MRI结合腔内充盈耦合剂对直肠癌术前评估的应用研究
2020-10-27宋军伟鲁卫东李晓景赵心海
宋军伟，鲁卫东，李晓景，赵心海，李 凯，管 浩
(淄博矿业集团有限责任公司中心医院影像科，山东 淄博 255120)
直肠癌发病率在我国恶性肿瘤中居第四位[1]，且发病率逐年上升，每年新确诊的结直肠癌病例约140万[2]，直肠癌的精准分期对于制定后续治疗方案、判断肿瘤复发及预后具有重要参考价值。
1 资料与方法
1.1一般资料 选取2017年3月—2018年12月在我院诊治的直肠癌患者76例的临床及病理资料，其中男性47例，女性29例，年龄32～76岁，平均(54.3±11.2)岁。所有患者均经肠镜取组织病理确诊，未行放疗及化疗并拟行外科手术治疗。于术前行直肠MRI检查和腔内充盈耦合剂后直肠MRI检查，所有患者均无MRI扫描禁忌证。
所有患者均知情同意且签署知情同意书。本研究经过医院伦理委员会批准。
1.2检查方法 采用德国SIMENS 3.0T磁共振扫描仪，检查前一天晚上口服适量番茄叶，清洁肠道，检查前1 h清洁灌肠。扫描范围由骶髂水平至耻骨联合下方，扫描序列依次为：①矢状位快速恢复快速自旋回波T2WI序列，TR/TE=3 000 ms/100 ms，视野280×280，矩阵512×512，层厚3.0 mm，层间距0.3 mm； ②通过矢状位确定其病变位置，垂直于病变肠管进行横轴位局部T2WI局部高分辨扫描，TR/TE=4 000 ms/100 ms，视野280×280，矩阵256×256，层厚3.0 mm，层间距0.3 mm；③病变处横轴位快速自旋回波T1WI序列，TR/TE=600 ms/10 ms，视野为360×360，矩阵512×512，层厚5.0 mm，层间距0.5 mm；④通过矢状位定位，平行病变肠管行冠状位T2WI高分辨率扫描，TR/TE=4 000 ms/110 ms，视野260×280，矩阵256×256，层厚3.0 mm，层间距0.3 mm；⑤DWI扫描(b=1 000 s/mm2)，TR/TE=5 000 ms/90 ms，视野280×280，矩阵512×512，层厚6 mm，层间距0.6 mm。总扫描时间约20 min。耦合剂采用体内专用超声耦合剂，根据病灶位置注入不同剂量耦合剂，低位直肠癌注入50～70 mL，中位直肠癌注入70～90 mL，高位直肠癌注入90～100 mL。
1.3图像分析 扫描结束后，所得图像由2名副主任医师进行双盲法阅片，诊断意见不一致时，经讨论达成结论，对肿瘤的T、N分期、系膜血管受侵(extramural vascular invasion，EMVI)与环周切缘(circumferential margin，CRM)情况进行评价，与术后病理结果进行对比。
T分期采用美国癌症联合会第7版分期标准。T1期为肿瘤侵犯黏膜下层未达固有肌层；T2期为肿瘤侵犯固有肌层但未浸透；T3期为肿瘤浸透固有肌层，其亚分期有以下3种，T3a为侵润直肠系膜深度1～5 mm，T3b为侵润直肠系膜深度6～15 mm，T3c为侵润直肠系膜深度>15 mm；T4期为肿瘤侵犯腹膜返折或邻近结构、脏器。对于下段直肠癌的分期：T1为肿瘤侵及肠壁黏膜及黏膜下层；T2期为肿瘤侵犯内括约肌，未达括约肌间隙；T3期为肿瘤侵犯至内外括约肌间隙；T4期为肿瘤下缘超出肛提肌，侵犯外括约肌，直肠耻骨肌。MRI评估CRM(+)的标准为肿瘤外侧缘、转移淋巴结、受侵的系膜血管、癌结节距离直肠系膜筋膜<5 mm，距离>5 mm者判定为CRM(-)，此标准与病理上CRM<1 mm的标准具有高度相关性。系膜血管受侵采用评分系统进行评估，0～2分记为EMVI(-)，3～4分记为EMVI(+)，EMVI(+)的MRI表现为肿瘤周边血管出现肿瘤信号，血管直径增宽或呈结节状扩张，轮廓不规则。淋巴结分期参照美国癌症联合会第7版分期标准：淋巴结无法评估归类Nx期；区域无淋巴结转移归类N0期，区域1～3枚淋巴结转移归类N1期，区域4枚以上淋巴结转移归类N2期。
1.4统计学方法 应用SPSS 20.0统计软件分析数据。计量资料比较采用χ2检验，MRI与手术病理对T、N分期结果、CRM、EMVI的评估结果采用Kappa检验一致性，K系数越高，吻合度越高，Kappa≤0.4表示吻合度较差，0.4
2 结 果
2.1肿瘤部位及病理 76例直肠癌患者中，瘤体最大直径0.8～12.0 cm，平均(4.21±0.86) cm，高位直肠癌8例，中位直肠癌32例，低位直肠癌36例。病理结果腺癌71例，黏液细胞癌5例，其中高分化9例，中分化51例，低分化16例。T1～2期24例，T3期45例，T4期7例；CRM(+)27例，CRM(-)49例；淋巴结转移29例，EMVI(+)31例，EMVI(-)45例。
2.2直肠MRI与病理结果对照 直肠MRI对于直肠癌T分期与术后病理一致58例，总体符合率76.3%。N分期与术后病理一致55例，总体符合率72.3%(Kappa=0.572，χ2=24.366，P<0.001)。EMVI分析MRI与病理一致55例，其中EMVI(+)误判为EMVI(-)9例，EMVI(-)误判为EMVI(+)12例，总体符合率72.3%(Kappa值=0.564，χ2=23.677，P<0.001)。CRM分析MRI与病理一致68例，其中CRM(+)误判为CRM(-)4例，CRM(-)误判为CRM(+)4例，总体符合率89.5%(Kappa值=0.754，χ2=8.556，P=0.004)。见表1，图1～2。
表1 直肠MRI与病理结果T分期对照Table 1 Comparison of rectal MRI with pathological findings in T-staging (例数)
直肠腔内充盈耦合剂后MRI对于直肠癌T分期与术后病理一致66例，总体符合率86.8%，与直肠MRI检查符合率经卡方检验(Kappa值=0.736，χ2=3.102，P=0.043)。N分期与术后病理一致55例，总体符合率72.3%，与直肠MRI检查符合率经卡方检验(Kappa值=0.569， χ2=0.000，P=1.000)。EMVI分析MRI与病理一致61例，其中EMVI(+)误判为EMVI(-)7例，EMVI(-)误判为EMVI(+)8例，总体符合率80.3%，与直肠MRI检查符合率经卡方检验(Kappa值=0.612，χ2=1.314，P=0.252)。CRM分析MRI与病理一致65例，其中CRM(+)误判为CRM(-)4例，CRM(-)误判为CRM(+)7例，总体符合率85.5%，与直肠MRI检查符合率经卡方检验(Kappa值=0.712，χ2=0.543，P=0.465)。见表2，图3～4。
表2 直肠腔内充盈耦合剂后MRI与病理结果T分期对照Table 2 Contrast of MR imaging with pathological T-staging after rectal cavity filling with coupling agent (例数)
3 讨论
3.1MRI在直肠癌术前评估中的意义 MRI具有良好的组织分辨率，可以多参数、多平面成像观察肿瘤的浸润深度及侵犯周围组织情况。综合近些年文献报道，高分辨率直肠MRI对于直肠癌T分期准确率达67.5%～94.6%[3-4]，本研究准确率分别为76.3%、86.8%。造成病变高估的主要原因是肿瘤周围的炎症、感染，迂曲走行的血管和组织纤维化与肿瘤外侵征象在MRI表现上易混淆，特别对于体积较大的瘤体，常伴有炎症及纤维灶，分期更为困难[5]。本研究有6例T2分期高估为T3分期，术后病理证明均为肿瘤周围炎性纤维灶。
MRI诊断直肠癌淋巴结转移目前尚无统一标准，诊断准确率达65.9%～85.3%[6-8]。判断转移以淋巴结边界、内部信号为主要标准，辅助淋巴结所在位置、大小及形态改变综合分析。转移淋巴结多信号不均匀，边界欠清，强化程度低于正常淋巴结，位置与肿瘤位于同一层面，且肿瘤平面上方淋巴结转移概率大于平面下方。本研究29例转移淋巴结平均直径(1.02±0.36) cm，其中23例转移淋巴结MRI表现为边界不规则，内部信号不均匀，位于肿瘤同一平面者19例，位于肿瘤以上层面者8例，仅1例位于肿瘤以下层面。
EMVI(+)的MRI表现为肿瘤周边血管出现稍高信号，血管直径增宽或呈结节状扩张，轮廓不规则。对于T3以上分期的肿瘤，发生EMVI的概率在50%以上[9]，本研究52例分期T3期以上的直肠癌，EMVI(+)31例(59.6%)。EMVI也是影响患者长期预后、肿瘤远处转移及局部复发的一个独立危险因素。MRI诊断EMVI的准确率为71.2%～89.4%[10-11]，特别对于直径3 mm以上的血管，能很好的地显示被肿瘤侵袭的程度，甚至能够识别部分病理不能发现的血管侵犯。MRI判断错误的原因多为受侵犯的血管直径<2 mm，受侵血管无法在图像上被识别而造成，本组EMVI(-)误判为EMVI(+)7例的血管直径均<3 mm，平均直径(1.67±0.86)mm。目前如何提高细小血管侵犯的诊断率有待于进一步的研究。
直肠系膜筋膜可有效阻止肿瘤的局部浸润与转移，是直肠与周围临近脏器的重要屏障。CRM受侵是肿瘤局部复发及5年低生存率的独立危险因素，MRI检查对于CRM阳性诊断的准确率为82.3%～93.2%[12-13]，对于全直肠系膜切除术的术前评估具有良好指导意义，确定个体化治疗计划，从而为患者制定最优化治疗方案[14]。本研究CRM分析的准确率分别为89.5%、85.5%，基本与之相符。
3.2直肠腔内充盈耦合剂后MRI检查的价值 耦合剂由水性高分子凝胶组成，pH值中性，对机体无毒无害，具有良好的触变性，作为直肠腔内对比剂可以更好地显示病变[15]。笔者在使用体内专用耦合剂作为腔内对比剂行MRI检查前，将其置于温度36 ℃恒温箱内，根据病灶位置不同注入适当剂量，提升患者舒适感，减少肠道蠕动及运动伪影。本研究在肠道充盈后MRI检查对于肿瘤及周边关系的显示更佳，对比未使用对比剂的直肠MRI检查，直肠癌术前T分期、EMVI分析的符合率均有提高。
部分直肠癌病灶边缘模糊，形态不规则，基底部显示欠佳，在充盈适量耦合剂后，因为耦合剂具有良好的触变性，使病灶及周围情况显示更加清楚，特别对于直径<3 cm的病灶数量、大小、肠壁附着点等显示更佳。其中对于病灶基底部有明确显示，可以更精准测量病灶下缘距肛门的长度，且因为直肠解剖位置相对固定，不必担心因使用耦合剂后增加病灶距肛缘距离。病灶附着肠壁基底部的清晰显示，有利于判断肿瘤浸润深度及周边血管与肿瘤之间的关系，增加判断T分期及EMVI分析的准确性。本组病例充盈耦合剂前、后T分期的总体准确率为76.3%、86.8%，EMVI分析的总体准确率为72.3%、80.3%，充盈耦合剂后行MRI检查，2者准确率均有所提高。
下段直肠癌MRI可以显示肛门括约肌复合体自内向外的7层结构，分别为黏膜层、黏膜下层、肛门内括约肌层、内外括约肌间隙内侧层、联合纵肌层、内外括约肌间隙外侧层、肛门外括约肌层。直肠癌侵及肛门括约肌复合体，MRI表现为相应解剖层次的正常信号消失，被稍高信号的肿瘤组织所取代。直肠MRI可以准确判断病变与肛门括约肌复合体的关系，为确定手术层面、选择手术方式提供依据。本研究低位直肠癌36例，充盈耦合剂后，对于直肠癌浸润肛门括约肌各层解剖结构显示更加清晰，在T分期中更易判断肿瘤是否侵犯内外括约肌间隙，准确测量肿瘤与肛提肌间的距离，降低环周切缘阳性的可能性。
直肠癌MRI检查中使用腔内对比剂目前存在的主要争议是：使用对比剂后肠腔扩张会导致肿瘤、转移淋巴结、受侵系膜血管距离系膜筋膜距离缩短，导致过度分期，且部分患者会产生不适感，导致肛门括约肌收缩引起运动伪影增多。本研究显示，根据病灶不同位置注入适量耦合剂后，挤压肠周脂肪有限，不会明显影响病灶距离直肠系膜筋膜长度的测量，充盈耦合剂前后CRM分析的总体准确率(89.5%、85.5%)基本一致。温度适宜的耦合剂注入后患者无明显不适，运动伪影无增加。肠道充盈后肠壁受压，易将部分T1期病变高估为T2期，本组检查充盈耦合剂后将6例T1高估为T2，但T1期、T2期肿瘤治疗方式一致，所以对后期治疗计划的制定无影响。
综上所述，高分辨率MRI结合腔内充盈耦合剂可以提升图像质量，更好地显示肿瘤及瘤周组织受侵犯情况，判断预后，进而制定不同的治疗方式，为患者提供个体化及高质量分层化治疗，提高中长期生存率。
