直肠腔内三维超声对中下段直肠癌术前N 分期的诊断价值

陈 东, 李支尧, 陈海涛, 钏志睿, 张映贤, 金 鑫, 唐诗聪, 罗晓茂

（1. 云南省肿瘤医院 昆明医科大学第三附属医院超声医学科，云南 昆明 650118；2. 云南省肿瘤医院 昆明医科大学第三附属医院乳腺外一科，云南 昆明 650118）

直肠癌是最常见的消化系统肿瘤，已严重威胁人类的生命健康。直肠癌较高的T 分期、肠周发生淋巴结转移、直肠系膜筋膜受累及肠周脉管系统内有癌栓与远处转移、局部复发和患者的生存周期密切相关［1-3］。直肠癌发生肠周淋巴结转移的预后较差［4］，且需先行新辅助治疗后再评估行手术治疗［5-6］。因此，首次影像学诊断直肠癌N 分期的结果对临床医师选择治疗策略和评估患者的预后至关重要。目前，直肠腔内超声、核磁共振成像（magnetic resonance imaging， MRI）、计 算 机 断 层 扫 描（computed tomography，CT）和正电子发射计算机断 层 显 像 （positron emission tomographycomputeed tomography，PET-CT） 等影像学方法可用于评估直肠癌的N 分期，但其诊断结果均不理想［7-8］。如何提高影像学方法对直肠癌N 分期的诊断准确性一直都是研究热点，但目前利用直肠腔内三维超声（three-dimensional transrectal ultrasound，3D-ERUS）对直肠癌N 分期的研究报道较少。3DERUS 是三维立体成像，其可多方位多角度观察直肠癌病灶的浸润深度和直肠系膜筋膜状态，以及肠周淋巴结的内部回声、大小和淋巴结边缘情况。本研究探讨3D-ERUS 对中下段直肠癌术前N 分期的诊断价值，并分析直肠癌病灶和肠周淋巴结的超声影像与临床病理特征和淋巴结转移的关联性，为临床诊疗提供参考价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2019 年1—6 月昆明医科大学第三附属医院结直肠外科收治的94 例中下段直肠癌患者，其中男性55 例，女性39 例，年龄35～80 岁，平均年龄（60.38±10.81） 岁。病例纳入标准：①经病理确诊为直肠癌的患者；②术前未接受任何治疗；③术前10 d 内均同时行3D-ERUS 和MRI检查；④术后送检淋巴结个数均≥12 枚；⑤所有患者临床资料完整。病例排除标准：①肛门狭窄患者；②拒绝手术治疗的患者。

1.2 仪器和方法

1.2.1 腔内超声检查 采用丹麦BK Pro focus2202彩色多普勒超声诊断仪，腔内3D 探头（探头频率分 别 为6、9 和12 MHz）。3D-ERUS 检 查 由1 名 经验丰富的超声医师完成。检查方法：检查前2 h 清洁灌肠后先行左侧卧位肛门指检，再用专用灌注器注入50～100 mL 医用超声杀菌耦合剂，3D 直肠探头套2 个保护套。缓慢进入肛门后找到病灶，动态观察并记录病变位置、大小、浸润深度和周围淋巴结。三维立体成像后在多平面上观察病灶与直肠系膜筋膜的距离、有无侵及周围结构或脏器等以及病灶周边部有无异常肿大的淋巴结。

1.2.2 MRI 检查 采用飞利浦Ingenia 3.0T 超导型磁共振成像仪及腹部相控阵线圈。扫描前无需特别肠道准备。平扫顺序依次为轴位TSE T1WI 序列扫描（FOV 360 mm×320 mm，矩阵320 mm×288 mm，层厚5 mm，间距0.5 mm）；矢状位、冠状位及轴位的TSE T2WI 序列扫描（FOV 250 mm×250 mm，矩阵320 mm×288 mm），轴位DWI 序列扫描（FOV 280 mm×280 mm，矩阵140 mm×140 mm），层厚和间距均分别为3.0 和0.3 mm。增强后再行轴位、矢状位、冠状位mDIXON FFE 序 列 扫 描 （FOV 380 mm×320 mm，矩阵288 mm×224 mm，层厚2.5 mm，间距0 mm）。

1.3 诊断标准

3D-ERUS 图像和盆腔MRI 图像均分别由2 名高年资医师采用双盲法阅片，出现不一致意见时共同协商统一诊断意见。3D-ERUS 判断淋巴结转移的标准：淋巴结最大径线≥5 mm、内部为低回声、皮髓质消失或边缘模糊。MRI 判定淋巴结转移的标准：淋巴结最大径线≥5 mm，边缘不规则、边缘呈毛刺样或内部信号混杂不均匀等的。3DERUS 和MRI 检查的N 分期标准：N0无淋巴结转移，N1为1～3 个淋巴结转移，N2＞4 个淋巴结转移。病理分期标准：依据第8 版美国癌症学会（AJCC） 结直肠癌的N 分期标准［9］：N0无淋巴结转移，N1为1～3 个淋巴结转移，N2＞4 个淋巴结转移。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0 统计软件进行统计学分析。患者临床基线特征和超声影像特征在是否淋巴结转移上的差异比较采用χ2检验，差异有统计学意义（P＜0.05）的因素作为自变量进行多因素Logistic 回归分析，自变量的筛选采用前进法。3D-ERUS 和MRI 检查对淋巴结转移的诊断结果采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线评价，采用Kappa 系数评价其与病理结果之间一致性。3D-ERUS 和MRI 检查对N 亚分期的诊断结果采用精确率（precision）、召回率（recall）和F1评分评价预测效果，采用Kappa 系数评价其与病理结果之间的一致性。3D-ERUS 和MRI 检查的诊断差异性比较采用χ2检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 临床结果和3D-ERUS 图像特征

94 例患者术后病理均为直肠癌，术后病理证实环周切缘均未受累。94 例患者淋巴结平均送检率为15.1 枚，34 例患者经病理诊断为淋巴结转移（共68 枚转移淋巴结，图1），60 例经病理诊断为无淋巴转移，淋巴结转移发生率为36.17%。病理T分期、分化程度、癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA） 和3D-ERUS T 分 期（uT-stage）在有无淋巴结转移方面差异有统计学意义（P＜0.05），而其他因素差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1 和2。

2.2 3D-ERUS 和MRI 诊断有无淋巴结转移的结果与病理诊断结果比较

与术后病理诊断结果比较，94 例患者中3DERUS 正确诊断有无淋巴结转移76 例，误诊18 例；MRI 正确诊断有无淋巴结转移66 例，误诊28 例。分别将3D-ERUS 和MRI 检查对有无淋巴结转移的诊断结果与病理诊断结果相比较：3D-ERUS 诊断有无淋巴结转移的AUC 为0.831［95%可信区间（95% confidence interval， 95%CI）：0.757～0.904］，敏感度（sensitivity，Se）为75.00%、特异度（specificity，Sp） 为91.18%、阳性预测值（positive predictive value，PPV）为93.80%、阴性预 测 值 （negative predictive value， NPV） 为67.39%，准确性为80.85%（Kappa=0.615，P＜0.01）；MRI 诊断有无淋巴结转移的AUC 为0.728（95%CI：0.639～0.818），Se 为63.33%，Sp 为82.35%，PPV 为86.36%，NPV 为56.00%，准确性为70.21% （Kappa=0.415，P＜0.01）。两者AUC 比较差异有统计学意义（Z=2.039，P=0.041），两者的诊断准确性比较差异无统计学意义（χ2=2.330，P=0.126）。见表3。

图1 直肠癌患者的3D-ERUS 影像Fig.1 Images of 3D-ERUS of rectal cancer patient

表1 临床基线特征与淋巴结转移的关系Tab.1 Relationships between clinical baseline characteristics and lymph node metastasis [n（η/%）］

2.3 3D-ERUS 和MRI 检查对N 分期的诊断效能评估

94 例患者术后根据病理诊断为N0期、N1期和N2期者分别有60、19 和15 例。3D-ERUS 检查诊断正确N 分期70 例，过低分期7 例，过高分期17 例；MRI 检查诊断正确N 分期59 例，过低分期8 例，过高分期27 例。3D-ERUS 分别对N0、N1和N2期的Se、Sp、PPV、NPV、精确率、召回率和F1 评分均高于MRI 检查。3D-ERUS 和MRI 检查对N 分期的诊断结果与病理诊断结果的符合率分别为74.47% （Kappa=0.562，P＜0.01） 和63.44%（Kappa=0.394，P＜0.01），但两者诊断准确性比较差异无统计学意义（χ2=2.170，P=0.141）。见表4。

表2 3D-ERUS 影像特征与淋巴结转移的关系Tab.2 Relationships between 3D-ERUS features and lymph node metastasis ［n（η/%）］

表3 3D-ERUS 和MRI 诊断淋巴结转移的结果与病理诊断结果比较Tab. 3 Comparison between 3D-ERUS results and MRI results in diagnosis of lymph node metastasis and pathological results

2.4 多因素回归分析影响淋巴结转移的相关因素

以是否发生淋巴结转移作为因变量，单因素分析后有4 个因素在是否有淋巴结转移中比较差异有统计学意义，即病理T 分期、分化程度、CEA 和uT-stage。将这4 个因素为自变量作多因素Logistic回归分析。病理T 分期对发生淋巴结转移有统计学意义（P＜0.01）。与Tis-T2期直肠癌比较，T4期［比值比（odds ratio，OR） =12.000，95%CI：3.141～45.839）］发生淋巴结转移的风险更高。见表5。

表4 3D-ERUS 和MRI 检查对直肠癌术前N 分期的诊断效能评估Tab.4 Evaluation on diagnostic efficacies of 3D-ERUS and MRI for N stageing of rectal cancer before operation (η/%)

表5 影响淋巴结转移相关因素的多因素Logistic 回归分析Tab.5 Multivariate Logistic regression analysis of factors related to lymph node metastasis

3 讨 论

直肠癌肠周区域有淋巴结转移对治疗策略的选择和评估预后具有重要的临床价值［10］。研究［11-12］显示：常规腔内超声和MRI 判定有无淋巴结转移主要依据淋巴结的大小，常规直肠腔内超声对有无淋巴结的诊断准确性为50%～75%，MRI 的诊断准确性为60%～80%［13-15］，主要原因是二者无法正确地区分淋巴结炎和淋巴结转移。本研究中3D-ERUS 诊断淋巴结转移除了依据淋巴结的回声和大小外，还考虑了淋巴结的边缘，但仍有18 例误诊。本研究中3D-ERUS 诊断有无淋巴结转移的AUC 为0.831，准确性为80.85%，准确性稍高于之前的研究［13-14］结果；MRI 诊断有无淋巴结转移的AUC 为0.728，准确性为70.21%。本研究中3D-ERUS 诊断N 分期准确性为74.47%，稍低于NIKOLA 等［16］报道的87.3%，高于本研究中MRI诊断的70.21%。本研究中3D-ERUS 和MRI 诊断N0和N2期的精确率、召回率和F1 评分均高于N1期，主要是由于这2 种检查无法在直肠癌周围多个肿大淋巴结中正确识别出具体转移的淋巴结。3D-ERUS 和MRI 诊断N 分期时易过高或过低分期，主要原因是诊断转移淋巴结的依据是淋巴结最大径线大于5 mm 的淋巴结为转移。本研究中60 例无淋巴结转移的病例中仍有20 例的淋巴结最大径线大于5 mm，可能是由于炎性导致淋巴结增大；34 例淋巴结转移的病例中有14 例 淋 巴 结最大径线小于5 mm，二者无法正确识别淋巴结的微转移。本研究发现仅依据淋巴结的影像特征诊断有无淋巴结转移易导致误诊，术前参考直肠癌病灶影像特征和部分临床特征有可能提高诊断淋巴结转移的准确性。

既往研究［17-19］显示：直肠癌发生淋巴结转移可能还与分化程度较低、肿瘤浸润深度、肿瘤内和肿瘤周围出芽和脉管癌栓密切相关。本研究采用单因素分析法分析14 个影像特征与临床病理特征和淋巴结转移之间的差异，其中有4 个因素与淋巴结转移有统计学差异，即病理T 分期、分化程度、CEA 和uT-stage。本研究中病理T4期直肠癌的淋巴结转移率高于Tis-T2期和T3期直肠癌，病理T4期的直肠癌转移率为60.00% （27/45），明显高于T3期和Tis-T2期直肠癌的18.18%（4/22）和11.11%（3/27）。低中分化的直肠癌淋巴结转移率高于中高分化的直肠癌，低中分化的直肠癌转移率为64.70%（11/17），明显高于中分化和中高分化直肠 癌 的27.69% （18/65） 和41.67% （5/12）。CEA≥5 μg·L—1的直肠癌淋巴结转移率为55.56%（15/27），高于CEA＜5 μg·L—1的直肠癌［28.36%（19/67）］。3D-ERUS 诊断T4期直肠癌淋巴结转移率为55.81%（24/43），高于T3期和Tis-T2期直肠癌［29.63%（8/27）和8.33%（2/24）］。本研究中脉管癌栓与有无淋巴结转移比较差异无统计学意义，与之前的研究［20］结果不一致，可能是纳入有脉管癌栓的病例偏少。多因素回归分析后发现直肠癌有无淋巴结转移的主要危险因素是病理T4期，即相比病理Tis-T2期直肠癌，病理T4期发生肠周淋巴结转移的风险显著增加，与之前研究［21-22］结果一致。由于直肠癌发生淋巴结转移风险随着肿瘤浸润深度的增加而增大，因此术前诊断直肠癌有无淋巴结转移除考虑淋巴结大小外，还需考虑术前影像学诊断的病灶浸润深度和CEA 等因素，从而达到提高诊断淋巴结转移的准确性。

综上所述，3D-ERUS 诊断中下段直肠癌的N分期具有较高的临床价值，病理T4期发生肠周淋巴结转移的风险显著增加，术前评估直肠癌N 分期需要综合考虑直肠癌病灶和肠周淋巴结的超声影像特征及部分临床特征。