直腸腔內三維超聲和MRI 對中下段直腸癌壁外血管侵犯程度的評估效果

陳 東, 陳海濤, 李支堯, 冉鳳明, 張 曦, 釧志睿, 唐詩聰, 羅曉茂

（1. 云南省腫瘤醫院 昆明醫科大學第三附屬醫院超聲醫學科，云南 昆明 650118；2.云南省腫瘤醫院昆明醫科大學第三附屬醫院病理科，云南 昆明 650118；3. 云南省腫瘤醫院 昆明醫科大學第三附屬醫院檢驗科，云南 昆明 650118；4. 云南省腫瘤醫院 昆明醫科大學第三附屬醫院乳腺外一科，云南 昆明 650118）

結直腸癌是最常見的消化系統腫瘤，其發病率和死亡率逐年升高［1］。目前，局部晚期的直腸癌患者先行新輔助放化療后再行手術治療，可將直腸癌局部復發率降低至5%［2］，但仍有15%直腸癌患者發生遠處轉移。發生遠處轉移的直腸癌患者預后相對較差，可能與直腸癌壁外血管侵犯（extramural vascular invasion，EMVI） 程 度 有 關［3］。研 究［4-6］顯示：EMVI 是直腸癌淋巴結轉移、局部復發、遠處轉移和低生存率的主要危險因素。因此，術前應用影像學檢查方法評估直腸癌壁外血管是否侵犯具有重要的臨床價值。目前，只有核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）可用于評估直腸癌術前EMVI，術前MRI 診斷為EMVI 陽性是直腸癌患者預后不良的主要危險因素［7-8］。直腸腔內三維超聲（three-dimensional endorectal ultrasound，3D-ERUS） 主 要 用 于 評 估 直 腸 癌 的TN 分 期［9］，對評估直腸癌術前EMVI 的研究報道較少。3D-ERUS 可多方位多角度觀察直腸癌病灶周圍系膜內的血管走行，彩色多普勒超聲還可顯示腫瘤周圍異常走行的血管內血流充盈情況。本研究旨在探討3D-ERUS 和MRI 對中下段直腸癌患者術前EMVI 的診斷價值，為直腸癌患者的臨床診療提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2019 年1－6 月昆明醫科大學第三附屬醫院結直腸外科收治的94 例中下段直腸癌患者，其中男性55 例、女性39 例，年齡35～80 歲，平均年齡（60.38±10.81）歲。入選標準：①經病理確診為直腸癌的患者；②術前未接受任何治療；③術前10 d 內均行3D-ERUS 和MRI 檢查；④術后病理標本是4 點或多點取材；⑤所有患者臨床資料完整。排除標準：①肛門狹窄患者；②拒絕手術治療的患者。

1.2 儀器和方法

1.2.1 3D-ERUS 檢查 采用丹麥BK Pro focus2202彩色多普勒超聲診斷儀，腔內3D 探頭（探頭頻率分別為6、9 和12 MHz）。3D-ERUS 檢查由同一名經驗豐富的超聲科醫師完成。檢查方法：檢查前2 h 清潔灌腸，待患者腸道清潔后先行左側臥位肛門指檢，觀察病灶的方位、質地及有無腸道狹窄等，再用專用灌注器注入50～100 mL 醫用超聲殺菌耦合劑，3D 直腸探頭套2 個保護套。緩慢進入肛門后找到病灶，動態觀察并記錄病變位置、大小、浸潤深度、周圍淋巴結個數和大小。三維立體成像后在多切面上觀察病灶周邊部有無異常走行或擴張的血管，并采用彩色多普勒超聲觀察其內血流充盈情況。

1.2.2 MRI 檢查 采用飛利浦Ingenia 3.0T 超導型磁共振成像儀及腹部相控陣線圈。掃描前無需特別腸道準備。平掃順序依次為軸位TSE T1WI 序列掃描（FOV 360 mm×320 mm，矩陣320×288，層厚5 mm，間距0.5 mm），矢狀位、冠狀位及軸位的TSE T2WI序列掃描（FOV 250 mm×250 mm，矩 陣320×288），軸 位DWI 序 列 掃 描（FOV 280 mm×280 mm，矩陣140×140），層厚和間距均分別為3.0 mm和0.3 mm。增強后再行軸位、矢狀位和冠狀位mDIXON FFE 序列掃描（FOV 380 mm×320 mm，矩陣288×224，層厚2.5 mm，間距0 mm）。

1.3 診斷標準

3D-ERUS 圖像和盆腔MRI 圖像均分別由2 名高年資醫師采用雙盲法閱片，出現不一致意見時共同協商統一診斷意見。3D-ERUS 和MRI 檢查判斷直腸癌EMVI 的標準：均按照SMITH 等［10］提出的EMVI 影像學評分系統評估。0 分：腸壁內有非結節狀腫瘤侵至肌層；1 分：腫瘤呈結節狀或條狀侵出腸壁；2 分：腫瘤周邊區域有血管走行，但是血管輪廓和管徑大小無異常和其內無異常實性的信號；3 分：病灶周圍系膜內走行的血管內有異常的回聲或信號，且血管輪廓和直徑稍有擴大；4 分：病灶周邊系膜內異常血管內見異常回聲或信號，血管輪廓呈不規則或呈結節樣擴張。評分為3 分和4 分的病例需聯合彩色多普勒超聲觀察血管內的血流充盈情況。0～2 分判定為EMVI 陰性，3 和4 分判定為EMVI 陽性。病理診斷標準：直腸癌周圍系膜內的脈管內可見癌栓。

1.4 統計學分析

采用R3.6.2 統計軟件進行統計學分析。患者臨床基線特征為分類變量，組間比較采用χ2檢驗。3D-ERUS 和MRI 檢查對EMVI 的診斷效果采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線進行評價，計算3D-ERUS 和MRI 檢查診斷中下段直腸癌患者術前EMVI 的準確率，并計算ROC 曲線下面積（area under curve，AUC） 及對應曲線下的靈敏度（sensitivity，Se）、特異度（specificity，Sp）、陽性預測值（positive predictive value，PPV） 和 陰 性 預 測 值（negative predictive value，NPV）。采用Kappa 系數評價3D-ERUS 和MRI 檢查對EMVI 的診斷結果與病理結果的一致性，Kappa 系數使用irr 軟件包計算，二者診斷EMVI 的準確率比較采用χ2檢驗，AUC 比較采用Delong 檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 患者臨床資料和病理診斷結果

94 例患者最終病理診斷結果均為直腸癌。其中16 例直腸癌患者周圍系膜內可見脈管內癌栓，78 例未見脈管癌栓，脈管內癌栓的發生率為17.02%。不同年齡、T 分期、N 分期、分化程度和癌胚抗原（CEA） 水平直腸癌患者EMVI 陽性率比較差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI的診斷結果與病理結果比較

與術后病理結果比較，78 例EMVI 陰性的直腸癌患者中3D-ERUS 正確診斷72 例，誤診6 例；16 例EMVI 陽性的直腸癌患者中3D-ERUS 正確診斷13 例，誤診3 例；75 例評 分為0～2 分（EMVI陰 性），19 例 評 分 為3 或4 分（EMVI 陽 性）；3D-ERUS 檢查診斷直腸癌患者EMVI 的準確率為90.43%（Kappa=0.685，P＜0.01）。與術后病理結果比較，78 例EMVI 陰性的直腸癌患者中MRI正確診斷70 例，誤診8 例；16 例EMVI 陽性的直腸癌患者中MRI 檢查正確診斷12 例，誤診4 例；74 例評分為0～2 分（EMVI 陰性），20 例評分為3 或4 分（EMVI 陽性）；MRI 檢查診斷直腸癌患者EMVI 的 準 確 率 為87.23% （Kappa=0.589，P＜0.01）。3D-ERUS 和MRI 檢查診斷直腸癌患者EMVI 的準確率比較差異無統計學意義（χ2=0.214，P=0.643）。見表2 和圖1。

表1 不同臨床病理特征直腸癌患者EMVI 陽性率Tab.1 Positive rates of EMVI of rectal cancer patients with different clinicopathological features [n（η/%）］

表2 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的診斷結果與病理結果Tab. 2 Results of 3D-ERUS and MRI in diagnosis of EMVI of patients with rectal cancer and pathological results

2.3 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI的診斷效能

3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的診斷效能見表3。3D-ERUS 和MRI 檢查診斷直腸癌 患 者EMVI 的AUC 分 別 為0.868 （95%CI：0.765～0.971） 和 0.824 （95%CI： 0.709～0.938），兩者之間比較差異無統計學意義（Z=1.355，P=0.175）。見圖2。

3 討 論

1980 年TALBOT 等［11］首 次 明 確 了 壁 外 血 管與壁內血管的區別，并提出了EMVI 是指在固有肌層以外的脈管系統內存在腫瘤細胞，腫瘤侵犯壁外血管的患者5 年生存率僅為33%。研究［12］表明：直腸癌EMVI 陰性的患者行新輔助化療后5 年的無復發率和總生存率較陽性患者高。目前，MRI 檢查是術前評估EMVI 的主要影像學方法。研究［13］顯示：采用高分辨MRI 檢查于術前評估18 例直腸癌患者的EMVI，在術前正確診斷了15 例直腸癌患者的EMVI。SMITH 等［10］進一步提出基于采用高分辨MRI 的5 級評分評估術前的EMVI 情況，MRI術前檢出EMVI 的Se 和Sp 分別為62%和88%，評分為0～2 分的患者預后優于評分為3 或4 分的患者。CHAND 等［14］研 究 發 現：MRI 檢 出EMVI 的患者明顯多于組織病理學，治療后MRI 檢查EMVI仍為陽性的患者無病生存率明顯低于治療后EMVI呈陰性的患者。本研究中MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的評估基于SMITH 等提出的5 級評分系統，其對EMVI 的Se 和Sp 分別為75.00%和89.74%。

圖1 EMVI 陽性直腸癌患者的3D-ERUS 和MRI 圖像Fig.1 3D-ERUS and MRI images of patients with positive rectal cancer

表3 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 的診斷效能Tab. 3 Efficiencies of 3D-ERUS and MRI in diagnosis of EMVI in patients with rectal cancer

圖2 3D-ERUS 和MRI 檢查對直腸癌患者EMVI 診斷效能的ROC 曲線Fig.2 ROC curves of efficiencies of 3D-ERUS and MRI in diagnosis of EMVI in patients with rectal cancer

目前，3D-ERUS 檢查多用于評估直腸癌患者的TN 分期［15-17］，且對早期直腸癌的T 分期準確性較高［18］，作為MRI 檢查的補充用于評估中下段直腸癌的環周切緣［19-20］。本研究首次應用3D-ERUS評估中下段直腸癌患者術前的EMVI，多方位多角度觀察腫瘤周圍系膜內的血管走行情況，聯合應用彩色多普勒超聲觀察腫瘤系膜內小血管的血流充盈情況。參照SMITH 等［10］提出的5 級評分系統進行評分，直腸3D-ERUS 評估EMVI 的準確率、Se、Sp 及AUC 分 別 為90.43% （Kappa=0.685，P＜0.01）、 81.25%、 91.23% 和 0.868 （95%CI：0.765～0.971），3D-ERUS 和MRI 檢查診斷直腸癌患者術前EMVI 的準確率和AUC 比較均差異無統計學意義。

本研究中3D-ERUS 和MRI 檢查評估中下段直腸癌患者術前EMVI 的NPV 較高，而PPV 均較低，可能是因為本研究中入組的EMVI 陽性的患者例數偏少。本研究中有1 例EMVI 陽性患者發生在小于3 mm 的小血管內，MRI 檢查未檢出，主要是MRI 檢 查 無 法 評 估 小 于3 mm 的EMVI 程 度［21-22］，而直腸3D-ERUS 檢出該例小于3 mm 的小血管內EMVI 陽性患者；直腸3D-ERUS 術前未檢出的3 例EMVI 陽性患者的主要是受限于腸道的清潔度。本研究中3D-ERUS 和MRI 檢查診斷為EMVI陽性的直腸癌患者分別為6 例和8 例，其病理診斷為EMVI 陰性。由于直腸3D-ERUS 和MRI 檢測的EMVI 需與病理的金標準“血管侵犯”作對比，病理學固有肌層以外的脈管系統內存在腫瘤細胞需加做CD34 免疫組織化學以確認是否存在血管侵犯，同時病理取材時需至少取4 個方位才能夠達到評估EMVI 的要求。3D-ERUS 和MRI 檢查誤診病理EMVI 陰性為EMVI 陽性的可能原因是誤判了腫瘤周邊走行的正常血管為EMVI 陽性，同時病理標本是4 點取材評價EMVI 而不是大標本觀察。

本研究的局限性：回顧性研究，入組的EMVI陽性病例數偏少；本研究中病理標本是4 點取材評價EMVI，而不是大切片評估，同時未加做CD34免疫組織化學染色進一步評估；本研究未觀察患者整體生存率和局部復發率。后續將進一步分析3D-ERUS 檢測的EMVI 與直腸癌患者遠處轉移、局部復發和總體生存率的相關性。

綜上所述，3D-ERUS 和MRI 檢查在評估中下段直腸癌患者術前EMVI 情況中具有較高的臨床應用價值，3D-ERUS 檢查可作為MRI 檢查的補充用于評估術前中下段直腸癌患者的EMVI。