经直肠超声检查技术对直肠癌分期的诊断价值

王天驰综述 唐缨审校

1.天津中医药大学，天津 300193；

2.天津市第一中心医院超声科，天津 300192

结直肠癌的发病率逐年增高，严重威胁着人类健康。2018年全美最新癌症统计数据显示：男性和女性的结直肠癌发病数分别占男、女各类癌症发病总数的9%和7%，在男、女各类肿瘤发病率中均居于第3位[1]。2015中国癌症统计数据显示：我国结直肠癌发病率、病死率在全部恶性肿瘤中均位居第5位[2]。其中，直肠癌发生率高于结肠癌[3]。

结直肠癌罹患风险的增加与遗传因素有着密切的关系。在讨论结直肠癌发生的风险时，应充分考虑结直肠癌、息肉或溃疡性结肠炎病、克罗恩病、Lynch综合征、家族性腺瘤性息肉病和2型糖尿病等疾病家族史[4-5]。组织学中超过90%的结肠直肠癌是源自黏膜的单层上皮的腺癌。肿瘤分化程度与肿瘤侵袭性有关[5]。

直肠癌的分期不仅影响着手术方案的制定，也与术后5年生存率密切相关。因此，根据患者临床阶段的不同，依据直肠癌的术前分期(TNM)确定治疗策略就具有十分重要的意义。对于早期病变(T1N0M0)可行内镜下切除术或经肛门内镜显微手术局部切除术，但对于进展期病变(T2NM~T4NM)需要更全面的全直肠系膜切除术(TME)。并且对于某些T3NM~T4NM或淋巴结阳性疾病的患者需要在术前行新辅助治疗后才能进行全直肠系膜切除术[6-7]。影像学上，对于直肠肿瘤的分期的方法包括经直肠超声(transrectal ultrasonography，TRUS)、CT、MRI等，其中TRUS对于直肠肿瘤的分期判断有着独特的价值[8-11]，本文将对TRUS在直肠肿瘤分期的诊断价值给予综述。

1 常规二维TRUS对直肠肿瘤诊断的价值

1.1 二维TRUS对直肠壁的显示 TRUS根据机械探头的特点不同，通常可以分为双平面探头、线阵探头、单平面探头、环阵探头等。探头的频率采用7~12 MHz或12~20 MHz，可插入深度为8~12 cm。国内多采用双平面线阵探头，可以显示肿瘤的长轴图像，特别是对显示肿瘤浸润深度，是否侵犯淋巴结、肛门括约肌以及肠周的器官效果较好[12]。以前研究人员对经直肠超声的研究方向主要集中在评估前列腺病变方面[13]。虽然在1953年，Wild和Reid使用前列腺评估设备显示了直肠肿瘤[14]。但直到1983年，才有专门的使用TRUS诊断直肠肿瘤的研究[15-16]。理论上，不同频率的探头对于直肠壁层数的显示是不相同的。使用频率为7.5 MHz的探头可以显示5层直肠壁组织结构，使用更高频率探头可以显示7层直肠壁组织结构。目前一般认为正常直肠壁在TRUS图像上显示为3条强回声带与2条低回声带相间的5层结构，从肠腔内向腔外分别是：第1层较弱的强回声带是探头与黏膜的界面回声；第2层低回声带是黏膜层；第3层强回声带是黏膜下层；第4层低回声带是固有肌层；第5层强回声带是浆膜层或肠管周围纤维脂肪组织。若使用更高频率的探头，还能显示固有肌层低回声的内环肌层和外纵肌层，以及高回声的位于内外环肌层之间的纤维结缔组织层，这样可以显示直肠壁7层组织结构。正常情况下，TRUS可以很容易地识别直肠壁的每一层结构[17]。

1.2二维TRUS对直肠癌T分期的诊断价值 TRUS诊断直肠癌T分期的标准：UT0，肿瘤为非侵蚀性原位癌,强回声的黏膜下层界面完整；UT1，仅侵蚀黏膜下层，强回声的黏膜下层界面缺失；UT2，肿瘤仅侵蚀肌层,低回声肌层增厚，但外围的强回声代表直肠周围组织界面完整；UT3，肿瘤侵蚀直肠周围组织，外围的强回声界面缺失；UT4，肿瘤侵蚀临近器官和组织。TRUS诊断直肠癌T分期的准确率在近十年文献报道中高低不一[18-20]。在迄今为止最大的Meta分析中，评估来自42组研究(n=5 039)的数据，作者将TRUS诊断直肠肿瘤的T分期与通过组织病理学确定的结果进行比较，计算了T1病变的敏感性和特异性分别为87.8%和98.3%，T2病变的敏感性和特异性分别为80.5%和95.6%，T3病变的敏感性和特异性分别为96.4%和90.6%，T4病变的敏感性和特异性分别为95.4%和98.3%[21]。作者得出结论，TRUS对于直肠癌的T分期是准确的。另有一些调查结果显示，TRUST分期与术后病理分期的一致性并不高，MARUSCH等[22]进行了一项大型前瞻性研究，研究了德国300多个中心的数据(n=7 096)，分析TRUS在常规临床实践中诊断直肠癌分期的准确性。这是通过计算TRUS评估的T-期(uT)与组织病理学的T-分期(pT)之间的准确率来完成的。作者计算出该准确率为64.7%。在35.3%的不一致病例中，18%的TRUS分期低于病理分期，17.3%的TRUS分期高于病理分期。准确率最高的为T1分期，Kappa值为0.591，T2期Kappa值为0.367，T3期Kappa值为0.468，准确率最低的为T4期，Kappa值为0.321，即T2和T4病变在TRUS和组织病理学T分期之间的准确率低于T1和T3病变。该研究还试图将医院每年所做的TRUS的例数与uT-pT对应程度进行比较。该研究发现医院每年所做例数少于10例的，uT-pT的准确率为63.2%，每年11~30例的准确率为64.6%，每年大于30例的准确率为73.1%。由此可以推测早期开展TRUS时准确性会较低，但随着进行TRUS的更多经验和病例量的增加，准确性也会得到改善。另外一项在中山大学附属第六医院进行的研究显示，TRUS诊断直肠癌T1期的准确率、敏感度、特异度分别为93.55%、100%、92.31%，T2期的准确率、敏感度、特异度分别为93.55%、100%、92.59%，T3期的准确率、敏感度、特异度分别为87.10%、81.82%、100%，T4期的准确率、敏感度、特异度分别为100%、0、100%[23]。总体来说TRUS在评估直肠癌T1期方面具有优势。KURAN等[24]在一项回顾性研究显示，病变狭窄程度影响TRUS的T分期，根据病理学评估TRUS对病变分期的准确性，总体为73.7%(Kappa系数=0.317，P=0.002)。将患者分为狭窄和非狭窄组时，狭窄组的准确率为68%(Kappa系数=0.170，P=0.125)，非狭窄组的准确率为84.6%(Kappa系数=0.606，P=0.001)，由此可知，通过TRUS检查直肠癌的准确率会受到直肠狭窄程度的影响，但整体上在可接受的范围内。由于其深入的长度有限，TRUS在对于高位直肠肿瘤评显示困难。另外，预测局部是否复发的一个重要指标是观察直肠系膜筋膜是否受累，传统上认为MRI对于其评估较好[25]。最近一项研究假设的研究结果表明，对于低位前直肠肿瘤，TRUS可以预测直肠系膜筋膜受累的准确性高，阴性预测值高，与MRI的特点相似[26]，这将会是TRUS在低位直肠癌诊断中的优势。

1.3 二维TRUS对直肠癌N分期的诊断价值TRUS诊断N分期的标准：N0，没有区域淋巴结转移；N1，1~3枚区域淋巴结转移；N2，等于或大于4枚区域淋巴结转移[18-20]。通过TRUS评估直肠淋巴结受侵犯数目来确定N分期。这些淋巴结通常是圆形和低回声的，并且具有规则的边界。虽然各种研究已经描述了恶性淋巴结的不同大小阈值，但是在直肠癌患者中TRUS所看到的所有淋巴结均应被认为是恶性，由于受到探头的限制，TRUS不能观察到直肠区域中的所有淋巴结，所以在标准的制定上，1~3个恶性淋巴结的存在被认为是N1疾病，4个或更多淋巴结被认为是N2疾病。TRUS评估直肠癌N分期的准确性不高，有研究显示，TRUS评估淋巴结转移的准确率为64%[27]。一项回顾性研究表明TRUS判断直肠癌N分期的总准确率、敏感性及特异性分别为68%、50%及80%[28]。PULI等[29]进行了一项关于TRUS对直肠癌N分期的准确性(n=2 732)的Meta分析，结果显示TURS对N分期的总敏感性为73.2%，总特异性为75.8%，阳性似然比为2.84和阴性似然比为0.42。GLEESON等[30]进行了一项前瞻性研究，统计直肠肿瘤中淋巴结的特征(包括淋巴结数量、回声、大小等)，预测淋巴结的累及情况。这项研究的结果表明，只有两个特征可以充分预测淋巴结是否受到侵犯：短轴长度≥5 mm(优势比=2.7，P=0.009)和低回声外观(优势比=3.8，P=0.017)。另外，作者发现淋巴结数量对于预测淋巴结转移的作用是有限的，因为仅有23%的病例中可以发现所有受累淋巴结。TRUS可较容易显示肠壁及附近淋巴结，但是对远处淋巴结探查较困难，并且较小的转移淋巴结容易漏检，因此，直肠癌的N分期仍然是一个不确定的领域。

2 三维经直肠超声(3D-TRUS)诊断直肠癌分期的价值

3D-TRUS是一种诊断直肠癌术前分期的新模式，它提供了更好的肿瘤视觉图像，并且可以展现肿瘤与相邻的器官和结构的空间关系[25，31-33]，独特的3D-TRUS纵向扫描可以精确评估肿瘤的大小和位置[34]。这种模式最重要的特征是能够减少检查者主观错误并提供重复观察的价值。3D-TRUS提供了区分血管和淋巴结的可能性，并为细针抽吸(FNA)活组织检查提高了精准度[35]。有研究已证明肿瘤对于直肠边缘的浸润与T分期、淋巴结转移、组织学分化程度和淋巴血管侵润相关[34-35]。3D-TRUS为肿瘤的多平面评估提供可能性，从而可以观察到肿瘤的更细微的变化[36]。有研究(n=86)比较了3D-TRUS、常规二维TRUS以及CT评估T分期的准确性差别，发现3D-TRUS的准确性优于常规二维TRUS及CT[31]；有文献显示3D-TRUS的T1、T2、T3及T4分期准确率分别达到97.1%、94.3%、95.7%及98.5%，N分期准确度达到87.3%[37]。3D-TRUS还可以与MRI一样提供对直肠系膜筋膜的评估[24]，这个特点与常规二维超声在低位直肠癌中的特点是一样的。

3 TURS弹性成像技术诊断直肠癌分期的价值

超声弹性成像技术最初由OPHIR等在1991年提出[38-39]，可用于量化组织的相对硬度，从而区分被检查组织的良恶性质[40]。虽然研究表明弹性成像可以成为区分良性直肠腺瘤和恶性肿瘤的有效方式[41-42]，但这项技术在直肠癌分期中的确切作用尚待研究[43]。近期有研究显示，应用弹性成像技术诊断直肠肿瘤的分期中，T1期与T2、T3、T4期比较差异有统计学意义，T4期与T2、T3期比较差异有统计学意义[44]；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%，因此笔者得出结论，经直肠超声弹性成像技术可反映直肠肿瘤的硬度，对直肠癌术前分期有一定的诊断意义。可以将弹性成像技术用于辅助放化疗后直肠癌的超声诊断，因为放化疗后正常组织的炎症反应和肿瘤浸润直肠壁的区别在二维超声上都表现为低回声，不易区分，弹性成像技术可以通过硬度检测区分二者，减少分期过高的可能[45-46]。

4 TRUS造影技术诊断直肠癌分期的价值

TRUS静脉造影是一种用于可视化和量化肿瘤血管分布的技术[47]。将微泡用作静脉内超声造影剂，并借助于客观参数(例如时间-强度曲线中的曲线下面积)来估计灌注水平，获得组织的微循环灌注信息。直肠恶性肿瘤为富血供表现[48]，超声静脉造影可以有快速高增强的表现，多数情况下，会有“快进快出”的特征性表现，是确诊直肠恶性肿瘤的重要方法。ZHUANG等[49]提出了基于时间-强度曲线(TIC)分析量化结肠直肠肿瘤血管生成的方法，计算出的AUC(曲线下面积)作为血容量的间接指标，其在腺癌中显著高于腺瘤，并且与微血管密度(MVD)呈正相关。虽然这项技术可用于评估肿瘤血管生成的情况[50]，但无法成为评价肿瘤的浸润深度及与周围组织的关系，故对术前评估分期的作用有限[51]。邓小红等[52]近期一项研究评估了超声双重造影(胃肠超声助显剂和静脉超声对比剂)对直肠癌术前T分期诊断价值，结果显示，中低位及高位直肠癌术前T分期的符合率分别为68.7%、85.7%，超声双重造影为直肠癌患者术前T分期诊断提供了重要参考。

5 其他影像学方法在评估直肠癌分期中的不足

一直以来，直肠指检是直肠肿瘤检查的基本方法[8]。但在近几十年来的研究中发现，这种方法虽然操纵简单，但主观性强，敏感性低，不能用于肿瘤分期，在临床实践中已被一些包括大便隐血检查、肿瘤标志物筛查、内镜检查及多种影像学检查方法在内的辅助检查所取代，目前直肠癌术前分期的影像学检查方法主要有MRI、CT、钡灌肠检查、TRUS和正电子发射断层扫描(PET)及正电子发射计算机断层扫描(PET-CT)[8-9，53]。CT及PET-CT对于评估直肠癌转移灶在全身扩散方面有着明显的优势，但在评估肿瘤侵袭直肠深度中的作用有限。由于MRI较难区分T1和T2期病变，故MRI在早期直肠癌的分期评估上不如TRUS。此外，肿瘤的息肉样形态可能会降低MRI的T分期准确性[10-11]。TRUS对于直肠癌分期的诊断有着明显的优势，可以很好的评估肿瘤浸润深度(T分期)。

6 小结

综上所述，以常规TRUS为基础，联合3D-TURS进一步观察组织结构和淋巴结情况、弹性成像区分组织炎症和肿瘤病灶的手段、造影技术发现微小血管，可以对直肠癌的浸润情况和淋巴转移情况起到更好的诊断作用。现在对于TRUS联合检查技术多停留在两种检查方法相结合的阶段，多种检查技术同时应用、优势互补的研究比较少，基于超声检查还具有操作简单、快速安全、价格低廉等诸多优点，联合多种TRUS检查技术评估直肠癌术前分期可能是一个方向。