T2WI三维可变翻转角快速自旋回波序列联合超清分段读出平面回波弥散加权成像技术直肠癌术前评估

邓保娣， 蔡晓明， 王秋霞， 李震， 胡军武， 吴思思

直肠癌是胃肠道最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在世界范围内位居前列[1]。近年来，随着我国人民生活环境的不断改善，直肠癌在我国的发病率也呈逐年上升的趋势[2]。经历了270余年的发展，直肠癌的治疗方式已由单一的外科手术治疗发展成为多学科综合治疗，尤其是全直肠系膜切除术(total mesoretal excising，TME)手术方式的出现和术前联合放化疗的应用使得直肠癌患者术后的生活质量及长期生存率都得到了极大的提高[3]。

准确的直肠癌术前评估能够指导临床合理的选择直肠癌的治疗方案，包括肿瘤的定位、TNM分期、环周切缘(circumferential resection margin，CRM)评估和肠壁外静脉受累(extramural vascular invasion，EMVI)评估等。MRI由于其超高的软组织分辨率现已被广泛运用于直肠癌术前评估中，由于直肠特殊的解剖学特性，直肠周围脂肪环绕，在T2WI上具有良好的天然对比，三方位高分辨率T2WI在直肠癌的定位、TNM分期、评价CRM情况等方面均可取得较高的准确率，目前已成为国内外专家的共识或扫描规范[4-7]。但常规的三方位T2WI还是存在着一些缺陷，如在T分期上伴有突破肌层的纤维条索的肿瘤有时难以区分T2/T3a[8]、N分期的准确性不高及判断EMVI的敏感性低等[8-11]。过度分期会导致过度治疗，但过低分期导致的错误方案选择又会使患者面临治疗不全面、高复发的风险。

本研究拟使用T2WI三维可变翻转角快速自旋回波序列 (3D-sampling perfection with applica-tion optimized contrast using different flip angle evolutions，3D-SPACE)联合超清分段读出平面回波弥散加权成像(readout-segmented echo-planar diffusion weighted imaging，RS-EPI DWI)序列进行直肠MR扫描，以探讨这种高分辨多模态磁共振成像技术在直肠癌术前评估中的临床应用可行性。

材料与方法

1.研究对象

连续搜集2016年1月-2017年2月间临床疑似直肠癌并顺利完成MRI检查的135位患者资料，排除：①患者MRI图像伪影严重，不能满足诊断需求。②MRI检查后10d内未在本院实施手术治疗者。③手术前进行了放化疗的患者。④术后病理结果不是直肠癌的患者。将符合条件的42位直肠癌患者纳入本组研究。42例患者年龄为25～80岁，平均年龄为54.61～12.99岁，其中男26例，女16例。

2.扫描参数

所有患者均使用Siemens Magnetom Aera 1.5T超导磁共振和32通道体部阵列线圈进行直肠MR检查。放置线圈使其覆盖整个盆腔，同时把线圈中心置于磁体中心。扫描序列包括：定位像、三方位高清T2WI(包括正矢状面T2WI，延直肠肿瘤段的冠状面T2WI，垂直于肿瘤最大径的T2WI)、横轴面T1WI、T2WI 3D-SPC、RS-EPI DWI，RS-EPI DWI同时完成b=50 s/mm2和b=800 s/mm2值的图像重建，患者有直肠增强扫描需求时行常规增强序列扫描(表1)。

表1 高清T2WI、T2WI 3D-SPC、RS-EPI DWI序列扫描参数

3.图像分析

完成扫描后，在Siemens后处理工作站上隐去患者资料并将图像分为两组重新编号保存，A组为高清三方位T2WI图像，B组为T2WI 3D-SPC和RS-EPI DWI图像。由两位腹部组工作经验5年以上的放射科诊断医师分别在各自工作站上对A、B两组的所有病例图像进行评价。评价内容包括：T分期、N分期、CRM、EMVI。TN分期标准依从AJCC第七版指南[12]；以肿瘤最外缘或最远处的癌结节距直肠环周切缘<1 mm(即CRM 1 mm)为CRM阳性；以肿瘤周边血管内出现了肿瘤信号，血管的轮廓及直径略有改变或血管轮廓明显不规则或血管呈结节性扩张为EMVI阳性[10]。

图1 患者男，62岁，术后病理结果证实为直肠中分化腺癌，分期为T3N0Mx，CRM-,EMVI-。a) 术后大体病理图； b) 术后病理图； c) 常规高清T2WI图，难以发现有肿瘤突破肌层的表现； d) T2WI 3D-SAPCE图，使用MPR重建技术重建后，可以看到白色箭头所示肿瘤突破肌层表现，因此定义其T分期为T3期。

4.统计学处理

使用19.0版SPSS软件进行统计学处理。采用Kappa一致性分析对两位诊断医师的一致性进行检验。A组和B组术前评估两组数据以患者病理结果为金标准，计算A、B两组各项评估的准确率，并采用卡方检验分析两组数据与术后病理对比的结果有无显著性差异。

结 果

两位诊断医师对A组图像T分期、N分期、CRM评估、EMVI评估结果的一致性分别为0.893、0.884、0.842、0.769，P<0.05。B组图像T分期、N分期、CRM评估、EMVI评估结果一致性分别为0.878、0.891、0.842、0.853，P<0.05。两位诊断医师在A、B两组图像的各项评估中k值均满足k>0且P<0.05，说明两位诊断医师的一致性良好。两者分期评估不相同的病例经讨论后取得一致。

两组图像与术后病理结果对照，A组T分期、N分期、CRM评估和EMVI评估的准确率分别为69.0%、59.5%、76.2%和71.4%。B组T分期、N分期、CRM评估和EMVI评估的准确率分别为88.1%、66.7%、78.6%和88.1%。A、B两组间4项术前评估指标行卡方检验，两者在T分期上满足P<0.05，存在显著差异，说明A、B两组序列在直肠癌T分期的准确率上具有明显的不同，且3D-SPACE联合RESOLVE-DWI组的准确率显著高于常规高清T2WI组。A组即高清T2WI组在T分期中出错一般有3种原因，一种是对于较大范围的肿瘤，未找到肿瘤浸入深度最大的层面进行扫描，技术人员存在一定的人为选择失误，而B组使用了3D-SPACE技术进行T2WI扫描，去除了人为因素的干扰(图1)；另一种是T分期中一直存在的T2/T3a鉴别诊断难题，常规的T2WI上有突破肌层的低信号纤维条索影，但无法判断其良恶性，B组联合使用的超清RS-EPI DWI技术进行弥散加权成像扫描，对于细微的纤维条索影也能很好的显示，根据其弥散特性可以辅助判断其良恶性(图2)；第三种是T2WI图像上直肠癌与邻近组织器官紧密相连，难以判断其是否侵犯，B组使用的高清RS-EPI DWI序列可以清晰的显示肿瘤边界，辅助诊断医师判断(图3)。两者在N分期、CRM评估、EMVI评估上P值均>0.05，不存在显著性差异(表2)。

表2 两组联合RS-EPI DWI组术前评估比较

讨 论

随着我国人民生活水平的提升和饮食结构的改变，直肠癌在我国的发病率也越来越高。直肠癌的合理治疗也显得越来越重要，临床如何选择直肠癌的治疗方式取决于准确的术前评估。常规的三方位高清T2WI序列虽然在直肠癌的术前评估中有很多优点，如其判断直肠系膜筋膜受累准确率可以达到95%～96%[13,14]，对腹膜折返的可见率可以达到80%～92%[13,14]。但在T2/T3的鉴别以及N分期上依旧存在着一定的困难。常规三方位T2WI如何定位多取决于MRI技术员的选择，人为因素影响较大。同时，常规轴面定位一般取矢状面肿瘤的最大径，但可能得到的并非是肿瘤浸润深度最大的层面。

图2 患者，男，49岁，术后病理结果证实为直肠绒毛管状腺癌，分期为T3NOMx，CRM-,EMVI-。a) 术后病理图，HE×40； b) 术后病理图，HE×100； c)常规高清T2WI图示纤维条索影(箭)，但难以区分其性质； d) 超清RS-EPI DWI图示纤维条索影呈弥散受限高信号(箭)，提示T分期为T3。图3 患者，女，60岁，术后病理结果证实为直肠低分化腺癌，分期为T2N2Mx，CRM-，EMVI+ 。a) 常规高清T2WI图，难以判断肿瘤是否侵及提肛肌(箭); b) 超清RS-EPI DWI图像，可清楚反映肿瘤范围(箭)，提示肿瘤未突破固有肌层。

T2WI 3D-SPACE联合RS-EPI DWI序列组T分期的准确率显著高于常规T2WI组(P<0.05)，更接近于术后病理结果。一方面是因为采用3D-SPACE技术进行T2WI扫描，其三方位各项同性的特性使其可以任意方位重建。诊断医师可以根据自己的要求实时各角度、各方位的观察扫描视野内的任意感兴趣区，排除人为因素的干扰。对于大范围的直肠肿瘤也可以准确的找到浸润深度最大的层面，从而更准确的判断肿瘤的局部分期[16]。另一方面是因为本研究使用的超清RS-EPI DWI序列其分辨率高，在b值=800 s/mm2时依旧可较清晰的显示突破肌层的纤维条索影，可直观的反映其弥散特性，辅助诊断医师分期。对于与邻近组织器官紧密相连的直肠肿瘤，T2WI上有时不易鉴别肿瘤是否突破肌层浸入腹膜浆膜层，RS-EPI DWI图上可清晰显示肿瘤边界，判断肿瘤有无侵犯。

T2WI 3D-SPACE联合RS-EPI DWI序列组在N分期、CRM、EMVI评估的准确率上虽然比高清T2WI组稍高，但两者无差异显著性(P>0.05)。可能是因为RS-EPI DWI在鉴别良恶性区域淋巴结方面仅能提升其特异性，准确性上提升不明显，在评估CRM、EMVI上也没能提供更多的信息，也可能是因为样本量较少的原因导致检验效力不够。

本研究还存在一些不足，病例数较少，没能进行大样本的采样分析。仅仅只进行了主观评价方面的术前分期评估，没有加入其他学者进行的有数据的客观评价研究及对肿瘤的类别进行的鉴别等[17,18]。今后，将继续搜集更多的病例，跟进病例的病情发展、预后复发、远处转移等，联合客观测量的ADC数据，使用高分辨多模态磁共振成像技术在直肠癌术前评估、评估术后复发高危因素及远处转移高危因素等方面做更深入，更细化的研究。

总之，T2WI 3D-SPACE联合RS-EPI DWI序列组对比常规高清T2WI序列，明显提升了直肠癌T分期的准确率，在N分期、CRM、EMVI的评估方面准确率稍有提升。可常规用于直肠癌MRI术前评估MRI扫描。