磁共振彌散及高分辨成像對直腸癌的診斷研究進展

高永偉(綜述)，牛廣明，韓曉東(審校)

(1.解放軍第253醫院放射科，呼和浩特010050;2.內蒙古醫學院附屬醫院磁共振室，呼和浩特010050)

直腸癌是最常見的消化道惡性腫瘤，發病率在所有腫瘤中居第三位，2007年美國約有148 180例新增結直腸癌患者，49 960例死亡病例［1］。直腸癌多見于老年人，常發生于50歲以上者，發病高峰年齡60～70歲。近年來，亞洲許多國家結直腸癌發病率增加了2～4倍，約65%的結直腸癌位于直腸［2-3］。在我國，隨著人們生活水平的提高和飲食結構的改變，發病率亦有逐年升高的趨勢。直腸癌的診斷主要基于臨床癥狀及影像學檢查，早期由于MRI成像時間長，且胃腸道蠕動影響，MRI較少用于胃腸的檢查。隨著平面回波成像等序列的運用，受運動偽影影響明顯減小，MRI軟組織分辨率的優勢得以彰顯，能對腫瘤的診斷分期提供更多、更準確的數據支持。

1 直腸癌MRI影像學特征

直腸癌表現為局限性或彌漫性的腸壁增厚，腸腔不規則、偏心性狹窄。軟組織腫塊平掃呈稍長T1、T2信號，信號較均勻，病變遠端腸管呈“袖口征”或“截斷征”［4］，增強掃描呈中等到明顯強化。擴散加權成像(diffusion-weighted imaing，DWI)中，病變呈明顯高信號，表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖病變信號減低。高分辨T2WI，由于對直腸壁結構顯示的分辨率大大提高，可清楚地顯示病變對腸壁及直腸周圍的浸潤情況，故對病變的顯示及直腸癌的分期能提供更準確的信息。

2 MRI檢查技術在直腸癌診斷中的應用

2.1 常規MRI檢查技術 常規MRI掃描序列包括T1WI、T2WI及增強 T1WI軸位、矢狀位及冠狀位。其中，T2WI和 T1WI增強序列是觀察病變的重要序列。

目前診斷直腸癌的最佳影像檢查方法是MRI增強T1WI，即靜脈注射磁共振對比劑釓-二乙二胺五醋酸，它是目前MRI檢查的主要對比劑，屬于細胞外間隙對比劑，具有高度水溶性，與蛋白質的親和力較小，主要經腎小球濾過，經尿路排泄。靜脈注射磁共振對比劑釓-二乙二胺五醋酸在血漿內的半衰期是90 min，75%在3 h內經過腎臟排出。

2.2 MRI新序列在診斷直腸癌中的運用 MRI新序列包括DWI、高分辨成像及灌注成像等。

2.2.1 磁共振彌散加權成像 DWI是目前唯一能在活體反映水分子擴散能力及運動方向的成像方法，能提供細胞完整性和病理變化的信息［5］，病理過程改變了組織的完整性可去掉一些限制水分子運動的障礙，導致彌散程度增加，彌散所獲得的信息可以進行量化分析和進行連續性的測量，從而有可能成為無創性鑒別腫瘤性質的新技術。該技術已廣泛應用于中樞神經系統，如急性腦梗死的診斷及顱內感染或腫瘤性病變的鑒別診斷［6］。

DWI成像常用ADC定量反映分子的擴散特性，其大小取決于成像物質及其內分子的空間分布［7］，直腸癌的ADC值明顯低于其周圍正常腸壁組織，這可能是由于惡性腫瘤組織細胞核增大，核異形性明顯，核漿比增高，腫瘤細胞增多且排列緊密，導致細胞外間隙減小，水分子擴散受限，ADC值降低［8］。

Nasu等［9］研究表明，當采用高彌散敏感因子(b=1000 s/mm2)時，正常的腸壁、內容物和周圍多數組織為低信號，而腫瘤為高信號，兩者可明顯區別［10-11］，DWI圖像信噪比低不能單獨作為腫瘤T分期的標準，但有助于腫瘤定位，而且DWI作為一種廣義上的功能成像，彌補了T2WI單純從形態學觀察來診斷直腸癌的不足，兩者結合可提高直腸癌分期的準確性［12］。1.5 T MRI診斷直腸癌的最適b值已有學者進行研究，認為800或1000 s/mm2比較合適［13］。高b值可導致圖像空間分辨率低，通過空間敏感性編碼技術，減少一半的傅里葉空間填充時間，增加激勵次數，可顯著減少磁敏感度及化學位移偽影，提高圖像質量［14］。

隨著并行采集空間敏感性編碼技術的發展，使得平面回波成像-DWI讀出梯度回波鏈長度縮短，降低了化學位移偽影及磁敏感偽影，提高了圖像信噪比［15］，DWI逐步向體部臟器擴展，已成功應用于腹部實質臟器病變的定性診斷中，如肝臟、腎臟疾病的鑒別診斷。其方法是利用不同的b值進行掃描，觀察腫瘤的 DWI表現，測量腫瘤的ADC值，并借助ADC值的差異來判斷腫瘤的性質。選用合理的一些序列，用較少的序列即可準確地進行術前分期，甚至不必進行增強掃描［16］。采用相控陣線圈的磁共振掃描可以同時滿足直腸癌術前診斷和分期的臨床需要［17］。DWI在盆腔占位性病變診斷中的應用尚處于初步階段，僅有少數報道，且大多是關于子宮及卵巢的病變，DWI在直腸病變中的應用尚處于探索階段。

2.2.2 高分辨成像序列 高分辨成像序列，即小視野(16～18 cm2)、高分辨率(3 mm層厚)的T2WI。直腸癌檢查的高分辨成像序列包括:①快速自旋回波T1WI。重復時間480 ms，回波時間12 ms，采集矩陣382×512，視野 230 mm×230 mm，層厚4 mm，層間距0.4 mm。②快速自旋回波T2WI。重復時間4500 ms，回波時間130 ms，采集矩陣382×512，視野230 mm×230 mm，層厚4 mm，層間距0.4 mm。分別行軸位、矢狀位和冠狀位掃描。

常規T2WI對早期直腸癌的診斷仍存在一定不足［18］，高分辨MRI T2WI可以清楚地顯示直腸壁的三層結構，即黏膜層、黏膜下層和肌層，故可準確地判斷直腸癌在腸壁的浸潤深度［19］。據2009年國際抗癌聯盟/美國癌癥學會第七版TNM分期-結直腸癌新分期，T1期指腫瘤局限于黏膜層和黏膜下層，T2期指腫瘤侵犯固有肌層，T3期指腫瘤突破肌層進入直腸周圍脂肪組織，T4期指腫瘤穿透腹膜臟層或直接侵犯、粘連于其他器官或結構。N0期無區域淋巴結轉移。N1期有1～3個淋巴結轉移。N2期有4個或4個以上淋巴結轉移。M0期無遠處轉移。M1期有遠處轉移。鑒別T1和T2期的關鍵是看環肌層有無受累，即等T1、長T2信號代替正常肌層的等T1、等T2信號;鑒別T2和T3期的關鍵是看直腸周圍脂肪有無浸潤，表現為脂肪組織消失并出現條索或結節影;MRI的多方位成像可清晰地顯示腫瘤與周圍臟器的關系，利于T4期的鑒別。N分期中，對于小淋巴結的顯示薄層MRI優于常規MRI，淋巴結較小時，常規MRI常無法顯示。

3 問題與展望

隨著磁共振彌散及高分辨序列的應用，直腸癌的診斷及術后監測準確率必將明顯提高，但有些課題仍需進一步研究:①對淋巴結轉移的判斷。研究多集中在淋巴結大小、形態及信號三個方面。a.大小方面:目前研究腫瘤轉移與否與淋巴結大小無明顯相關性，高分辨MRI能顯示2～3 mm的淋巴結，但難以區分是腫瘤轉移還是炎性反應。b.形態方面:形態不規則更大程度傾向于轉移。c.信號方面:淋巴結在高分辨序列中顯示信號不均與轉移是否具有相關性。②1.5 T與3.0 T彌散成像對病變的檢出率對比及b值的選取，DWI對直腸癌的診斷價值報道較少，且多為1.5 T的研究。③高分辨成像與T1WI增強序列對病變的檢出率比較，通過比較看兩者的診斷價值是否接近、高分辨能否代替T1WI增強等。這些對直腸癌較早期的診斷及術后切緣的評價都很有意義。隨著1.5 T及3.0 T磁共振的更多應用，在直腸癌的診斷中必將總結出更多、更新的經驗。

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