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MRI平掃結(jié)合擴(kuò)散加權(quán)成像在直腸癌中的臨床應(yīng)用價值

2015-10-09 08:27:26陳志勇黃文忠王力柯麗琴
放射學(xué)實(shí)踐 2015年1期
關(guān)鍵詞:一致性

陳志勇,黃文忠,王力,柯麗琴

MRI平掃結(jié)合擴(kuò)散加權(quán)成像在直腸癌中的臨床應(yīng)用價值

陳志勇,黃文忠,王力,柯麗琴

目的:探討MRI平掃結(jié)合擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)在直腸癌中的臨床應(yīng)用價值。方法:對28例直腸癌患者行MRI平掃及DWI檢查,評價腫瘤形態(tài)、T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、環(huán)周切緣(CRM)狀態(tài)、腫瘤下緣距肛緣的距離,并與術(shù)后病理結(jié)果進(jìn)行對照。MRI與病理對T分期、N分期及環(huán)周切緣受累評估的一致性采用Kappa檢驗(yàn)。結(jié)果:MRI平掃及DWI能準(zhǔn)確顯示腫瘤的部位及形態(tài)。MRI平掃結(jié)合DWI對28例直腸癌T分期總的診斷符合率為78.57%(22/28),T1~T2期、T3期、T4期的診斷符合率分別為85.71%、78.57%、92.86%,MRI與病理對T分期的診斷具有較高的一致性(Kappa值=0.656)。MRI平掃結(jié)合DWI對判斷N分期的符合率為71.43%(20/28),判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度為66.67%(6/9),特異度為73.68%(14/19),MRI與病理對N分期的診斷具有中度一致性(Kappa值=0.489)。MRI判定CRM狀態(tài)的總體符合率為85.71%(24/28),敏感度為90.90%(10/11),特異度為82.35%(14/17),陽性預(yù)測值為76.92%(10/13),陰性預(yù)測值為93.33%(14/15),MRI與病理對環(huán)周切緣受累的評估具有較高的一致性(Kappa值=0.710)。MRI矢狀面圖像能測量18例下段直腸癌腫瘤下緣距肛緣的曲線距離。結(jié)論:MRI平掃結(jié)合DWI對直腸癌、T分期、環(huán)周切緣狀態(tài)的判斷及腫瘤下緣距肛緣的距離的測量有重要臨床價值。

直腸腫瘤;磁共振成像;擴(kuò)散加權(quán)成像;腫瘤分期;病理學(xué)

直腸癌是消化道的常見腫瘤,發(fā)生率在消化道腫瘤中排第二位[1],且隨著生活水平的提高、膳食結(jié)構(gòu)的改變,直腸癌的發(fā)病率正呈逐年上升趨勢。目前直腸癌的治療仍以手術(shù)為主,全直腸系膜切除術(shù)(total me-sorectal excision TME)成為直腸癌外科手術(shù)的金標(biāo)準(zhǔn)[2],術(shù)前直腸癌的TNM分期及對環(huán)周切緣的判斷及治療方案的制定具有重要作用。本文對28例直腸癌患者進(jìn)行術(shù)前MRI檢查,根據(jù)其影像學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行T、N分期診斷,并對環(huán)周切緣狀態(tài)進(jìn)行判斷,并與術(shù)后病理結(jié)果進(jìn)行對照分析,旨在探討MRI平掃及擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)在直腸癌中的臨床應(yīng)用價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集我院2011年11月-2014年1月經(jīng)病理證實(shí)的直腸癌患者28例,其中男19例,女9例,年齡37~72歲,平均年齡57.2歲。所有病例MRI檢查前均未行放、化療,術(shù)后病理診斷腺癌26例,黏液腺癌2例。

2.檢查前準(zhǔn)備

患者檢查前2天少渣飲食,檢查前12h空腹,并口服20%甘露醇注射液250mL及溫開水2000mL進(jìn)行腸道準(zhǔn)備。掃描前患者左側(cè)臥位經(jīng)肛門注入少量空氣(約200mL),即可進(jìn)行MRI掃描。

3.檢查方法

MRI檢查采用GE 1.5THDxt超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng),8通道相控陣線圈。MRI平掃序列包括:①矢狀面快速恢復(fù)快速自旋回波(FRFSE)T2WI序列,TR 4100ms,TE 104ms,層厚4mm,間隔1mm,視野24cm×24cm,矩陣320×320;②軸面FRFSE及脂肪抑制快速恢復(fù)快速自旋回波(FSFRFSE)T2WI序列,TR 3200ms,TE 73ms,層厚5mm,間隔1mm,視野26cm×26cm,矩陣288×224;③軸面快速自旋回波(FSE)T1WI序列,TR 520ms,TE 7.3ms,層厚5mm,間隔1mm,視野26cm×26cm,矩陣320× 192;④冠狀面FSFRFSE T2WI序列,TR 3200ms,TE 86ms,層厚5mm,間隔1mm,視野24cm×24cm,矩陣288×192。軸面擴(kuò)散加權(quán)成像采用單次激發(fā)-回波平面(SE-EPI)序列,TR 4000ms,TE 77ms,層厚5mm,間隔1mm,視野26cm×26cm,矩陣96×128,b值取1000s/mm2。

4.圖像分析

由兩位有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像診斷醫(yī)師分別進(jìn)行MRI圖像的TNM分期診斷,若診斷結(jié)果不一致,討論后取得一致意見。依據(jù)國際抗癌聯(lián)盟(UICC)直腸癌TNM分期標(biāo)準(zhǔn)[1]進(jìn)行分期診斷:腫瘤侵及黏膜肌層與黏膜下層為T1期;侵及固有肌層為T2期;穿透肌層至漿膜下為T3期;穿透臟層腹膜或侵及其他臟器、組織為T4期。無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移為N0期;轉(zhuǎn)移區(qū)域淋巴結(jié)為1~3個為N1期;4個及4個以上區(qū)域淋巴結(jié)為N2期。無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移為M0期;有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移為M1期。根據(jù)Beets-Tan等[3]的研究標(biāo)準(zhǔn),在MRI圖像上測量腫瘤最外緣或直腸系膜內(nèi)淋巴結(jié)與環(huán)周切緣(circumferential resection margin,CRM)的最短距離,若最短距離<5mm,相當(dāng)于病理上CRM<1mm,記錄為CRM(+),反之記錄為CRM(-)。在MRI矢狀面圖像上測量腫塊下緣與肛緣之間的曲線距離并記錄。以上所有結(jié)果均與術(shù)后病理結(jié)果進(jìn)行對照分析。

5.統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。MRI與病理學(xué)對T、N分期診斷及環(huán)周切緣受累評估結(jié)果的一致性采用Kappa檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn)a=0.05。Kappa值<0.4時,表明一致性較差;0.4<Kappa值≤0.6時,表明中度一致;0.6<Kappa值≤0.8時,表明有較高的一致性;Kappa>0.8時,表明有極好的一致性。計算MRI T分期、N分期和環(huán)周切緣受累的診斷特異度、敏感度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及Youden指數(shù),Youden指數(shù)為靈敏度與特異度之和減去1,表示篩檢方法發(fā)現(xiàn)真正患者與非真正患者的總能力,數(shù)值越大說明篩查實(shí)驗(yàn)的效果越好,真實(shí)度越高。

結(jié) 果

1.腫瘤發(fā)生部位、形態(tài)

以腹膜反折為界,將直腸分為上段直腸和下段直腸,28例患者中上段直腸癌10例,下段直腸癌18例;潰瘍型15例,腫塊型11例,浸潤型2例。本組MRI所見與術(shù)后腫瘤位置及形態(tài)均一致。

2.T分期診斷

28例直腸癌患者術(shù)后病理分期:T1~T2期8例(圖1),T3期14例(圖2),T4期6例(圖3),本組MRI平掃結(jié)合DWI T分期診斷結(jié)果:T1~T2期6例,高估2例;T3期11例,高估1例,低估2例;T4期5例,低估1例。MRI與病理對T分期診斷具有較高度的一致性(Kappa值=0.656),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。本組病例T分期總的診斷符合率為78.57%(22/28),其中各分期的診斷符合率、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值結(jié)果見表2。

表1 MRI T分期診斷與病理結(jié)果對照 (例)

表2 MRI T分期診斷結(jié)果 (%)

圖1 直腸中分化腺癌患者,男,41歲,TNM分期為T2N0M0。a)橫軸面T2WI示直腸下段一息肉狀稍高信號(箭),信號均勻,CRM(-);b)橫軸面T1WI示直腸下段一息肉狀等信號,信號均勻;c)橫軸面DWI(b=1000s/mm2)示病變呈明顯高信號(箭);d)矢狀面T2WI示病變位于直腸下段距肛緣約3cm處;e)鏡下示癌組織呈腺管狀、巢狀(×100,HE)。

3.局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

經(jīng)病理證實(shí),28例患者中有9例伴局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(圖2)。MRI平掃結(jié)合DWI的N分期診斷結(jié)果:N0高估為N1 5例,N1高估為N2 1例,N1低估為N0 1例,N2低估為N1 1例。MRI與病理對N分期診斷具有中度一致性(Kappa值=0.489),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表3)。MRI對N分期總的診斷符合率為71.43%((20/28),其中各分期的診斷符合率、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值結(jié)果見表4。MRI判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度為66.67%(6/9),特異度為73.68%(14/19)。

表3 MRI評價N分期與病理結(jié)果比較 (例)

表4 MRI N分期診斷結(jié)果 (%)

4.環(huán)周切緣的判斷

術(shù)后病理結(jié)果顯示CRM陽性11例(圖2、3),CRM陰性17例(圖1),MRI正確判斷24例。MRI

與病理對環(huán)周切緣的評估具有較高的一致性(Kappa值=0.710,P=0.000,表5)。MRI判定CRM狀態(tài)的符合率為85.71%(24/28),敏感度為90.90%(10/11)、特異度為82.35%(14/17),陽性預(yù)測值為76.92%(10/13),陰性預(yù)測值為93.33%(14/15),Youden指數(shù)為0.73。

表5 MRI評價環(huán)周切緣狀態(tài)與病理結(jié)果對照 (例)

5.腫瘤下緣距肛緣距離的測量

在矢狀面T2WI圖像上測量18例下段直腸癌腫瘤下緣距肛緣的曲線距離,結(jié)果與術(shù)后大體標(biāo)本測量結(jié)果差值均<5mm(圖1d、2d)。

討 論

1.直腸癌T3、T4期分期標(biāo)準(zhǔn)

直腸癌傳統(tǒng)的腫瘤分期是Dukes法,但國內(nèi)外越來越多的學(xué)者傾向于TNM分期法。筆者復(fù)習(xí)國內(nèi)較多關(guān)于直腸癌分期的文獻(xiàn)[4-5],發(fā)現(xiàn)國內(nèi)諸多文獻(xiàn)關(guān)于T3、T4分期較為混亂,不夠準(zhǔn)確。由于直腸有著特殊的解剖結(jié)構(gòu),一般以腹膜返折為界將直腸分為上段直腸和下段直腸,上段直腸前面和兩側(cè)有腹膜覆蓋,下段直腸全部位于腹膜外,只有外膜而無漿膜。因此當(dāng)腫瘤侵及有漿膜層的上段直腸周圍的脂肪間隙者應(yīng)定為T4期,而侵及無腹膜包繞的下段直腸周圍脂肪組織,但未侵及鄰近器官者應(yīng)定為T3期。

圖2 直腸中分化腺癌患者,男,53歲,TNM分期為T3N1M0。a)橫軸面T2WI示直腸下段一潰瘍型稍高信號,信號較均勻,腫瘤向后明顯突出,其最外緣與CRM最短距離<5mm,CRM(+);b)橫軸面T1WI示直腸下段一潰瘍型等信號,信號較均勻;c)橫軸面DWI示腫瘤(箭)及系膜筋膜內(nèi)淋巴結(jié)均呈明顯高信號;d)矢狀面T2WI示病變位于直腸下段距肛緣約3.5cm處;e)鏡下示癌組織排列呈腺管狀、巢狀,細(xì)胞異型性明顯(×100,HE)。 圖3 直腸中分化腺癌患者,女,61歲,TNM分期為T4N0M0。a)橫軸面脂肪抑制序列T2WI示直腸下段一息肉狀稍高信號(箭),信號均勻,病變侵犯鄰近陰道壁,CRM(+);b)橫軸面T1WI示直腸下段一息肉狀等信號,信號均勻(箭),病變侵犯鄰近陰道壁;c)橫軸面DWI示直腸下段腫瘤(箭)及相鄰陰道病變呈明顯高信號。

2.MRI在直腸癌T分期中的價值

早期MRI體表線圈分辨力低,而體外相控陣線圈技術(shù)使MRI空間分辨力顯著提高,可以較好地顯示整個直腸系膜、系膜筋膜及盆壁等結(jié)構(gòu),是進(jìn)行術(shù)前直腸癌分期較好的影像學(xué)檢查方法。相關(guān)文獻(xiàn)應(yīng)用相控陣線圈高空間分辨MRI顯示T分期總的診斷符合率分別為86.7%(26/30)、85.7%(36/42)、88.6%(93/105)[6-8]。相關(guān)研究應(yīng)用薄層MRI平掃聯(lián)合DWI顯示T分期總的診斷符合率為85%(34/40)。本研究顯示MRI平掃結(jié)合DWI對T分期總的診斷符合率為78.57%(22/28),稍低于上述文獻(xiàn)報道的結(jié)果,可能與常規(guī)MRI密度分辨力較低及本組病例數(shù)較少有關(guān)。但本組MRI與病理對T分期的診斷仍具有較高的一致性(Kappa值=0.656,P=0.000),與叢冠寧等[7,8]的結(jié)論一致。本組T2期高估為T3期2例,1例腫瘤體積較大,位于直腸下段前壁,呈菜花狀,MRI上直腸肌層顯示不完整,術(shù)前誤診為T3期。故對于病變范圍較大的病灶,尤其是呈菜花狀的腫瘤在T2、T3期的鑒別診斷中要慎重;另1例由于腫瘤肌層模糊而造成誤診。本組T3期高估為T4期1例,為直腸上段病灶周圍脂肪間隙模糊,誤認(rèn)為侵犯漿膜層,因此誤診為T4期;本組T3期低估為T2期2例,均顯示直腸周圍細(xì)條索影,病理可見纖維條索中含有腫瘤細(xì)胞。本組T4期低估為T3期1例,此例病灶位于直腸上段侵犯少部分膀胱后部,考慮由于膀胱充盈不佳而誤診。通過以上分析,筆者認(rèn)為直腸癌T2、T3期的鑒別診斷是T分期的難點(diǎn)。

3.MRI在直腸癌N分期中的價值

關(guān)于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)報道不一。一般認(rèn)為直徑>0.5cm判定為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,但從實(shí)際統(tǒng)計結(jié)果看,直徑>0.5cm的淋巴結(jié)部分病例可見淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,部分病例未見淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,故不能單獨(dú)用其大小判斷是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。淋巴結(jié)輪廓不規(guī)則、信號不均勻比淋巴結(jié)大小對判斷是否轉(zhuǎn)移更有價值,MRI也難以對直徑<0.5cm的淋巴結(jié)和淋巴結(jié)內(nèi)小轉(zhuǎn)移灶作出準(zhǔn)確的判定[9]。MRI診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的符合率為23%~95%,大多數(shù)文獻(xiàn)報道其診斷符合率為50%~70%[10]。本研究MRI平掃結(jié)合DWI對N分期的診斷符合率為71.43%(20/28),診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度為66.67%(6/9),特異度為73.68%(14/19)。MRI與病理對N分期的診斷具有中度一致性(Kappa值=0.489),與叢冠寧等[7]的報道一致。本組病例中N0高估為N1 5例,N1高估為N2 1例,均顯示腸周淋巴結(jié)增大、增多,但病理證實(shí)為反應(yīng)性增生或正常淋巴結(jié)。2例低估分期病例中,1例由于淋巴結(jié)體積太小,MRI未見顯示;另1例淋巴結(jié)體積較小,信號較均勻,但病理顯示為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。所以,MRI區(qū)分正常淋巴結(jié)、反應(yīng)性淋巴結(jié)增生及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)在大小及形態(tài)方面均有重疊。Koh等[11]應(yīng)用磁共振對比劑超微超順磁性氧化鐵來判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,可提高其診斷符合率。

4.環(huán)周切緣狀態(tài)的判定

隨著全直腸系膜切除術(shù)的廣泛應(yīng)用,術(shù)前判定CRM的狀態(tài)越來越重要,并且CRM陽性率是影響手術(shù)方式和決定是否需要放化療的關(guān)鍵因素。在病理上,將腫瘤最外緣或直腸系膜內(nèi)淋巴結(jié)與CRM的距離≤1mm,作為CRM浸潤的判斷標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)Beets-Tan等[3]的研究標(biāo)準(zhǔn),在MRI圖像上測量腫瘤最外緣或直腸系膜內(nèi)淋巴結(jié)與CRM最短距離<5mm,相當(dāng)于病理上CRM<1mm,可信度可達(dá)97%。相關(guān)文獻(xiàn)報道MRI判斷CRM的符合率分別為96.2%、90%、95.2%,敏感度分別為80%、92.3%、100%,特異度分別為97.9%、82.2%、94.4%[6,7,12];本組研究的診斷符合率為85.71%(24/28),敏感度為90.90%(10/11),特異度為82.35%(14/17)。MRI與病理對環(huán)周切緣的評估具有較高的一致性(Kappa值=0.710),與相關(guān)文獻(xiàn)報道的MRI與病理對環(huán)周切緣的評估具有極好的一致性稍有差異[7,12],分析原因可能與MRI區(qū)分直腸系膜內(nèi)淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移效果不甚理想及本組病例較少有關(guān)。本組MRI診斷CRM的敏感度、特異度與文獻(xiàn)報道基本一致,符合率稍低。分析本組診斷錯誤病例的原因,一是直腸前壁腫瘤與前方直腸系膜筋膜緊鄰,在MRI上很難區(qū)分;二是MRI對直腸系膜筋膜內(nèi)良性淋巴結(jié)與轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的鑒別效果不甚理想。

5.MRI對腫瘤距肛緣距離的評估價值

對于下段直腸癌能否實(shí)施保肛手術(shù)主要取決于腫瘤下緣距肛緣的距離,傳統(tǒng)的直腸癌手術(shù)需要切除腫瘤遠(yuǎn)端5cm的腸管,而全直腸系膜切除手術(shù)要求切除2cm即可[13],這樣可以提高患者術(shù)后生活質(zhì)量。在矢狀面T2WI圖像上測量腫瘤下緣與肛緣之間的距離,結(jié)果與術(shù)后大體標(biāo)本測量無明顯差異(<5mm),說明MRI對判斷腫瘤下緣與肛緣的距離有良好的預(yù)測價值。

總之,MRI平掃結(jié)合DWI能夠準(zhǔn)確判斷腫瘤的部位、形態(tài)、大小,能較準(zhǔn)確判斷直腸癌的T分期、環(huán)周切緣的狀態(tài)及測量腫瘤下緣距肛緣的距離,對淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的判斷也有一定價值,對直腸癌治療方案的制定有重要價值。

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Clinical application of unenhanced MRI in combination with diffusion-weighted imaging in the diagnosis of rectal carcinoma

CHEN Zhi-yong,HUANG Wen-zhong,WANG Li,et al.Department of Radiology,the People's Hospital of Dongxihu Region in Wuhan City,Wuhan 430040,P.R.China

Objective:To study the clinical value of unenhanced MRI in combination with diffusion-weighted imaging(DWI)in the diagnosis of rectal carcinoma.Methods:28patients with rectal carcinoma underwent unenhanced MRI and DWI were retrospectively studied,to evaluate the tumor morphology,tumor staging(T-stage),lymph node metastases,circumferential resection margin(CRM)status,distance between lower edge of the tumor and the anal verge and correlated with pathology.The consistency of MRI and pathology on T-staging,N-staging and CRM involvement was evaluated by Kappa test.Results:Unenhanced MRI and DWI could accurately show the tumor location and morphology.The overall T-staging accuracy of 28cases was 78.57%(22/28).The accuracy of stage T1~T2,T3and T4was 85.71%,78.57%and 92.86%respectively.Statistical analysis showed that MRI and pathology for T-staging had a high degree of consistency(Kappa=0.656,P=0.000).The diagnosis accuracy of N-staging using MRI in combination with DWI was 71.43%(20/28).The sensitivity and specificity to determine lymph node metastasis was 66.67%(6/9)and 73.68%(14/19)respectively.Statistical analysis also showed that MRI and pathology for N-staging had intermediate consistency.The overall determination accuracy in CRM state was 85.71%(24/28).The sensitivity and specificity was 90.90%(10/11)and 82.35%(14/17)respectively.The positive and negative predictive values was 76.92%(10/13)and 93.33%(14/15)respectivly.MRI and pathology assessment in the involvement of circumferential resection margin had high degree of consistency(Kappa=0.710,P=0.000).Curved distances between the lower edge of the tumor and the anal verge could be clearly measured on sagittal MRI images in 18cases.Conclusion:Unenhanced MRI scan in combination with DWI was of important clinical significance in the diagnosis,T-staging,circumferential resection margin(CRM)status and distance measurement between lower edge of the tumor and the anal verge of rectal carcinoma.

Rectal neoplasms;Magnetic resonance imaging;Diffusion weighted imaging;Neoplasms staging;Pathology

R735.3;R445.2

A

1000-0313(2015)01-0058-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.01.016

2014-03-26

2014-05-03)

430040 武漢,武漢市東西湖區(qū)人民醫(yī)院放射科(陳志勇、黃文忠、王力),病理科(柯麗琴)

陳志勇(1975-),男,湖北武漢人,主治醫(yī)師,主要從事醫(yī)學(xué)影像診斷工作。

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