ，李海玲 ，石玉铸 ，王春立 ，王 余 ，韩德昌 ，李香春 ，马梦华

（1.河北燕达医院影像中心，河北 三河 065201；2.北京军区北戴河疗养院，河北 秦皇岛 066100；3.河北省唐山市工人医院核磁室，河北 唐山 063000）

高分辨3.0T MRI扫描对直肠癌术前分期的临床应用

宇文谦1，常 红2，李海玲1，石玉铸1，王春立1，王 余3，韩德昌3，李香春3，马梦华3

（1.河北燕达医院影像中心，河北 三河 065201；2.北京军区北戴河疗养院，河北 秦皇岛 066100；3.河北省唐山市工人医院核磁室，河北 唐山 063000）

目的：探讨高分辨3.0T MRI常规扫描、扩散加权成像及动态增强扫描在直肠癌TNM分期的诊断价值。方法：2013年1月—2016年5月经结肠镜病理证实的直肠癌患者56例，男26例，女30例，年龄49～78岁，扫描序列包括：平扫矢状T2WI，轴位T2WI、T1WI、DWI、冠状T2WI、脂肪抑制轴位和冠状T2WI，动态增强T1WI轴位、矢状、冠状等序列。对各序列图像质量进行评价，将各序列进行术前MRI分期，结果与术后病理分期结果作对照。结果：高分辨MRI对直肠癌56例中正确T分期50例，错误的6例，分别有2例术后病理T1和T3期术前误诊为T2期，有2例术后T2期术前核磁误诊为T1期，总符合率为89.2%（50/56），其中 T1期诊断符合率 75%（6/8）；T2期诊断符合率为 91%（20/22）；T3期诊断符合率为 91%（20/22）；T4期诊断符合率为100%（4/4）。MRI对直肠癌诊断的总T分期准确率为89.2%（50/56）联合各序列对直肠癌的诊断敏感性和准确性优于常规序列，直肠癌的时间-信号强度曲线表现为流出型，动态增强扫描对直肠癌的检出和管壁周围的侵犯优于其他序列。结论：3.0T MRI直肠癌的理想检查组合包括：矢状 T2WI、轴位 T2WI、T1WI、DWI（b 值为 1 000 s/mm2），冠状 T2WI及轴位、矢状、冠状强化扫描，可以为直肠癌患者的术前分期做出较好的评估。

直肠肿瘤；肿瘤分期；磁共振成像

直肠癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一，且发病年轻化，早发现、早诊断、早治疗对提高直肠癌患者生存率至关重要。随着医学影像检查技术的快速发展，MRI检查在直肠癌的早期诊断和术前分期中作用越来越明显。最新直肠癌诊疗指南已将磁共振检查作为直肠癌术前常规检查方法[1]。高分辨3.0T MRI在肿瘤对肿块的显示及肠壁浸润深度、直肠筋膜、腹膜反折侵犯显示有特异性，在直肠癌术前手术方案制定和辅助治疗选择方面起到了非常重要的作用[2]。但平常MRI检查时间长，扫描序列多，费用高，有的图像对诊断没有帮助，我们通过多序列扫描，结合文献规范扫描方法，希望通过高分辨3.0T MRI达到简化扫描序列，缩短检查时间，获得诊断价值高的图像，提高医院经济和社会效益。

1 资料与方法

1.1 临床及病理资料

收集56例经肠镜活检病理确诊为直肠癌患者的临床、影像资料进行回顾性分析，其中男26例，女30例，年龄49～78岁。主要临床表现为血便、黏液血便、腹痛、大便习惯改变，低分化腺癌2例，中分化腺癌48例，高分化腺癌2例，黏液性腺癌4例，其中T1期8例，T2期22例，T3期22例，T4期4例。

1.2 MRI扫描技术与方法

检查设备采用GE 3.0T超导MR扫描仪，16通道体部相控阵表面线圈。患者于检查前1 d清淡少渣饮食，前一晚服用清肠药物，禁食、禁水，对于肠道准备不佳者，因为直肠癌的MRI扫描序列较多，各医院大不相同。我们首先扫描矢状位T2WI序列图像，显示肿瘤大小、范围和肿瘤到肛门的距离，再次扫描垂直于肿瘤处直肠的轴位T2WI、T1WI、DWI及平行于肿瘤处直肠的冠状位T2WI等序列图像，以及病变区域轴位、矢状位、冠状位平面增强T1WI序列图像，常规MR序列：扫描层厚/层间距均为3.0 mm/0 mm。①矢状位 T2WI，NEX 2 次；②轴位 T2WI，TR 2 948 ms，TE 85 ms，NET 3 次； ③轴 位 T1WI，TR 573 ms，TE 8 ms，NET 2次；④冠状位T2WI，TR 2 750 ms，TE 85 ms，NET 3 次。轴位 DWI选取扩散敏感因子 b 值=0、300、600、900、1 200、1 500、1 800、2 100 s/mm2）每层获得8组不同b值的图像，TR 2 000 ms，TE 57 ms，NAS 6 次，DWI扫描时间 356 s。高压注射器经肘静脉注射0.1 mmol/kg的Gd-DTPA，注射速率2 mL/s，剂量为0.2 mmol/kg，注射开始的同时启动扫描，11个扫描时相不间断进行轴位扫描，之后行矢状和冠状强化。冠状、矢状FOV 20 cm×20 cm，轴位小视野FOV 16 cm×16 cm。

1.3 MRI分期标准

由两位高年资磁共振诊断医师进行双盲法阅片，根据AJCC 2010版癌症分期手册制订影像学分期[3]标准：T1期，肿瘤侵及黏膜下层；T2期，肿瘤侵及肌层，瘤体较为光整、与周围组织分界清晰，病变段肠管外脂肪间隙清晰，无结节影突向壁外，肌层低信号带完整；T3期，肿瘤信号穿破肌层，瘤体外周不规则，与周围脂肪间隙分界模糊，病变肠管外壁不光滑，肿瘤呈结节状突破肌层外缘突入脂肪间隙；T4期，肿瘤信号直接侵犯邻近的正常组织，病变肠管与周围脏器脂肪间隙消失；淋巴结转移，结节状异常信号，边界不规则，信号不均匀，DWI高信号，直肠周围淋巴结短径＞8 mm。将直肠癌术前MRI的T分期结果与术后病理分期结果对比，以手术后病理分期来评价MRI在直肠癌术前T期和病理分期结果的一致性。

1.4 统计学方法

以术后病理为金标准，应用统计学软件，高分辨MRI T分期与病理分期相关性釆用分析一致性。

2 结果

2.1 术前MRI分期与术后分期比较

直肠癌MRI一般表现为直肠肠壁局限性或弥漫性增厚，肿块形成，T1像上表现为中等偏低信号，T2像上表现为略高信号，DWI表现为高信号；动态增强扫描早期呈明显不均匀强化，延迟期表现为稍低信号影；直肠的外膜或浆膜层在T1WI、T2WI像均呈低信号。T3期肠周经常看到纤维索条和毛刺样异常信号，严重者肠壁僵硬，管腔缩窄。

本组56例直肠癌术前分期结果与术后病理分期对照。参照美国直肠癌TNM分期：术后分期T1期8例，其中磁共振术前诊断T1期6例，T2期2例，诊断符合率75%（6/8）；术后分期T2期22例，其中磁共振术前诊断T2期20例，T1期2例，符合率为91%（20/22）；术后分期T3期22例，其中磁共振术前诊断T3期20例，T2期2例，符合率为91%（20/22）。术后分期T4期4例，磁共振术前诊断4例，符合率为100%（4/4）。总符合率为89.2%（50/56）。本组15例发生淋巴结转移，41例无淋巴结转移。

56例直肠癌患者正确T分期50例，错误T分期6例，高分辨磁共振诊断直肠癌总T分期准确率为 89.2%（50/56）。Kappa=0.891、 P＜0.005，说明高分辨MRI T分期结果与术后病理分期具有高度一致性。

2.2 MR分期结果及与病理对照

结果见表1。

3 讨论

图1 矢状位T2WI平扫及T1WI增强，MRI示直肠壁增厚，累及黏膜及黏膜下层，未累及肌层；病理示T1期。图2矢状位T2WI平扫及T1WI增强，MRI示直肠壁增厚，病灶累及肌层，但未穿透；病理示T2期。图3 轴位T2WI平扫，MRI示直肠肿物，达外周脂肪组织，周围多发毛刺；病理示T3期。图4 轴位T1WI强化，MRI显示直肠不规则肿物，浸透肌层达周围脂肪，粘连周围结构；病理示T4期。Figure 1. Sagittal T2WI and T1WI enhancement MRI shows rectal wall thickening,involving only the mucosa and submucosa which is proved T1 stage on pathology. Figure 2. Sagittal T2WI and T1WI enhancement MRI shows rectal wall thickening,involving but not penetrating the muscle,which is proved T2 stage on pathology. Figure 3. Axial T2WI MRI shows a rectal mass,involving the peripheral adipose tissue with multiple burrs which is proved T3 stage on pathology. Figure 4. Axial T1WI enhancement MRI shows an irregular rectal mass,penetrating to the fat with surrounding structure adhesion which is proved T4 stage on pathology.

表1 高分辨MRI对直肠癌T分期与病理分期对照（例）

通过高分辨3.0T MRI这组直肠癌病例的应用，T2WI图像质量好于 T1WI、DWI，冠状、矢状和轴位T2WI能清晰描述肿瘤与肠壁各肌层的关系，尤其小视野高分辨率扫描对直肠周围筋膜、骶前筋膜是否受累，能否行TME手术有指导意义。T2WI序列我们加扫了垂直于病变肠管的轴位，层厚3 mm，间隔0 mm，FOV 160 mm，使黏膜层、黏膜下层、固有肌层和肠周脂肪层清晰，尤其在鉴别T1、T2期主要观察环形肌是否受累，本组病例与病理对照后，T1期6例一致，2例误分型为T2期，分析原因其中1例为长期便秘，肠道准备欠佳，检查前临时机械灌肠，造成肠壁水肿引起；另1例为肠壁的黏膜下层与肌肉层间受到肿瘤的压迫，分层不清而高估分型。2例T2期分为T1期，和肠管准备不好，气体及粪便干扰有关。T2期与T3期的分辨主要看直肠周围脂肪是否被侵犯，是决定患者是否辅助化疗的标准之一，当肿瘤局部膨隆突入肠周脂肪诊断T3期，但高分辨扫描后肠周经常看到纤维索条和毛刺样异常信号，此时不全是肿瘤侵犯，也有炎症反应，本组误分为T2期的2例就是这种情况，我们体会当肠周脂肪层于T2WI、T1WI信号均略减低，不均匀，局部血管迂曲增多僵硬[4-5]，结合邻近筋膜不规则增厚，大多为肿瘤侵犯。

直肠癌严重威胁人类健康，发病率、死亡率分别列第4、3位[6]。因此，早期诊断是提高其疗效的关键。直肠癌的诊断方法较多。CT检查能够显示肿块大小和肿块对周围侵犯程度，但对术前T分期有局限性；肠腔内彩超可术前分期，其对肿块造成直肠狭窄程度和肿块位置较高者无法检查，且不能显示邻近骨骼的转移[7]；高分辨3.0T MRI检查能清楚显示直肠的黏膜层、肌层结构，显示肿块与周围脂肪间隙，对邻近器官的受侵程度和邻近骨的骨转移也具有明显优势，给肿瘤术前分期创造了条件，本组4例邻近器官的受侵程度均与手术病理相同[8-10]。高分辨3.0T MRI检查具有多方位成像，软组织分辨率高，能明确显示肿块范围、邻近器官受侵、较大范围淋巴结的转移、邻近骨的骨转移等优点，使其成为直肠癌术前手术方案制定的重要参考手段。

矢状、轴位、冠状T2WI能获得清晰的图像质量，病变显示清晰，压脂的T2WI虽然也有较好的图像质量，但缺乏肠管周围脂肪组织的衬托，病变显示差，不建议使用。增强扫描图像质量最好，清晰显示病变的形态，还能反应病灶局部的血液循环情况，可以实现在活体安全、无创的推断其生物学行为，评价预后、分期非常重要。

综上所述，我院应用高分辨3.0T MRI进行矢状位 T2WI，轴位 T2WI、T1WI、DWI、冠状位 T2WI扫描序列，以及轴位、矢状位、冠状位增强扫描，可较准确的评价直肠癌的受侵程度，本组15例淋巴结转移，41例无淋巴结转移，检查时我们先在DWI找到高信号，此时增大的淋巴结可以是转移性的，也可以是反应性增生的，之后结合平扫和高分辨T2WI，看淋巴结边缘不规则，信号不均匀做为淋巴结转移的判断标准。经上述方法正确诊断45例[11]。患者的术前分期做出较好的评估，还可测量肿块下缘与肛缘的距离，对直肠癌患者手术方式作出指导，推荐优化序列为矢状T2WI、轴位T2WI、T1WI、DWI（b 值为 1 000 s/mm2），冠状 T2WI及轴位、矢状、冠状T1WI强化扫描，这样减少扫描时间，提高检查效率，检查费用也能相应减低。因此是一种安全的直肠癌术前检查方法，具有较高应用前景及临床推广意义。

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Clinical application of high-resolution 3.0T MRI in preoperative staging of rectal cancer

YU Wen-qian1,CHANG Hong2,LI Hai-ling1,SHI Yu-zhu1,WANG Chun-li1,WANG Yu3,HAN De-chang3,LI Xiang-chun3,MA Meng-hua3
(1.Department of Imaging Center,Hebei Yanda Hospital,Sanhe Hebei 065201,China;2.Beijing Junqu Beidaihe Nursing Home,Qinhuangdao Hebei 066100,China;3.MRI Room,Tangshan Gongren Hospital,Tangshan Hebei 063000,China)

Objective:To investigate the diagnostic value of high resolution 3.0T MRI conventional scan,DWI and DCE MR imaging in TNM staging of rectal cancer.Methods:Twenty-six male and thirty female patients(49～78 years old)with pathologically confirmed rectal cancer were enrolled between January 2013 to May 2016.The imaging sequences included plain sagittal T2WI,axial T2WI,T1WI,DWI,coronary T2WI,fat-suppressed axial and coronal T2WI,axial,sagittal and coronal sequences of T1WI were dynamically enhanced.The image quality of each sequence is evaluated.The results of preoperative MRI staging were compared with the results of postoperative pathological staging.Results:High-resolution MRI in 50 of 56 cases of rectal cancer showed correct T stage.Among the rest 6 cases,two cases of pathologically T1 and T3 were preoperatively misdiagnosed to be T2 respectively.Two cases of T2 were preopreatively misdiagnosed T1.The total coincidence rate was 89.2%(50/56).The coincidence rate of T1 stage was 75%(6/8).The coincidence rate of T2 stage was 91%(20/22).The coincidence rate of T3 stage was 91%(20/22).The coincidence rate of T4 stage was 100%(4/4).The accuracy of MRI in the diagnosis of total T stage were 89.2%(50/56),and the sensitivity and accuracy of combining each sequence in the diagnosis of rectal cancer were superior to that of routine sequence.The time-signal intensity curve of rectal cancer showed an outflow pattern.Dynamic contrast-enhanced scan was superior to other sequences in the detection of rectal cancer and invasion of the surrounding wall.Conclusion:The ideal combination of 3.0T MRI imaging sequences for rectal cancer consists of sagittal T2WI,axial T2WI,T1WI,DWI(b value of 1 000 s/mm2),coronary T2WI and axial,sagittal and coronary enhanced scan,which can be used for preoperative staging of rectal cancer.

Rectal neoplasms;Neoplasm staging;Magnetic resonance imaging

R735.37；R445.2

A

1008－1062（2017）07－0504－03

2016－08－26；

2017－01－17

宇文谦（1978-），男，陕西咸阳人，主治医师。E-mail：1586074326@qq.com

马梦华，河北省唐山市工人医院核磁室，063000。E-mail：1514724639@qq.com

河北省省级科技计划项目，项目编号：15277786D。