MRI 三維可視化重建技術評估復雜性肛瘺的臨床應用

鄭 霞 ，黃小波 ，程 靜 ，楊 旭 ，韓 丹

（1）昆明市中醫醫院醫學影像科，云南 昆明 650011;2）昆明高尚醫學影像診斷中心，云南 昆明 650228;3）昆明市中醫醫院肛腸科，云南 昆明 650011;4）昆明醫科大學第一附屬醫院醫學影像科，云南 昆明 650032）

復雜性肛瘺（Complex anal fistula）屬于肛腸外科的常見病，通常由多個瘺管、內外口及盲管組成，約占總肛瘺患者的12%～15%[1]，一旦發生無法自愈，需進行手術治療。復雜性肛瘺臨床治療能否成功，最主要取決于術前能否全面的評估瘺管情況及其與肛周肌肉的關系、準確選擇術式，在盡可能保護肛門括約肌功能的前提下、完整的清理瘺管；目前各種影像學檢查為復雜性肛瘺患者術前診治提供了豐富的資料，特別是MRI 由于其軟組織分辨率高的特點得到了臨床醫生的認可，被認為是診斷肛瘺的金標準[2]，肛瘺診治中國專家共識（2020 版）更是建議復雜性肛瘺術前應常規行MRI 檢查[3]。但臨床工作中對復雜性肛瘺的術前診治更多的仍是以超聲（直腸腔內超聲）為主，MRI 通常為聯合使用，臨床醫生主要是綜合影像報告進行術前評估，對臨床精準手術指導仍不夠直觀和理想；本研究主要通過對比復雜性肛瘺術前常規MRI 及MRI 三維可視化技術在放射科與肛腸外科間的認知差異、分析原因，以期提高MRI檢查在復雜性肛瘺臨床中的認知、更好的為臨床提供全面的資料，減少復雜性肛瘺的復發率。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性收集昆明市中醫醫院PACS 影像系統中，2019 年1 月至2021 年7 月期間行肛腸MRI檢查診斷為復雜性肛瘺并經手術證實的46 例患者（MRI 圖像清晰，序列完整，符合三維可視化重建要求，排除其他相關直腸疾病），其中男性42 例，女性4 例，年齡14～65 歲，平均36.8 歲。

1.2 分組及MRI 三維可視化重建

常規2D-MRI 組：圖像包含常規T1WI、T2WI、T2WIFS 序列及動態增強序列（LAVA），方位包括橫軸位、冠狀位、矢狀位。

3DV-MRI 組：使用GE AW 工作站，基于常規2D-MRI 動態增強動脈期圖像進行三維重建；由于動脈期瘺管炎性肉芽組織強化明顯、對比度較高，瘺管可自動識別重建出VR 圖（圖1）；再由1 名經驗豐富的放射科主治醫師分別對肛周肛提肌、肛門內外括約肌、直腸肛管進行手工提取并進行裁剪、三維重建，對各解剖結構標以不同的顏色區分后進行融合、容積呈現在一幅圖像[4]，以紫色代表肛提肌，紅色代表肛門外括約肌，綠色代表肛門內括約肌及肛管（圖2），根據觀察需要可適當增加體部背景提高立體辨識度，建立3DV-MRI 組圖像（圖3）。

圖1 瘺管三維重建Fig.1 3D reconstruction of fistula

圖2 手工勾畫提取肛周結構圖Fig.2 Handdrawn extraction of perianal structure diagram

圖3 三維可視化模型圖Fig.3 3D visualization model diagram

1.3 分析指標

影像診斷評估：由2 名高年資影像科主治醫師在不知手術結果的情況下，分別對2 組圖像進行閱片診斷，觀察各組肛瘺內口、瘺管、膿腔數量并記錄，2 名醫師意見不統一時由上級醫師進行評判；結合手術結果、對比2 組間差異。

臨床評估：邀請3 名肛腸外科醫師根據李克特量表評分標準從臨床比較關注的4 個方面（Q1、Q2、Q3、Q4）對2 組圖像進行臨床主觀評分（1～5 分）。Q1 表示內口方位判斷，Q2 表示瘺管數量及走行情況判斷，Q3 表示瘺管與肛門括約肌關系判斷，Q4 表示指導手術方式的選擇；1 分表示非常不滿意、2 分表示不滿意、3 分表示一般、4 分表示滿意、5 分表示非常滿意；對3 名肛腸外科醫師評分行一致性檢驗，取平均分作為最終分，對比2 組間差異。

1.4 統計學處理

采用統計學軟件SPSS 26.0 進行分析。（1）以手術結果為參照指標，對2 組內口、瘺管及膿腔的檢出數量進行χ2檢驗；（2）3 名肛腸外科醫生評分一致性檢驗使用Kendall’s W 檢驗；2 組圖像臨床醫師評分結果使用夏皮羅-威爾克檢驗（Shapiro-Wilk test）其正態性；使用曼-惠特尼U檢驗（Mann-Whitney U test），數據以中位數和四分位數（M±Q）表示。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 影像診斷評估

46 例患者經手術證實內口數共79 個、瘺管96 條、膿腔36 個。2D-MRI 組與3DV-MRI 組對內口、瘺管、膿腔的檢出均具有較高檢出率，2組檢出率分別為81.0%、88.6%（內口），85.4%、87.5%（瘺管），91.7%、88.9%（膿腔）。2 組內口、瘺管、膿腔檢出總數及各方位檢出數量的比較，差異無統計學意義（P>0.05），見表1。

表1 內口、瘺管、膿腔檢出數量Tab.1 Number of detected internal openings，fistulas，and pus cavities

2.2 臨床評估

3 名肛腸外科參評醫生分別對46 例患者的2D-MRI 圖像及3DV-MRI 圖像進行閱片，閱片后根據李克特量表從4 個方面對2 組分別進行評分，評分為1～5 分。使用Kendall’s W 檢驗分析3 名醫生的評分一致性，結果顯示3 名醫生2D-MRI組評分Kendall’s W 系數為0.642，3DV-MRI 組評分Kendall’s W 系數為0.588，2 組評分結果具有一致性（P<0.05）。取3 名醫生的平均分為最終分，經檢驗各組評分不符合正態分布，數據以中位數和四分位數（M±Q）表示；采用曼-惠特尼U 檢驗，在4 個方面對2 組評分進行對比，差異均有統計學意義（P<0.05），表示臨床醫生對3DV-MRI 圖像識別度更高，為臨床診治提供更多有價值的指導信息（圖4），見表2。

表2 李克特量表[（M±Q），分]Tab.2 Likert scale [（M±Q），points]

圖4 3DV-MRI 圖（瘺管VR 圖與肛周肌肉立體融合的三維可視化模型圖）Fig.4 3DV-MRI diagram（3D visualization model of fistula VR image and perianal muscle stereo fusion）

3 討論

復雜性肛瘺的手術治療原則為處理干凈內口、炎癥瘺管并保留和恢復肛門功能，手術方式包括掛線術、切開術、切除術、瘺管結扎術以及置管引流術等；高復發率是復雜性肛瘺的特點，瘺管情況越復雜其復發率越高，部分患者多次手術仍不能治愈，是目前肛瘺治療中的一大難題。復發的原因主要包括：術前評估不完整、術中內口、瘺管遺漏或處理不徹底，瘺管走行以及與周圍組織結構關系不了解，術后引流不暢，異物存留等；其中以術前對分支瘺管走行不了解及術中內口、瘺管查找不完全遺漏病灶最為多見，因此術前準確的了解內口的位置、瘺管的走行及數量，盡可能全方位的掌握立體解剖信息是減少術后復發的關鍵因素[5?6]。

MRI 對復雜性肛瘺內口、瘺管的顯示準確率高，且可清晰顯示病灶與肛周肌肉（肛門內外括約肌、肛提肌、恥骨直腸肌等）的解剖關系，其術前診斷價值普遍得到了臨床的認可，被認為是診斷復雜性肛瘺的金標準[2]。MRI 檢查每個序列都有其特定的價值及優點。Ali Konan 等[7]研究發現MRI 對復雜性肛瘺以及更高位瘺管的診斷價值較大，通過建立瘺管與肛門括約肌的三維解剖學，才能有效防止復發及對括約肌功能的保護。動態增強序列內口及瘺管的炎性肉芽組織強化明顯，對內口及方位判斷、瘺管走行顯示清楚，以往報道表明MRI 動態增強序列聯合MRI 釓劑瘺管造影評估復雜性肛瘺，提高了內口及瘺管的檢出率，特別是細小內口及支管的檢出，對高位復雜性肛瘺術前評估具有重要指導意義[8?9]。

3DV-MRI 技術是MRI 的新技術，近年眾多學者探討將此技術用于多系統解剖模型建立、疾病的診斷研究，但多集中應用于顱腦、腹部、腫瘤、盆腔等方面[10?11]，用于評估復雜性肛瘺的研究報道尚少。周敏等[12]將此技術用于1 例復雜肛瘺的輔助手術治療，醫生根據3DV-MRI 輔助探查瘺管及膿腔的位置及走行，全面的掌握病灶信息，降低了術中尋找瘺管的難度以及避免了分支瘺管的遺漏，有針對性的對病灶進行恰當及全面的處理，術后恢復良好，沒有出現愈合不佳或復發。目前多數學者應用于肛瘺診斷的3DV-MRI重建方法是基于2D 圖手工勾畫瘺管及肛周結構后三維重建，受主觀因素影響，對于2D 圖未能發現的細小瘺管進行三維重建時存在遺漏的可能；而本研究將技術進行改進，利用增強時瘺管強化形成的對比度差異，自動重建瘺管，減少人為勾畫主觀因素影響。

本研究結果顯示無論常規MRI 還是三維可視化MRI 對比術后記錄，對復雜性肛瘺具體情況（內口、瘺管及膿腔）均具有較高的檢出率及符合率，從影像診斷的角度出發常規MRI 及3DVMRI 均可以滿足復雜性肛瘺的診斷要求，2 組間結果差異無統計學意義，說明3DV-MRI 在復雜性肛瘺診斷方面并不明顯優于常規2D-MRI。且本研究特別關注臨床對常規MRI 及3DV-MRI 的評估，在肛瘺臨床較關注的4 個方面（內口及方位判斷、瘺管數量及走行、瘺管與肛門括約肌關系、指導手術方式的選擇）進行評估，結果顯示3DVMRI 組4 個方面的評分均明顯高于2D-MRI 組，2 組間差異均有統計學意義（P<0.05）；提示3DVMRI 圖像能為臨床醫生診治提供更多有價值的指導信息。分析原因可能是常規2D-MRI 圖像多、序列多、參數復雜，大部分臨床醫生對2D-MRI圖像信號的理解和辨識度不足，僅通過2D-MRI閱片很難在臨床醫生頭腦中形成一個病灶的整體形態，對病灶的直觀形態及準確評估方面較欠缺[13]，同時存在個體認知度的差異，基于這些原因在臨床實際工作中肛腸外科醫師更多的是根據多種診斷報告的描述和結論對病灶進行診斷和評估，難免會不全面或出現理解的偏差，損失一些MRI 的信息，沒有較好的發揮MRI 的指導作用，而3D-MRI 圖像恰恰彌補這些不足。3DV-MRI 則可以從不同角度、全方位展示了肛瘺內口、瘺管的位置、形態和瘺管走行、與肛門括約肌的關系，便于臨床醫生立體、直觀的識別圖像，特別是病灶的波及范圍、以及肛周肌肉的受累情況，無需對2D 斷層圖像逐層分析，增加臨床醫生的識別度，對病灶的分析更加直觀、準確。

實際工作中3DV-MRI 對影像科的診斷幫助不大，且增加了影像科的工作量，但對臨床科室的手術指導卻有著非常明顯意義。因此，對于復雜性肛瘺臨床識別診斷困難時，臨床科室可與影像科協作實施3DV-MRI 重建技術，提高臨床對病灶的直觀分析及診斷準確性，更好的指導手術方案的制定，有望減少術后復發及對肛門括約肌功能的損傷，保護肛門功能，為患者的診治提供更好的影像支持，符合現代醫學技術的多學科協作（MDT）理念。

本研究存在以下不足：（1）研究時間短，樣本量少，可能結果會存在偏倚，未來可增加大樣本量來驗證研究；（2）目前肛瘺3DV-MRI 技術的瘺管VR 圖可自動重建，但肛周肌肉對比度差異小、無法自動重建，仍需要人工勾畫提取，對操作的影像科醫生正常橫斷位解剖要求較高，同時重建圖像需要額外的時間、圖像相對較粗糙，有賴于未來MRI 設備的解剖分辨率提高及人工智能的輔助；（3）本研究為回顧性研究，僅通過肛腸外科醫師主觀評分對3DV-MRI 圖像的臨床意義進行初步評估，希望在未來的研究中，增加對比2DMRI 組及3DV-MRI 組患者手術時間、術后恢復時間、肛門失禁情況及術后追蹤復發情況等臨床客觀指標來進一步補充3DV-MRI 圖像的臨床意義。

綜上所述常規2D-MRI 圖像及3DV-MRI 重建圖像對復雜性肛瘺的術前診斷均具有較高檢出率及準確性；3DV-MRI 在復雜性肛瘺診斷方面并不明顯優于常規2D-MRI；但3DV-MRI 圖像較常規2D-MRI 能夠為臨床醫生在復雜性肛瘺的診治中提供更多有價值的指導信息，增加臨床醫生對病變程度、范圍及鄰近結構的認識，對指導手術方式選擇及術中準確找到和清除病灶，減少術后復發及對肛門括約肌的損傷具有較好的臨床應用價值。