磁共振彌散及高分辨成像對(duì)直腸癌的診斷研究進(jìn)展

高永偉(綜述)，牛廣明，韓曉東(審校)

(1.解放軍第253醫(yī)院放射科，呼和浩特010050;2.內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)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(fā)病率在所有腫瘤中居第三位，2007年美國(guó)約有148 180例新增結(jié)直腸癌患者，49 960例死亡病例［1］。直腸癌多見于老年人，常發(fā)生于50歲以上者，發(fā)病高峰年齡60～70歲。近年來，亞洲許多國(guó)家結(jié)直腸癌發(fā)病率增加了2～4倍，約65%的結(jié)直腸癌位于直腸［2-3］。在我國(guó)，隨著人們生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的改變，發(fā)病率亦有逐年升高的趨勢(shì)。直腸癌的診斷主要基于臨床癥狀及影像學(xué)檢查，早期由于MRI成像時(shí)間長(zhǎng)，且胃腸道蠕動(dòng)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(yùn)用，受運(yùn)動(dòng)偽影影響明顯減小，MRI軟組織分辨率的優(yōu)勢(shì)得以彰顯，能對(duì)腫瘤的診斷分期提供更多、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

1 直腸癌MRI影像學(xué)特征

直腸癌表現(xiàn)為局限性或彌漫性的腸壁增厚，腸腔不規(guī)則、偏心性狹窄。軟組織腫塊平掃呈稍長(zhǎng)T1、T2信號(hào)，信號(hào)較均勻，病變遠(yuǎn)端腸管呈“袖口征”或“截?cái)嗾鳌保?］，增強(qiáng)掃描呈中等到明顯強(qiáng)化。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaing，DWI)中，病變呈明顯高信號(hào)，表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖病變信號(hào)減低。高分辨T2WI，由于對(duì)直腸壁結(jié)構(gòu)顯示的分辨率大大提高，可清楚地顯示病變對(duì)腸壁及直腸周圍的浸潤(rùn)情況，故對(duì)病變的顯示及直腸癌的分期能提供更準(zhǔn)確的信息。

2 MRI檢查技術(shù)在直腸癌診斷中的應(yīng)用

2.1 常規(guī)MRI檢查技術(shù) 常規(guī)MRI掃描序列包括T1WI、T2WI及增強(qiáng) T1WI軸位、矢狀位及冠狀位。其中，T2WI和 T1WI增強(qiáng)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(qiáng)T1WI，即靜脈注射磁共振對(duì)比劑釓-二乙二胺五醋酸，它是目前MRI檢查的主要對(duì)比劑，屬于細(xì)胞外間隙對(duì)比劑，具有高度水溶性，與蛋白質(zhì)的親和力較小，主要經(jīng)腎小球?yàn)V過，經(jīng)尿路排泄。靜脈注射磁共振對(duì)比劑釓-二乙二胺五醋酸在血漿內(nèi)的半衰期是90 min，75%在3 h內(nèi)經(jīng)過腎臟排出。

2.2 MRI新序列在診斷直腸癌中的運(yùn)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(quán)成像 DWI是目前唯一能在活體反映水分子擴(kuò)散能力及運(yùn)動(dòng)方向的成像方法，能提供細(xì)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(yùn)動(dòng)的障礙，導(dǎo)致彌散程度增加，彌散所獲得的信息可以進(jìn)行量化分析和進(jìn)行連續(xù)性的測(cè)量，從而有可能成為無創(chuàng)性鑒別腫瘤性質(zhì)的新技術(shù)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，如急性腦梗死的診斷及顱內(nèi)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(kuò)散特性，其大小取決于成像物質(zhì)及其內(nèi)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(xì)胞核增大，核異形性明顯，核漿比增高，腫瘤細(xì)胞增多且排列緊密，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙減小，水分子擴(kuò)散受限，ADC值降低［8］。

Nasu等［9］研究表明，當(dāng)采用高彌散敏感因子(b=1000 s/mm2)時(shí)，正常的腸壁、內(nèi)容物和周圍多數(shù)組織為低信號(hào)，而腫瘤為高信號(hào)，兩者可明顯區(qū)別［10-11］，DWI圖像信噪比低不能單獨(dú)作為腫瘤T分期的標(biāo)準(zhǔn)，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(bǔ)了T2WI單純從形態(tài)學(xué)觀察來診斷直腸癌的不足，兩者結(jié)合可提高直腸癌分期的準(zhǔn)確性［12］。1.5 T MRI診斷直腸癌的最適b值已有學(xué)者進(jìn)行研究，認(rèn)為800或1000 s/mm2比較合適［13］。高b值可導(dǎo)致圖像空間分辨率低，通過空間敏感性編碼技術(shù)，減少一半的傅里葉空間填充時(shí)間，增加激勵(lì)次數(shù)，可顯著減少磁敏感度及化學(xué)位移偽影，提高圖像質(zhì)量［14］。

隨著并行采集空間敏感性編碼技術(shù)的發(fā)展，使得平面回波成像-DWI讀出梯度回波鏈長(zhǎng)度縮短，降低了化學(xué)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(kuò)展，已成功應(yīng)用于腹部實(shí)質(zhì)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(jìn)行掃描，觀察腫瘤的 DWI表現(xiàn)，測(cè)量腫瘤的ADC值，并借助ADC值的差異來判斷腫瘤的性質(zhì)。選用合理的一些序列，用較少的序列即可準(zhǔn)確地進(jìn)行術(shù)前分期，甚至不必進(jìn)行增強(qiáng)掃描［16］。采用相控陣線圈的磁共振掃描可以同時(shí)滿足直腸癌術(shù)前診斷和分期的臨床需要［17］。DWI在盆腔占位性病變?cè)\斷中的應(yīng)用尚處于初步階段，僅有少數(shù)報(bào)道，且大多是關(guān)于子宮及卵巢的病變，DWI在直腸病變中的應(yīng)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(fù)時(shí)間480 ms，回波時(shí)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(fù)時(shí)間4500 ms，回波時(shí)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(guī)T2WI對(duì)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(jié)構(gòu)，即黏膜層、黏膜下層和肌層，故可準(zhǔn)確地判斷直腸癌在腸壁的浸潤(rùn)深度［19］。據(jù)2009年國(guó)際抗癌聯(lián)盟/美國(guó)癌癥學(xué)會(huì)第七版TNM分期-結(jié)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(jìn)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(jié)構(gòu)。N0期無區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。N1期有1～3個(gè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。N2期有4個(gè)或4個(gè)以上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。M0期無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。M1期有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。鑒別T1和T2期的關(guān)鍵是看環(huán)肌層有無受累，即等T1、長(zhǎng)T2信號(hào)代替正常肌層的等T1、等T2信號(hào);鑒別T2和T3期的關(guān)鍵是看直腸周圍脂肪有無浸潤(rùn)，表現(xiàn)為脂肪組織消失并出現(xiàn)條索或結(jié)節(jié)影;MRI的多方位成像可清晰地顯示腫瘤與周圍臟器的關(guān)系，利于T4期的鑒別。N分期中，對(duì)于小淋巴結(jié)的顯示薄層MRI優(yōu)于常規(guī)MRI，淋巴結(jié)較小時(shí)，常規(guī)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(yīng)用，直腸癌的診斷及術(shù)后監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率必將明顯提高，但有些課題仍需進(jìn)一步研究:①對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的判斷。研究多集中在淋巴結(jié)大小、形態(tài)及信號(hào)三個(gè)方面。a.大小方面:目前研究腫瘤轉(zhuǎn)移與否與淋巴結(jié)大小無明顯相關(guān)性，高分辨MRI能顯示2～3 mm的淋巴結(jié)，但難以區(qū)分是腫瘤轉(zhuǎn)移還是炎性反應(yīng)。b.形態(tài)方面:形態(tài)不規(guī)則更大程度傾向于轉(zhuǎn)移。c.信號(hào)方面:淋巴結(jié)在高分辨序列中顯示信號(hào)不均與轉(zhuǎn)移是否具有相關(guān)性。②1.5 T與3.0 T彌散成像對(duì)病變的檢出率對(duì)比及b值的選取，DWI對(duì)直腸癌的診斷價(jià)值報(bào)道較少，且多為1.5 T的研究。③高分辨成像與T1WI增強(qiáng)序列對(duì)病變的檢出率比較，通過比較看兩者的診斷價(jià)值是否接近、高分辨能否代替T1WI增強(qiáng)等。這些對(duì)直腸癌較早期的診斷及術(shù)后切緣的評(píng)價(jià)都很有意義。隨著1.5 T及3.0 T磁共振的更多應(yīng)用，在直腸癌的診斷中必將總結(jié)出更多、更新的經(jīng)驗(yàn)。

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