术前评估直肠癌区域淋巴结转移的磁共振成像技术进展

梁红 徐秀芳 孙继红⋆

作者单位： 310013 杭州医学院医学影像学院（梁红 徐秀芳）310020 浙江大学医学院附属邵逸夫医院（孙继红）

直肠癌是消化系统常见的恶性肿瘤之一。目前，磁共振成像（MRI）作为直肠癌术前分期的重要影像学手段，有助于个体化治疗方案的制定和局部复发风险的临床预判。美国肿瘤联合会（AJCC）公布的最新版结直肠癌N分期，主要强调并确认肿瘤种植（TD）的定义并继续将TD归类为N1c［1］。直肠系膜内转移小淋巴结的检出，可能导致部分患者的术前分期发生改变，引起N分期上升。盆腔侧方淋巴结转移是导致患者总生存期下降和局部复发率增加的有效预测因子［2］。MRI一旦检出盆腔侧方转移性淋巴结，也就意味着患者需要改变治疗方案，接受扩大范围的新辅助放化疗。因此，MRI对于直肠癌区域淋巴结转移的术前精准评估显得尤为重要。研究［3］认为，与环周切缘（CRM）阳性和T分期相比，直肠癌N分期MRI诊断准确度仍然存在差距。本文对直肠癌区域淋巴结转移的MRI形态学、功能影像学研究进展与其他影像技术诊断价值作如下综述。

1 直肠癌区域淋巴结转移的MRI形态学评估

以往基于MRI的研究多以淋巴结大小作为诊断指标。Kim等［4］研究中，以8mm作为阈值，诊断转移性淋巴结的灵敏性和特异性分别为45%和100%。随着阈值的增加，诊断灵敏性下降而特异性上升。值得关注的是反应增生性淋巴结和转移性淋巴结的大小存在明显交叠［5］，淋巴结组织内的微转移较常见。一项病理学研究提示，即使淋巴结＜2mm，仍存在高比例的转移率［6］。Kim等［7］基于1052枚淋巴结的MRI研究也显示，59.2%的转移性淋巴结＜5mm，且其中5例患者的最大转移性淋巴结仅为2～3mm。因此，淋巴结的大小并不能作为诊断转移性淋巴结的可靠指标。

高分辨率磁共振成像（HR-MRI），采用小视野薄层扫描，图像空间分辨率高，尤其轴位T2WI图像，可以较好识别淋巴结的形状、边界及内部信号特征等。Brown等［8］结合不规则边界和不均匀信号特征诊断转移性淋巴结，灵敏度和特异性达85%（95% CI： 74%～92%）和97%（95%CI：95%～99%）；通过与病理切片的逐一对照，转移性淋巴结内部信号不均可能与液化坏死区或黏蛋白成分有关。戴鑫等［9］引入直肠周围脂肪信号作为诊断指标，综合分析短径、边界、信号、周围脂肪信号的诊断作用，研究表明边界、周围脂肪信号的作用最为显著；肿瘤浸润邻近血管、淋巴管，细胞增多，纤维增生，导致直肠周围脂肪内出现较多的混杂异常信号影。然而，小淋巴结边界和内部信号识别困难，HR-MRI的诊断效能依旧不高［10］。在过去的几十年里，尽管治疗方式不断完善，直肠癌局部复发率明显下降［11］，但仍然有较多患者由于肿瘤转移而预后不良［12］。病理学环周切缘阳性是影响直肠癌患者预后的独立性相关因素［13］，而术前评估发现转移的淋巴结距直肠系膜筋膜＜1mm时，需考虑CRM受侵［14］。近期有研究发现，化学位移效应（CSE）可为预测和评价直肠癌N分期提供更多的信息，同时淋巴结位置分布、淋巴结与直肠壁的最短距离等也具有一定的诊断作用［15］。无论如何，上述形态学指标缺乏客观定量标准，主观性相对较强，易导致观察者间缺乏一致性。MRI功能成像可在病变尚未出现形态学变化前，应用功能变化成像，且其诸多半定量、定量成像参数，对于疾病的早期诊断或结构功能研究意义重大。

2 功能MRI在直肠癌区域淋巴结转移中的诊断价值

MR弥散加权成像（DWI）作为功能影像的一个类型，可以显示水分子的布朗运动，并为表观弥散系数（ADC）定量表达。DWI可以通过弥散速度反映局部细胞密度及水分子弥散情况，为直肠癌区域淋巴结是否被肿瘤浸润提供有用信息。有研究表明，相较于T2WI，DWI可以更有效检出淋巴结，但良、恶性淋巴结的ADC值差异无统计学意义（P=0.10）［16］。Cho等［17］认为ADC值可以鉴别良恶性淋巴结，且诊断价值在中等水平。同是基于DWI的研究结果却不一致，可能与主磁场强度，感兴趣区的勾画方式，b值的选择等因素有关。同时，反应增生性淋巴结内淋巴细胞过度增生［18］，转移性淋巴结内的黏液成分等均会影响DWI的诊断准确度。另有研究［19］使用背景抑制弥散加权成像（DWIBS）技术抑制肿瘤周围正常组织信号，有助于转移性淋巴结的显示。体素内不相干运动（IVIM）是一种新兴的功能MRI成像技术，其原理是应用双指数模型区分微循环灌注与真正的水分子弥散。有学者应用IVIM鉴别直肠癌患者系膜淋巴结的良恶性，研究结果支持转移性淋巴结内水分子弥散受限更明显［20］。

动态增强MRI（DCE-MRI）可提供并定量微循环血流动力学信息。Yu等［21］研究表明，与非转移性淋巴结相比，转移性淋巴结的对比剂容积转运常数（Ktrans）和血管外细胞外间隙体积分数（Ve）更高。上述研究虽未纳入＜5mm的淋巴结，但其研究结果与以往研究［22］相似，提示转移性淋巴结微血管密度和新生血管组织通透性增加，呈高灌注状态。越来越多的学者证实，Ktrans是监测肿瘤新生血管靶向药物疗效的有效参数。动态磁敏感对比增强磁共振成像（DSC-MRI）以往多被用于颅内病变的血流动力学研究［23］，Grovik等［24］联合DCE-MRI和DSC-MRI，首次报道转移性和非转移性直肠癌血流动力学参数的差异。另外文亮等［25］应用锰增强MRI（MEMRI）研究SW620、DLD-1细胞株皮下移植瘤裸鼠，发现结直肠癌细胞比正常细胞摄取更多锰离子。因此，可以大胆预测DSC-MRI、MEMRI对评估直肠癌区域淋巴结良恶性也具有一定价值。

近年来，超小超顺磁性氧化铁（USPIO）等淋巴结特异性对比剂涌现。正常淋巴结内的巨噬细胞吞噬含铁的纳米粒子，产生磁化效应，以致T2WI图像上信号减低。Lahaye等［26］研究证实，基于USPIO磁化效应的定性和定量指标均是诊断直肠癌区域淋巴结转移的良好预测因子。但USPIO至今尚未被批准进入临床。不同于USPIO，另一种淋巴结特异性对比剂钆磷维塞已投入临床，虽其病理生理机制尚不明确，但有研究表明钆磷维塞的诊断效能高于传统影像方式［27］。这些新型对比剂的研究尚处于探索阶段，诊断价值有待于临床进一步证实。因此，更精准、安全的分子靶向对比剂的应用有望实现转移性淋巴结的精准诊断。

总之，功能MRI提供的微观组织信息，有利于更好地了解组织的功能状态和代谢水平。随着成像技术和信息技术的不断发展，功能MRI的时间分辨率和空间分辨率将不断得到提高。与常规MRI的整合，功能MRI在临床实践中将发挥越来越重要的作用。

3 MRI与其它影像技术的比较研究

目前，临床常用的评估直肠癌区域淋巴结转移的影像学方法有直肠腔内超声（ERUS）、CT、MRI及PET-CT。卢凯等［28］研究结果显示，MRI诊断直肠癌N分期的病理一致性优于ERUS，而Kocaman等［29］的研究认为ERUS与MRI诊断效能接近。ERUS具有安全、无辐射、操作简便等优点，但探头无法通过狭窄肠腔，诊断视野相对受限，易漏诊扫描视野外淋巴结。此外，ERUS诊断准确性对操作者的经验依赖性较高，且操作会给患者带来不适，患者依从性较差。

CT扫描速度快、范围广，不受肠腔气体伪影及肠腔狭窄等因素的影响，可用于远处转移淋巴结的筛选诊断。有Meta分析［30］结果显示，CT诊断直肠癌区域转移性淋巴结的灵敏性为71%（95% CI： 59%～81%），特异性67%（95%CI： 46%～83%），诊断比值比是 4.8（95% CI： 2.5～9.4），诊断表现并不理想。Al-Sukhni等［3］基于MRI的Meta分析结果优于CT。随着CT技术的日益成熟，CT结肠成像相关研究取得显著进展［31］。能量CT成像利用其优势逐渐显现，成像过程中涉及的能谱曲线、有效原子系数等诸多参数有助于进一步量化物质的特性。最近有研究数据表明良、恶性淋巴结的碘浓度值、双能量指数等参数差异有统计学意义，证实双能CT对直肠癌术前N分期的诊断价值［32］。

PET-CT将结构和功能影像有机融合，对于诊断直肠癌区域淋巴结转移也发挥着一定作用［33-34］。PET诊断灵敏性高，但空间分辨率较低，PET-CT将PET和CT整合后优势互补。PET-CT是其它影像学检查方法的良好补充，只是目前PET-CT尚不能作为临床诊断直肠癌区域淋巴结转移的常规影像学方法。

综上所述，各种影像学方法均存在一定局限性，易造成诊断局部N分期过高或过低，从而导致临床处理过度或不足。临床上影像学术前评估直肠癌N分期以MRI为主，但需综合分析不同影像技术的特点及应用范围，联合各种影像技术的优势。多模态影像技术是当今影像领域的热点，尤其在科研工作中得到广泛应用。多模态影像技术通过多种成像技术的联合应用，使信息互补及交叉验证成为可能，将成为未来主流发展趋势之一。

4 展望

近期，广东省人民医院与中国科学院自动化研究所合作，把影像组学研究方法应用到结直肠癌诊断治疗中，建立并验证一种基于影像组学标签的结直肠癌淋巴结转移术前预测模型［35］。作为刚兴起的前沿学科，影像组学将影像、病理与基因信息紧密的联系在一起，利用工程学的方法可提供一整套用于临床决策和科研的解决方案。基于人工智能的医学影像智能分析与诊断作为人工智能的一个重要应用场景，同样有着广阔的应用前景。

目前，HR-MRI仍是临床诊断直肠癌首选的影像学方法。结合形态学和功能影像学特征，HR-MRI为术前评估直肠癌区域淋巴结转移最可靠的检查方法。在“精准医疗，影像先行”［36］的时代，影像组学、基因组学、人工智能迅速崛起，影像医学亟待从传统的形态诊断向精准的影像诊断“组学”发展。HR-MRI基础上结合影像组学、基因组学与人工智能将有望实现直肠癌术前区域淋巴结转移的精准诊断。此外，更精准、安全的分子靶向对比剂的研发与应用也有助于实现转移性淋巴结的精准诊断。