MRI 功能成像在直腸癌診斷及放療中的應用進展

尚晨星，楊怡萍

(1.西安醫學院 研究生處，陜西 西安 710068；2.陜西省腫瘤醫院，陜西 西安 710000)

0 引言

直腸癌是我國常見的惡性腫瘤之一，根據2015 年中國結直腸癌發病和死亡情況分析發布結果[1]，結直腸癌占我國全部惡性腫瘤發病的9.87%，居發病瘤譜的第4 位，居男性發病瘤譜的第4 位，女性的第3 位，城市發病率高于農村，發病率和死亡率均隨著年齡的增長而逐漸增長，男性各年齡組率均高于女性。而在結直腸腫瘤中，又有大約30%發生在直腸[2]。近年來，直腸癌發病率更是顯示出向年輕人群傾斜趨勢，嚴重危害人民群眾的身體健康。因此，早期診斷與早期治療是改善直腸癌患者預后、減輕人群疾病負擔的關鍵所在。除利用直腸指檢等簡便易行的體格檢查方法發現較低位置的直腸腫塊外，目前，磁共振成像(MRI)、計算機斷層掃描(CT)和腔內超聲(EUS)是在新輔助治療和/或手術前評估腫瘤分期最常用的非侵入性成像工具。

超聲內鏡(EUS)對于淺表性腫瘤的診斷分期是首選，但是EUS 只能看到整個腸系膜，對于高度狹窄的腫瘤往往難以觸及[3]，且對于晚期腫瘤的診斷精確度較低，特別是在評估腫瘤對盆腔結構的浸潤方面，同時檢查結果受操作者臨床經驗影響也較大[4]。CT 檢查因對檢查者具有一定的輻射損傷，同時因其軟組織分辨率低，無法準確評價直腸癌對周圍組織的浸潤深度[3]，使其臨床應用受限。MRI 成像軟組織分辨率高，同時無輻射損傷，可提供多方位及多參數成像，能夠清晰顯示腫瘤與盆腔其他組織的浸潤關系，常用于評估直腸癌浸潤范圍及確定術前分期[5,6]。近年來，動態對比灌注成像分析開始被應用于定量描述直腸癌腫瘤組織的血管分布特征，有助于臨床早期評估腫瘤放化療等相關治療反應[7]。本文擬綜述近年來MRI 成像在直腸癌早期診斷及放療中應用的相關進展。

1 MRI 在直腸癌診斷中的應用

隨著近些年外科技術手段、化療及靶向藥物的更新換代，放療技術的不斷進步，直腸癌診療模式亦取得了重要進展。尤其是臨床多學科綜合治療團隊(Multidisciplinary Team)模式[8,9]的提出，將直腸癌的診療帶入了多學科綜合治療時代。在MDT 綜合診療模式下，如何選擇影像學評價手段，如何簡單高效的明確腫瘤術前臨床分期，成為直腸癌治療中需要解決的首要問題。而MRI 在眾多影像學評價方法中顯示出其獨特優勢。

1.1 MRI 評價T 分期

T 分期的確定，影響著患者術前新輔助治療手段的選擇、手術方式以及是否需要術后輔助治療等整體治療策略的制定。高分辨率MRI 和功能成像技術因其多方位、多參數顯示的特點，能夠更加準確的評估腫瘤局部浸浸潤深度、評價腫瘤組織與直腸系膜筋膜之間的關系。對直腸癌分期的診斷準確性更高，能夠更好地鑒別T1/2 和T3/4 腫瘤[10]，研究顯示，在多方位的MRI 圖像中，橫軸位的T2 加權像有助于評估腫瘤通過直腸壁延伸的深度和評估直腸系膜筋膜的受累程度，矢狀位圖像能夠很好地顯示顱尾側方向的腫瘤范圍，并能很好地顯示腹膜反折[11]，從而幫助臨床醫生決定是將腫瘤歸于乙狀結腸癌還是直腸癌治療。相比于腔內超聲(EUS)，在T1 腫瘤分期方面，MRI 比ERUS 具有更高的敏感性。但是，MRI 由于特異性較低，整體準確性不如EUS[12]，因此，更加推薦EUS 用以評價較早的T 分期(T1)。這可能與早期腫瘤較小且局限于黏膜層，在T2 加權像上與正常直腸黏膜所示信號難以區分有關。而在T2-4 期腫瘤，有研究報道，對于T2 期的腫瘤，MRI 診斷的敏感性和特異性分別為0.62 (95% CI, 0.58 - 0.67)和0.81 (95% CI, 0.79 - 0.84)，T3 期則為0.80(95%可信區間,0.78 - 0.82)和0.74 (95% CI, 0.71 - 0.77)，T4 期為0.71 (95% CI, 0.63 - 0.79)和0.97 (95% CI, 0.96 - 0.98)[13]。因此，MRI 目前通常作為直腸癌患者接受影像學檢查評估的首選，而EUS 則更多時候被推薦為MRI 確診的早期癌癥患者的補充評價手段。

1.2 MRI 評價N 分期

直腸癌術前周圍轉移淋巴結的評價決定了手術方式的選擇以及是否需要進行新輔助治療。目前通常將淋巴結最短徑＞8mm 作為淋巴結陽性的評判標準，近來也有學者推薦將＞5mm 作為淋巴結陽性的評判標準[14]，但太小的淋巴結在MRI 中可能會因其信號強度或邊緣形態的異質性而影響結果判讀。研究報道，磁共振成像相對于CT 的綜合敏感性、特異性和診斷優勢比分別為0.72(95%可信區間0.66-0.78)、0.80(95% 可信區間0.73-0.85) 和10.2(95% 可信區間6.4-16.3)[15]。然而，MRI 的診斷效能并不僅局限于解剖層面，近年來，MRI 功能成像更是被視為一種特殊的腫瘤標記用來間接評估組織生理學特性，如組織灌注、氧合和水分子擴散率等代謝信息。彌散加權成像通過探測水分子在組織間的隨機擴散運動，了解不同組織間水分子擴散受限情況。通常，腫瘤組織因癌細胞密集，水分子擴散受限，臨床多采用測量ADC，即表觀擴散系數，來定量評價彌散受限情況。在DWI 圖像中，良惡性淋巴結均可表現為DWI 高信號，對于肉眼無法判斷區分淋巴結良惡性時，研究發現，惡性淋巴結的ADC 值稍低于良性淋巴結[16]，這無疑為臨床區分判斷陽性淋巴結提供了新的診斷思路。

2 MRI 在直腸癌放射治療中的應用

2.1 MRI 在放療靶區勾畫中的應用

對于直腸癌術前放療來說，準確勾畫靶區是做到臨床直腸癌精準放療的重要前提，能夠直接影響患者放療后療效與不良反應發生率。直腸癌的GTV 和CTV 勾畫除參考基礎病史及臨床查體外，目前主要依賴于CT、MRI 以及腔內超聲(EUS)等影像學檢查。傳統靶區勾畫通常依靠CT 實現，但受腫瘤局部水腫影響，CT 圖像上勾畫的GTV 通常容易使實際接受放療的區域擴大。既往也有研究對比了MRI 與EUS在勾畫直腸癌GTV 時的準確性區別[17]，發現在顯示病灶總體積和頭腳方向長度方面，EUS 所顯示的平均GTV 顯著小于MRI 掃描 顯示的平均GTV(P=0.02 和P=0.04)，同時MRI 掃描能夠發現更多可疑淋巴結轉移灶，證明相比于EUS 而言，盆腔MRI 掃描在局部進展期直腸癌放療前勾畫靶區方面比能夠顯示更全面的GTV 輪廓，其在淋巴結顯示方面也有助于CTV 勾畫。Rosa 等人研究發現，DWI 掃描圖像中勾畫的GTV 比傳統T2 加權像的GTV 體積更小[18]，表明MRI 功能像相較于傳統MRI 圖像能夠更加精確的進行GTV 靶區勾畫，在一定程度上為靶區劑量增加及進一步降低周圍危及器官射線受量提供可能。

2.2 MRI 在放療療效預測中的應用

目前，局部進展期的直腸癌推薦行術前新輔助放化療，以達到降期目的，使原本不能手術的患者重新獲得手術機會，同時也在一定程度上間接提高了術后病理緩解率。傳統放療療效的評價通常在放療后4 周左右行CT 檢查評估腫瘤病灶體積大小的變化。但由于放療后腫瘤周圍的短期局部水腫反應存在，導致肉眼腫瘤體積變化并不明顯，影響了腫瘤放療療效的準確評價。國內有學者發現，在預測和評價新輔助治療后病理反應方面，彌散加權成像(DWI)相比于PET-CT 而言，DWI 的靈敏度及特異性均優于FDG-PET 或FDG-PET/CT，尤其是對單獨的腺癌包括黏液型腺癌的敏感性更高((92% vs 76%)，P=0.00)[19]。而DCE-MRI 則通過觀察造影劑在血管內外的交換過程來研究造影劑在組織中的濃度隨時間變化的規律，從而利用表觀擴散系數(ADC 值)定量描述腫瘤微血管生成及通透性等血流動力學信息。國外研究報道[20]，ΔADC在治療后完全反應組顯著高于治療后不全反應組(分別為59.7%和29.7%,P=0.016)，顯示出表觀擴散系數(ADC 值)在早期評價預測治療后療效中的潛在應用價值，可在今后作為治療后早期療效評價腫瘤生物指標。

3 結語

目前，高分辨率MRI 及動態增強掃描可評價直腸癌腫瘤病灶內血管生成及代謝狀況，對于術前腫瘤原發病灶及周圍淋巴結陽性判斷有較高診斷價值，有助于腫瘤術前分期，從而為臨床治療方案的優化選擇提供可靠依據。在新輔助治療后短期療效評價方面，DWI 及DCE-MRI 可定量描述腫瘤治療后反應，在早期評價預測治療后療效中具有潛在應用價值，可作為治療后早期療效評價的腫瘤生物指標。