經直腸超聲檢查技術對直腸癌分期的診斷價值

王天馳綜述 唐纓審校

1.天津中醫藥大學，天津 300193；

2.天津市第一中心醫院超聲科，天津 300192

結直腸癌的發病率逐年增高，嚴重威脅著人類健康。2018年全美最新癌癥統計數據顯示：男性和女性的結直腸癌發病數分別占男、女各類癌癥發病總數的9%和7%，在男、女各類腫瘤發病率中均居于第3位[1]。2015中國癌癥統計數據顯示：我國結直腸癌發病率、病死率在全部惡性腫瘤中均位居第5位[2]。其中，直腸癌發生率高于結腸癌[3]。

結直腸癌罹患風險的增加與遺傳因素有著密切的關系。在討論結直腸癌發生的風險時，應充分考慮結直腸癌、息肉或潰瘍性結腸炎病、克羅恩病、Lynch綜合征、家族性腺瘤性息肉病和2型糖尿病等疾病家族史[4-5]。組織學中超過90%的結腸直腸癌是源自黏膜的單層上皮的腺癌。腫瘤分化程度與腫瘤侵襲性有關[5]。

直腸癌的分期不僅影響著手術方案的制定，也與術后5年生存率密切相關。因此，根據患者臨床階段的不同，依據直腸癌的術前分期(TNM)確定治療策略就具有十分重要的意義。對于早期病變(T1N0M0)可行內鏡下切除術或經肛門內鏡顯微手術局部切除術，但對于進展期病變(T2NM~T4NM)需要更全面的全直腸系膜切除術(TME)。并且對于某些T3NM~T4NM或淋巴結陽性疾病的患者需要在術前行新輔助治療后才能進行全直腸系膜切除術[6-7]。影像學上，對于直腸腫瘤的分期的方法包括經直腸超聲(transrectal ultrasonography，TRUS)、CT、MRI等，其中TRUS對于直腸腫瘤的分期判斷有著獨特的價值[8-11]，本文將對TRUS在直腸腫瘤分期的診斷價值給予綜述。

1 常規二維TRUS對直腸腫瘤診斷的價值

1.1 二維TRUS對直腸壁的顯示 TRUS根據機械探頭的特點不同，通常可以分為雙平面探頭、線陣探頭、單平面探頭、環陣探頭等。探頭的頻率采用7~12 MHz或12~20 MHz，可插入深度為8~12 cm。國內多采用雙平面線陣探頭，可以顯示腫瘤的長軸圖像，特別是對顯示腫瘤浸潤深度，是否侵犯淋巴結、肛門括約肌以及腸周的器官效果較好[12]。以前研究人員對經直腸超聲的研究方向主要集中在評估前列腺病變方面[13]。雖然在1953年，Wild和Reid使用前列腺評估設備顯示了直腸腫瘤[14]。但直到1983年，才有專門的使用TRUS診斷直腸腫瘤的研究[15-16]。理論上，不同頻率的探頭對于直腸壁層數的顯示是不相同的。使用頻率為7.5 MHz的探頭可以顯示5層直腸壁組織結構，使用更高頻率探頭可以顯示7層直腸壁組織結構。目前一般認為正常直腸壁在TRUS圖像上顯示為3條強回聲帶與2條低回聲帶相間的5層結構，從腸腔內向腔外分別是：第1層較弱的強回聲帶是探頭與黏膜的界面回聲；第2層低回聲帶是黏膜層；第3層強回聲帶是黏膜下層；第4層低回聲帶是固有肌層；第5層強回聲帶是漿膜層或腸管周圍纖維脂肪組織。若使用更高頻率的探頭，還能顯示固有肌層低回聲的內環肌層和外縱肌層，以及高回聲的位于內外環肌層之間的纖維結締組織層，這樣可以顯示直腸壁7層組織結構。正常情況下，TRUS可以很容易地識別直腸壁的每一層結構[17]。

1.2二維TRUS對直腸癌T分期的診斷價值 TRUS診斷直腸癌T分期的標準：UT0，腫瘤為非侵蝕性原位癌,強回聲的黏膜下層界面完整；UT1，僅侵蝕黏膜下層，強回聲的黏膜下層界面缺失；UT2，腫瘤僅侵蝕肌層,低回聲肌層增厚，但外圍的強回聲代表直腸周圍組織界面完整；UT3，腫瘤侵蝕直腸周圍組織，外圍的強回聲界面缺失；UT4，腫瘤侵蝕臨近器官和組織。TRUS診斷直腸癌T分期的準確率在近十年文獻報道中高低不一[18-20]。在迄今為止最大的Meta分析中，評估來自42組研究(n=5 039)的數據，作者將TRUS診斷直腸腫瘤的T分期與通過組織病理學確定的結果進行比較，計算了T1病變的敏感性和特異性分別為87.8%和98.3%，T2病變的敏感性和特異性分別為80.5%和95.6%，T3病變的敏感性和特異性分別為96.4%和90.6%，T4病變的敏感性和特異性分別為95.4%和98.3%[21]。作者得出結論，TRUS對于直腸癌的T分期是準確的。另有一些調查結果顯示，TRUST分期與術后病理分期的一致性并不高，MARUSCH等[22]進行了一項大型前瞻性研究，研究了德國300多個中心的數據(n=7 096)，分析TRUS在常規臨床實踐中診斷直腸癌分期的準確性。這是通過計算TRUS評估的T-期(uT)與組織病理學的T-分期(pT)之間的準確率來完成的。作者計算出該準確率為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。準確率最高的為T1分期，Kappa值為0.591，T2期Kappa值為0.367，T3期Kappa值為0.468，準確率最低的為T4期，Kappa值為0.321，即T2和T4病變在TRUS和組織病理學T分期之間的準確率低于T1和T3病變。該研究還試圖將醫院每年所做的TRUS的例數與uT-pT對應程度進行比較。該研究發現醫院每年所做例數少于10例的，uT-pT的準確率為63.2%，每年11~30例的準確率為64.6%，每年大于30例的準確率為73.1%。由此可以推測早期開展TRUS時準確性會較低，但隨著進行TRUS的更多經驗和病例量的增加，準確性也會得到改善。另外一項在中山大學附屬第六醫院進行的研究顯示，TRUS診斷直腸癌T1期的準確率、敏感度、特異度分別為93.55%、100%、92.31%，T2期的準確率、敏感度、特異度分別為93.55%、100%、92.59%，T3期的準確率、敏感度、特異度分別為87.10%、81.82%、100%，T4期的準確率、敏感度、特異度分別為100%、0、100%[23]。總體來說TRUS在評估直腸癌T1期方面具有優勢。KURAN等[24]在一項回顧性研究顯示，病變狹窄程度影響TRUS的T分期，根據病理學評估TRUS對病變分期的準確性，總體為73.7%(Kappa系數=0.317，P=0.002)。將患者分為狹窄和非狹窄組時，狹窄組的準確率為68%(Kappa系數=0.170，P=0.125)，非狹窄組的準確率為84.6%(Kappa系數=0.606，P=0.001)，由此可知，通過TRUS檢查直腸癌的準確率會受到直腸狹窄程度的影響，但整體上在可接受的范圍內。由于其深入的長度有限，TRUS在對于高位直腸腫瘤評顯示困難。另外，預測局部是否復發的一個重要指標是觀察直腸系膜筋膜是否受累，傳統上認為MRI對于其評估較好[25]。最近一項研究假設的研究結果表明，對于低位前直腸腫瘤，TRUS可以預測直腸系膜筋膜受累的準確性高，陰性預測值高，與MRI的特點相似[26]，這將會是TRUS在低位直腸癌診斷中的優勢。

1.3 二維TRUS對直腸癌N分期的診斷價值TRUS診斷N分期的標準：N0，沒有區域淋巴結轉移；N1，1~3枚區域淋巴結轉移；N2，等于或大于4枚區域淋巴結轉移[18-20]。通過TRUS評估直腸淋巴結受侵犯數目來確定N分期。這些淋巴結通常是圓形和低回聲的，并且具有規則的邊界。雖然各種研究已經描述了惡性淋巴結的不同大小閾值，但是在直腸癌患者中TRUS所看到的所有淋巴結均應被認為是惡性，由于受到探頭的限制，TRUS不能觀察到直腸區域中的所有淋巴結，所以在標準的制定上，1~3個惡性淋巴結的存在被認為是N1疾病，4個或更多淋巴結被認為是N2疾病。TRUS評估直腸癌N分期的準確性不高，有研究顯示，TRUS評估淋巴結轉移的準確率為64%[27]。一項回顧性研究表明TRUS判斷直腸癌N分期的總準確率、敏感性及特異性分別為68%、50%及80%[28]。PULI等[29]進行了一項關于TRUS對直腸癌N分期的準確性(n=2 732)的Meta分析，結果顯示TURS對N分期的總敏感性為73.2%，總特異性為75.8%，陽性似然比為2.84和陰性似然比為0.42。GLEESON等[30]進行了一項前瞻性研究，統計直腸腫瘤中淋巴結的特征(包括淋巴結數量、回聲、大小等)，預測淋巴結的累及情況。這項研究的結果表明，只有兩個特征可以充分預測淋巴結是否受到侵犯：短軸長度≥5 mm(優勢比=2.7，P=0.009)和低回聲外觀(優勢比=3.8，P=0.017)。另外，作者發現淋巴結數量對于預測淋巴結轉移的作用是有限的，因為僅有23%的病例中可以發現所有受累淋巴結。TRUS可較容易顯示腸壁及附近淋巴結，但是對遠處淋巴結探查較困難，并且較小的轉移淋巴結容易漏檢，因此，直腸癌的N分期仍然是一個不確定的領域。

2 三維經直腸超聲(3D-TRUS)診斷直腸癌分期的價值

3D-TRUS是一種診斷直腸癌術前分期的新模式，它提供了更好的腫瘤視覺圖像，并且可以展現腫瘤與相鄰的器官和結構的空間關系[25，31-33]，獨特的3D-TRUS縱向掃描可以精確評估腫瘤的大小和位置[34]。這種模式最重要的特征是能夠減少檢查者主觀錯誤并提供重復觀察的價值。3D-TRUS提供了區分血管和淋巴結的可能性，并為細針抽吸(FNA)活組織檢查提高了精準度[35]。有研究已證明腫瘤對于直腸邊緣的浸潤與T分期、淋巴結轉移、組織學分化程度和淋巴血管侵潤相關[34-35]。3D-TRUS為腫瘤的多平面評估提供可能性，從而可以觀察到腫瘤的更細微的變化[36]。有研究(n=86)比較了3D-TRUS、常規二維TRUS以及CT評估T分期的準確性差別，發現3D-TRUS的準確性優于常規二維TRUS及CT[31]；有文獻顯示3D-TRUS的T1、T2、T3及T4分期準確率分別達到97.1%、94.3%、95.7%及98.5%，N分期準確度達到87.3%[37]。3D-TRUS還可以與MRI一樣提供對直腸系膜筋膜的評估[24]，這個特點與常規二維超聲在低位直腸癌中的特點是一樣的。

3 TURS彈性成像技術診斷直腸癌分期的價值

超聲彈性成像技術最初由OPHIR等在1991年提出[38-39]，可用于量化組織的相對硬度，從而區分被檢查組織的良惡性質[40]。雖然研究表明彈性成像可以成為區分良性直腸腺瘤和惡性腫瘤的有效方式[41-42]，但這項技術在直腸癌分期中的確切作用尚待研究[43]。近期有研究顯示，應用彈性成像技術診斷直腸腫瘤的分期中，T1期與T2、T3、T4期比較差異有統計學意義，T4期與T2、T3期比較差異有統計學意義[44]；以彈性評分3分為最佳臨界值，診斷T1期直腸癌的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值分別為66.67%、96.88%、85.71%、91.18%，因此筆者得出結論，經直腸超聲彈性成像技術可反映直腸腫瘤的硬度，對直腸癌術前分期有一定的診斷意義。可以將彈性成像技術用于輔助放化療后直腸癌的超聲診斷，因為放化療后正常組織的炎癥反應和腫瘤浸潤直腸壁的區別在二維超聲上都表現為低回聲，不易區分，彈性成像技術可以通過硬度檢測區分二者，減少分期過高的可能[45-46]。

4 TRUS造影技術診斷直腸癌分期的價值

TRUS靜脈造影是一種用于可視化和量化腫瘤血管分布的技術[47]。將微泡用作靜脈內超聲造影劑，并借助于客觀參數(例如時間-強度曲線中的曲線下面積)來估計灌注水平，獲得組織的微循環灌注信息。直腸惡性腫瘤為富血供表現[48]，超聲靜脈造影可以有快速高增強的表現，多數情況下，會有“快進快出”的特征性表現，是確診直腸惡性腫瘤的重要方法。ZHUANG等[49]提出了基于時間-強度曲線(TIC)分析量化結腸直腸腫瘤血管生成的方法，計算出的AUC(曲線下面積)作為血容量的間接指標，其在腺癌中顯著高于腺瘤，并且與微血管密度(MVD)呈正相關。雖然這項技術可用于評估腫瘤血管生成的情況[50]，但無法成為評價腫瘤的浸潤深度及與周圍組織的關系，故對術前評估分期的作用有限[51]。鄧小紅等[52]近期一項研究評估了超聲雙重造影(胃腸超聲助顯劑和靜脈超聲對比劑)對直腸癌術前T分期診斷價值，結果顯示，中低位及高位直腸癌術前T分期的符合率分別為68.7%、85.7%，超聲雙重造影為直腸癌患者術前T分期診斷提供了重要參考。

5 其他影像學方法在評估直腸癌分期中的不足

一直以來，直腸指檢是直腸腫瘤檢查的基本方法[8]。但在近幾十年來的研究中發現，這種方法雖然操縱簡單，但主觀性強，敏感性低，不能用于腫瘤分期，在臨床實踐中已被一些包括大便隱血檢查、腫瘤標志物篩查、內鏡檢查及多種影像學檢查方法在內的輔助檢查所取代，目前直腸癌術前分期的影像學檢查方法主要有MRI、CT、鋇灌腸檢查、TRUS和正電子發射斷層掃描(PET)及正電子發射計算機斷層掃描(PET-CT)[8-9，53]。CT及PET-CT對于評估直腸癌轉移灶在全身擴散方面有著明顯的優勢，但在評估腫瘤侵襲直腸深度中的作用有限。由于MRI較難區分T1和T2期病變，故MRI在早期直腸癌的分期評估上不如TRUS。此外，腫瘤的息肉樣形態可能會降低MRI的T分期準確性[10-11]。TRUS對于直腸癌分期的診斷有著明顯的優勢，可以很好的評估腫瘤浸潤深度(T分期)。

6 小結

綜上所述，以常規TRUS為基礎，聯合3D-TURS進一步觀察組織結構和淋巴結情況、彈性成像區分組織炎癥和腫瘤病灶的手段、造影技術發現微小血管，可以對直腸癌的浸潤情況和淋巴轉移情況起到更好的診斷作用。現在對于TRUS聯合檢查技術多停留在兩種檢查方法相結合的階段，多種檢查技術同時應用、優勢互補的研究比較少，基于超聲檢查還具有操作簡單、快速安全、價格低廉等諸多優點，聯合多種TRUS檢查技術評估直腸癌術前分期可能是一個方向。