直肠癌术前原发灶及淋巴结的MRI 特征对壁外血管侵犯的补充诊断价值

谭春燕 ，杨松华，罗 涛，李 晨，文 露，刘思野，吴世行，于小平

（1.湖南省怀化市第二人民医院放射科，湖南 怀化 418200；2.中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院 湖南省肿瘤医院放诊科，湖南 长沙 410013）

壁外血管侵犯（extramural vascular invasion，EMVI）是指直肠癌侵犯到直肠固有肌层以外的血管腔内，是影响直肠癌患者预后的重要因素之一［1］。MRI 是直肠癌治疗前后评估的重要方法，在无创性评估EMVI 状态时也有重要作用。本研究回顾性分析与直肠癌EMVI 状态相关的MRI 表现，探讨术前MRI 对EMVI 的诊断效能，以期为直肠癌的风险分层、治疗决策及预后评估提供新的影像学方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料 从湖南省肿瘤医院住院病历检索系统中检索2019 年2—11 月经手术病理证实的直肠癌患者550 例，其中266 例于术前1 周行直肠MRI检查。266 例中，83 例被剔除（32 例临床、MRI 或病理资料不完整，51 例于MRI 前或术前曾行抗肿瘤治疗），余183 例最终纳入本研究，其中男101 例，女82例；年龄29～81 岁，平均（58.1±10.9）岁。纳入标准：①经手术病理证实为直肠癌；②术前1 周内行MRI检查。排除标准：①临床、MRI 或病理资料不完整；②MRI 检查前或术前曾行抗肿瘤治疗。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery 750W 3.0 T MRI 扫描仪及腹部相控阵线圈于术前1～3 d 行MRI检查。检查前，患者无需清洁灌肠或肠腔内充填液体胶状物，对无禁忌证患者肌内注射山莨菪碱10 mg以抑制肠蠕动。患者取仰卧位头先进，依次行：①直肠矢状位高分辨T2WI，TR 2 698 ms，TE 103 ms，视野200 mm×220 mm，矩阵256×288，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2；②直肠横轴位高分辨T2WI，TR 3 273 ms，TE 105 ms，视野200 mm×220 mm，矩阵288×256，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2，扫描层面垂直于直肠病变；③直肠冠状位高分辨T2WI，TR 2 049 ms，TE 105 ms，视野200 mm×220 mm，矩阵256×288，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2，扫描层面垂直于横轴位T2WI 图像；④盆腔横轴位DWI，采用单次激发自旋回波扩散加权平面回波成像（ssSE-DW-EPI）序列，b=1 000 s/mm2，TR 2 935 ms，TE 75 ms，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，矩阵128×128，视野320 mm×380 mm，激励次数4；⑤盆腔横轴位增强T1WI，TR 3.53 ms，TE 1.72 ms，视野320 mm×380 mm，矩阵221×224，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2。

1.3 图像分析 由1 名不知道病理结果的放射科医师（正高职称，具有20 年腹部MRI 诊断经验），以高分辨T2WI 图像为主要依据，参考DWI 及T1WI 增强扫描图像，按SMITH 等［2］提出的基于MRI 的EMVI评分体系（简称mrEMVI）进行评分：0 分，病灶穿透肠壁、非结节状，邻近无血管；1 分，病灶穿透肠壁、呈条状深入直肠系膜，邻近无血管；2 分，血管与病灶相邻，但轮廓、管径及信号正常；3 分，血管腔内出现肿瘤信号，血管轮廓及管径轻微异常；4 分，血管腔内出现肿瘤信号，轮廓及管径明显异常。0～2 分为阴性；3～4 分为阳性。

由另1 名不知道病理结果的放射科医师（副高职称，具有12 年腹部MRI 诊断经验），以高分辨T2WI 图像为主要依据，参考DWI 及T1WI 增强扫描图像，对直肠病灶的其他状态进行评估，包括肿瘤位置、肠壁累及范围、原发肿瘤临床分期（cT 分期）及临床淋巴结分期（cN 分期）情况。①依据肿瘤距肛缘的距离判断肿瘤位置：高位>10 cm；中位5～10 cm；低位<5 cm。②依据国立综合癌症网络（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）直肠癌诊疗指南（版本2018.V2）行cT 分期［3］。对cT3 期患者，再依据其最大壁外侵犯深度进行亚分期［4］：cT3a，<1 mm；cT3b，1～5 mm；cT3c，6～15 mm；cT3d，>15 mm。③在直肠横轴位高分辨T2WI 图像上评估肿瘤对肠壁的侵犯范围：将整圈肠壁的弧度定义为360°，肿瘤侵犯肠壁≥180°，视为肠壁累及范围≥1/2 圈；<180°则为肠壁累及范围＜1/2 圈。④cN 分期分为cN0（无淋巴结转移）及cN+（有淋巴结转移）。区域淋巴结符合以下任一条件［5］，即评估为cN+：a.短径≥9 mm；b.短径5～8 mm 伴至少2 个形态学异常征象；c.短径<5 mm伴3 个形态学异常征象；d.淋巴结内含黏液（任何短径）。形态学异常征象共3 个，即圆形、边缘不规则、信号不均匀。

1.4 病理分析 所有患者均行全直肠系膜切除术，以术后病理检查结果作为EMVI 状态的诊断金标准。其病理示直肠固有肌层外衬有血管内皮细胞、平滑肌细胞或弹力纤维管腔内出现癌细胞［6］。

1.5 统计学分析 采用MedCalc 软件（版本19.1.3，MedCalc Software bv，Ostend，Belgium；https：//www.medcalc.org；2019）进行统计分析。计量资料以表示，计数资料以频数表示。各MRI 指标与EMVI状态之间的关联分析采用χ2检验。根据χ2检验结果，将与EMVI 状态显著相关的MRI 指标纳入评分体系［2］，以便构建一种新的基于MRI 的EMVI 评分体系（暂称为N-mrEMVI）。采用ROC 曲线及四表格诊断试验评价MRI 对EMVI 状态的诊断效能。采用MedCalc 软件中的Comparison of ROC Curves 功能模块，比较mrEMVI 评分体系［2］与N-mrEMVI 评分体系在预测EMVI 状态方面的效能差别。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

病理示EMVI 阳性45 例，阴性138 例。肿瘤EMVI 状态与其肠壁累及范围、cT 分期及cN 分期显著相关（均P＜0.01），与肿瘤位置无明显关系（表1）。在N-mrEMVI 体系中，肠壁累及范围＜1/2 圈、cT1～cT3a 及cN0 均计0 分，而肠壁累及范围≥1/2圈、cT3b～cT4 及cN+均各计1 分，再加上患者原有的mrEMVI 评分，作为其N-mrEMVI 的评分（评分范围0～7 分）。分别以mrEMVI 评分≥3 分及N-mrEMVI评分≥5 分作为上述2 种MRI 评估方法中EMVI阳性的诊断标准，探讨其对EMVI 的诊断效能，NmrEMVI 相比于mrEMVI，具有更高的准确率、敏感度和更大的ROC 曲线下面积（均P＜0.05）（表2，图1）。1 例EMVI 阳性患者的MRI 及病理图像见图2。

表1 EMVI 状态与其MRI 表现之间的关系 例

表2 不同MRI 评分体系对EMVI 状态的诊断效能

图1 新的MRI 评分体系（N-mrEMVI）及传统MRI 评分体系（mrEMVI）诊断壁外血管侵犯（EMVI）的ROC 曲线 图2 男，49 岁，EMVI 阳性直肠癌（中分化腺癌，pT3N1） 图2a 直肠横轴位高分辨T2WI，示直肠中段肿块突破肌层（cT3b）、累及肠壁＞1/2 圈 图2b 图2a 上方层面示瘤灶邻近血管明显增粗、轮廓不规则（燕尾箭），直肠系膜内可见形态不规整、信号不均的淋巴结（箭头） 图2c 直肠矢状位高分辨T2WI 示瘤灶后方增粗的血管（箭） 图2d 盆腔矢状位增强T1WI 示血管腔内充盈缺损（箭） 图2e 病理切片示肌层外血管内瘤栓（HE×100）。N-mrEMVI 评分为7 分，mrEMVI 评分为4 分

3 讨论

直肠癌EMVI 状态与其术前肠壁累及范围、cT分期及cN 分期之间具有一定相关性，并据此对传统mrEMVI 评分体系进行改进，且改进后的N-mrEMVI能更准确地预测直肠癌EMVI 状态。本研究发现，肠壁受累范围广（≥1/2 圈）的直肠癌患者更易出现阳性EMVI，一方面可能是肠壁受累范围越广，参与病灶供血及引流的直肠系膜血管越多，因而直肠癌侵犯系膜血管的概率越大；另一方面，肠壁受累范围广也可能代表病灶生长迅速（恶性度高）或存在时间长，因而出现阳性EMVI 的概率更大。另外，直肠癌EMVI 状态与其T、N 分期显著相关，即T、N 分期越高，EMVI 阳性概率越大，与以往文献［7-9］相似。

以往研究［1］表明，EMVI 阳性直肠癌患者的局部复发、远处复发及死亡率均显著高于EMVI 阴性患者。因而，EMVI 状态是直肠癌重要的预后影响因素，对治疗方式的选择也有影响［10-11］。治疗前被评估为EMVI 阳性的直肠癌患者，需先行新辅助放（化）疗再行手术治疗［3，11］。因此，须在治疗前准确评估直肠癌的EMVI 状态。目前，病理检查仍是评估直肠癌EMVI 状态的金标准，但也存在一定不足［12］：①病理EMVI 状态仅能在术后获得，具有一定滞后性，无益于术前早期治疗决策；②新辅助放（化）疗会引起组织纤维化及血管内皮破坏，从而导致病理检查时易低估EMVI状态［2，12］，不利于作出准确的治疗决策。文献［12］报道，新辅助放（化）疗可能使得EMVI 的病理诊断假阴性率达30%。因此，有必要探寻一种能够在术前准确预测直肠癌EMVI 状态的新方法。

SMITH 等［2］于2007 年 提 出 了mrEMVI 评 分 体系。该体系也是评价EMVI 状态的传统MRI 方法，根据直肠病灶外侵的形态、病灶与直肠系膜内血管的位置关系、受累血管的粗细及血管腔内信号改变进行评分，并以此判断EMVI 状态。但多项研究［2，6，9，13］发现，mrEMVI 在判断EMVI 状态方面存在特异度高而敏感度较低的不足，其敏感度为28%～62%，提示该方法需进一步完善。mrEMVI 敏感度较低的原因可能是受MRI 空间分辨力的限制，尽管高分辨力成像已普遍应用于该评分体系，但该评分体系仍主要用于评估较粗（管径≥3 mm）的血管［9，13］。本研究在传统的MRI 评分体系（mrEMVI）基础上，尝试纳入与EMVI 状态显著相关的其他因素（肠壁受累范围、cT分期及cN 分期），以构建一种新的MRI 评分体系（N-mrEMVI）。结果发现，该体系能够显著提高预测EMVI 状态的敏感度、准确率及ROC 曲线下面积，且不降低特异度。说明，在评估直肠癌EMVI 状态方面，N-mrEMVI 优于mrEMVI，原因可能为新评分体系中纳入了与EMVI 状态相关的更多指标，从而提升了MRI 对EMVI 的诊断效能。

总之，本研究发现直肠癌术前原发灶及淋巴结MRI 特征对预测其EMVI 状态具有一定的补充价值，有望为治疗前准确评估直肠癌病情提供帮助。