經直腸超聲結合剪切波彈性成像在直腸癌診斷及TNM分期中的應用

張珊珊，李諾，劉露，張紳

（中國醫科大學附屬第四醫院 消化內鏡科，遼寧 沈陽110032）

手術是治療直腸癌的主要手段，全直腸系膜切除術（total mesorectal excision, TME）是臨床治療直腸癌的常用術式之一[1]。TNM 分期是腫瘤手術方式選擇和預后評估的重要依據，良性腺瘤或處于T1期、T2期的直腸癌患者可考慮內鏡顯微外科手術或局部切除治療，而T3期、T4期患者在術前則需要進行放療、化療輔助，故直腸癌的早期診斷和TNM分期十分重要[2-3]。 經直腸超聲（transrectal ultrasound,TRUS）檢查是診斷直腸癌分期的常用手段，其優勢在于可清晰識別各個層次直腸壁，且操作簡便，但也可能對腸腔梗阻或明顯狹窄的直腸癌無法掃描[4-5]。剪切波彈性成像（shear wave elastrography, SWE）技術是一種通過彩色編碼技術對特定成像系統中追蹤和獲得的橫波進行處理，從而實時呈現出組織彈性圖像的檢查技術，并可通過楊氏模量定量測量對組織彈性圖像進行定性分析，根據病灶組織的彈性硬度，判斷腫瘤組織的良、惡性，這為直腸癌的早期診斷及TNM 分期提供了有價值的信息[6-7]。目前國內外采用TRUS 聯合SWE 診斷直腸癌的研究還較少，本研究將根據病理結果分析兩者聯合診斷直腸癌及TNM 分期的應用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019年12月—2021年2月中國醫科大學附屬第四醫院收治的86 例直腸腫瘤患者臨床資料。其中，男性64 例，女性22 例；年齡41～71 歲，平均（56.82±4.76）歲；直腸癌71 例，直腸腺瘤8 例，直腸間質瘤3 例，神經內分泌瘤4 例；腫瘤遠端距肛門距離為6～13 cm，平均（9.25±1.28）cm；TNM 分期：T1期17例，T2期11例，T3期39例，T4期4 例。將71 例直腸癌患者作為直腸癌組，15 例非直腸癌患者作為非直腸癌組。納入標準：符合《中國結直腸癌篩查與早診早治指南》[8]診斷標準；入院后均進行TRUS 和SWE 檢查，并在2 周內手術，有明確的病理結果，TNM 分期明確；腫瘤遠端距肛門距離≤15 cm；臨床資料完整。排除標準：直腸癌術后復發患者；術前進行放療、化療的直腸癌患者；明顯腸腔狹窄，無法進行超聲檢查。

1.2 診斷儀器及參數

TRUS 檢查采用Mylab 彩色多普勒超聲診斷儀（意大利ESAOTE 公司），選擇腔內雙平面探頭，頻率線陣4～13 MHz，凸陣3～9 MHz。SWE 檢查采用Aix-plorer 彩色多普勒超聲診斷儀（法國Supersonic Imagine 公司），選擇SE12-3 經直腸探頭，頻率3～12 MHz。

1.3 方法

所有患者檢查前需進行灌腸處理，之后依次進行TRUS 和SWE 檢查。

1.3.1 TRUS檢查患者取左側臥位，屈髖屈膝，深呼吸放松肛門，在套有避孕套的探頭上涂抹適量耦合劑，進入直腸，確保清晰顯示腫瘤病灶，采用膝胸位時針法記錄病灶大小、邊緣、浸潤深度、回聲、距肛緣的距離、血管形成、周圍器官組織侵犯情況，進行術前分期。

1.3.2 SWE 檢查調節探頭以優化焦點、深度、動態范圍、時間增益補償，確保清晰顯示腫瘤病灶，在無壓縮情況下用換能器靠近病灶，直至彩色圖信號穩定，凍結圖像，啟動Q-box 系統測量組織硬度，記錄腫瘤病灶、周圍脂肪和正常直腸壁3 個位置楊氏模量值，測量5 次后取最大值（Emax）和平均值（Emean）。

1.4 觀察指標

以病理結果為標準，記錄TRUS 與SWE 診斷直腸癌及其TNM 分期的敏感性、特異性及準確率。并繪制ROC 曲線分析TRUS、SWE 及聯合診斷直腸癌的價值。比較直腸癌與直腸腺瘤患者腫瘤病灶、周圍脂肪和正常直腸壁3 個位置的Emax、Emean值。

1.5 統計學方法

數據分析采用SPSS 23.0 統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用t檢驗或方差分析，兩兩比較用LSD-t檢驗，繪制ROC 曲線。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同方式診斷直腸癌的敏感性、特異性及準確率

TRUS 診斷的敏感性為85.92%（95% CI：0.68，0.89），特異性為66.67%（95% CI：0.52，0.72），準確率為82.56%（95% CI：0.73，0.91）；SWE 診斷的敏感性為87.32%（95% CI：0.70，0.90），特異性為73.33%（95% CI：0.55，0.79），準確率為84.88%（95% CI：0.76，0.94）；聯合診斷直腸癌的敏感性為97.18%（95% CI：0.80，0.99），特異性為86.67%（95% CI：0.71，0.98），準確率為95.35%（95% CI：0.78，0.99）。ROC 曲線分析結果顯示，TRUS、SWE 及兩者聯合診斷直腸癌的AUC分別為0.801（95% CI：0.70，0.92）、0.886（95% CI：0.71，0.98）和0.968（95% CI：0.89，1.00）。見圖1。

圖1 TRUS、SWE及兩者聯合診斷直腸癌的ROC曲線

2.2 不同方式診斷直腸癌TNM 分期的敏感性、特異性及準確率

經TRUS診斷為T1期的準確率為88.24%（95%CI：0.71，0.91），T2期的準確率為81.82%（95% CI：0.67，0.89），T3期的準確率為84.62%（95% CI：0.69，0.90），T4期的準確率為100.00%（95% CI：0.99，1.00）。經SWE 診斷為T1期的準確率為88.24%（95% CI：0.71，0.92），T2期的準確率為90.91%（95% CI：0.79，0.95），T3期的準確率為87.18%（95% CI：0.76，0.91），T4期的準確率為100.00%（95% CI：0.99，1.00）。兩者聯合診斷為T1期的準確率為94.12%（95% CI：0.76，0.94），T2期的準確率為90.91%（95% CI：0.72，0.92），T3期的準確率為100.00%（95% CI：0.99，1.00），T4期的準確率為100.00%（95%CI：0.99，1.00）。見表1～3。

表1 TRUS診斷直腸癌TNM分期 例

表2 SWE診斷直腸癌TNM分期 例

表3 聯合診斷直腸癌TNM分期 例

2.3 兩組楊氏模量值比較

兩組Emax、Emean值比較，差異有統計學意義（P<0.05），直腸癌組較非直腸癌組高。見表4、5。

表4 兩組楊氏模量Emax值比較 （±s）

表4 兩組楊氏模量Emax值比較 （±s）

組別n 病灶周圍脂肪直腸壁非直腸癌組直腸癌組t 組P 組15 71 40.65±5.29 138.59±16.34 22.868 0.000 23.98±3.46 65.18±7.41 20.981 0.000 15.69±2.71 39.18±5.04 17.469 0.000

表5 兩組楊氏模量Emean值比較 （±s）

表5 兩組楊氏模量Emean值比較 （±s）

組別n 病灶周圍脂肪直腸壁非直腸癌組直腸癌組t 組P 組15 71 18.59±2.58 86.40±10.69 24.312 0.000 13.64±3.67 39.72±5.16 18.567 0.000 11.23±2.61 28.45±3.82 16.619 0.000

2.4 不同分期的楊氏模量值比較

不同分期的楊氏模量值比較，差異有統計學意義（P<0.05），且TNM 分期越晚，Emax、Emean值越高。見表6。

表6 不同分期楊氏模量值比較 （±s）

表6 不同分期楊氏模量值比較 （±s）

注：①與T2期、T3期、T4期比較，P<0.05；②期與T3期比較，P<0.05；③與T4期比較，P<0.05。

Emean值分期n Emax值25.45±3.12①50.63±6.74②111.69±13.08③149.61±16.07 333.165 0.000 T1期T2期T3期T4期F 值P 值17 11 39 4 53.48±6.87①107.95±12.46②159.43±17.72③220.90±23.59 241.04 0.000

3 討論

術前對直腸癌進行準確分期是臨床選擇治療方式的關鍵，TRUS 診斷直腸癌以5 層直腸壁模型為基礎，其可清晰顯示直腸壁橫截面上正常腸壁與腫瘤侵犯的最深位置，并根據腫瘤侵犯情況給予分期[9-10]。有研究指出，TRUS 的分期診斷準確率為80%～95%，但由于超聲波的穿透力有限，因此對深部腫瘤的層次鑒別率較低，盡管國外少量研究提出T1～T4期存在逐期遞減的規律性，但仍不可避免整體分期診斷準確率的下降[11-12]。其可能原因為TRUS 無法區分癌組織與淋巴濾泡、炎癥組織及纖維結締組織；縮窄型直腸癌會遮蔽超聲波，阻礙腫瘤的可視化，導致分期不足，腫瘤組織與腸壁出血或壞死則可能導致TRUS 過度分期。此外，由于放療、化療會使腫瘤病灶發生局部炎癥、細胞壞死等情況，所以放療、化療后所得出的TRUS結果并不能體現正確的分期，而是腸壁的纖維化范圍，因此諸多處于T3、T4期直腸癌患者在術前均需先進行放療、化療輔助治療[13-14]。

SWE 通過判斷彈性圖像的軟硬度診斷直腸腫瘤的良、惡性，若彈性圖像顯示周邊腫物較硬，可考慮為惡性，若在聯合TRUS 診斷時，TRUS 顯示并非惡性表現，就可糾正SWE 診斷結果，故兩者聯合診斷對提高直腸癌診斷準確率具有一定價值[15]。FAN 等[16]研究指出，SWE 有助于判斷直腸腫瘤的入侵深度，可為直腸癌分期的術前診斷提供可量化指標，并可用作常規TRUS 的補充。徐明達等[17]研究指出，聯合診斷可有效提高直腸癌的診斷能力，并在直腸癌TNM 分期中具有較高的診斷準確性，這也與本研究結果一致。彈性體在受到外界施壓時會發生形變，并會在無外力施壓后恢復原始狀態，不同組織間彈性應變情況也存在差異，如脂肪組織較易變性，在去掉外力后可快速恢復，而纖維組織和肌肉組織較脂肪組織恢復慢。超聲彈性成像技術可在二維超聲的基礎上提供不同組織的彈性信息，因此臨床基于該原理通過探頭對組織施加外力來獲取形變信息，并經軟件處理后由彩色編碼圖像展現[18-19]。SWE 技術利用“馬赫錐”原理在組織中產生一種剪切波，并通過彈性成像系統追蹤和獲取該類波，最后采用彩色編碼技術將組織彈性圖可視化地實時呈現出來，同時通過測量楊氏模量數值來反應組織的軟硬程度，其與組織的硬度呈正相關，即組織越硬，圖像所呈現的顏色則越紅，楊氏模量值則越大，反之則越越藍，臨床可以此對腫瘤的良、惡性做出診斷[20-21]。病灶的軟硬程度可反應病灶的特性，一般惡性病灶的組織較硬，而良性病灶較軟，且組織的硬度會隨腫瘤的發展及惡變程度而增大，所以可通過不同大小的楊氏模量值判斷腫瘤的病理程度[22]。本研究中，直腸癌病灶、周圍脂肪及直腸壁的Emax、Emean值均高于非直腸癌，且TNM 分期越晚，Emax、Emean值越高。但SWE 也易受腫瘤大小、病理分級、位置深淺等因素影響，良、惡性腫瘤間彈性圖像有重疊，也容易造成誤診。因此針對直腸腫瘤類重大性疾病，建議采用聯合診斷的方式，以確保診斷準確率。

綜上所述，TRUS 結合SWE 診斷直腸癌及TNM分期的準確率較高，可為臨床病變鑒別及病理程度提供一定的參考依據。但由于目前國內外采用TRUS 聯合SWE 診斷直腸癌的相關研究還較少，本研究也存在樣本量小、樣本來源單一等局限，故今后還需擴大樣本量，進行前瞻性、多中心的試驗進一步豐富研究數據。