MRI 三維可視化重建技術(shù)評估復(fù)雜性肛瘺的臨床應(yīng)用

鄭 霞 ，黃小波 ，程 靜 ，楊 旭 ，韓 丹

（1）昆明市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，云南 昆明 650011;2）昆明高尚醫(yī)學(xué)影像診斷中心，云南 昆明 650228;3）昆明市中醫(yī)醫(yī)院肛腸科，云南 昆明 650011;4）昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，云南 昆明 650032）

復(fù)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(nèi)外口及盲管組成，約占總肛瘺患者的12%～15%[1]，一旦發(fā)生無法自愈，需進行手術(shù)治療。復(fù)雜性肛瘺臨床治療能否成功，最主要取決于術(shù)前能否全面的評估瘺管情況及其與肛周肌肉的關(guān)系、準(zhǔn)確選擇術(shù)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(xué)檢查為復(fù)雜性肛瘺患者術(shù)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(yī)生的認(rèn)可，被認(rèn)為是診斷肛瘺的金標(biāo)準(zhǔn)[2]，肛瘺診治中國專家共識（2020 版）更是建議復(fù)雜性肛瘺術(shù)前應(yīng)常規(guī)行MRI 檢查[3]。但臨床工作中對復(fù)雜性肛瘺的術(shù)前診治更多的仍是以超聲（直腸腔內(nèi)超聲）為主，MRI 通常為聯(lián)合使用，臨床醫(yī)生主要是綜合影像報告進行術(shù)前評估，對臨床精準(zhǔn)手術(shù)指導(dǎo)仍不夠直觀和理想；本研究主要通過對比復(fù)雜性肛瘺術(shù)前常規(guī)MRI 及MRI 三維可視化技術(shù)在放射科與肛腸外科間的認(rèn)知差異、分析原因，以期提高MRI檢查在復(fù)雜性肛瘺臨床中的認(rèn)知、更好的為臨床提供全面的資料，減少復(fù)雜性肛瘺的復(fù)發(fā)率。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性收集昆明市中醫(yī)醫(yī)院PACS 影像系統(tǒng)中，2019 年1 月至2021 年7 月期間行肛腸MRI檢查診斷為復(fù)雜性肛瘺并經(jīng)手術(shù)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(guān)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(guī)2D-MRI 組：圖像包含常規(guī)T1WI、T2WI、T2WIFS 序列及動態(tài)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(guī)2D-MRI 動態(tài)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(jīng)驗豐富的放射科主治醫(yī)師分別對肛周肛提肌、肛門內(nèi)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(jié)構(gòu)標(biāo)以不同的顏色區(qū)分后進行融合、容積呈現(xiàn)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(nèi)括約肌及肛管（圖2），根據(jù)觀察需要可適當(dāng)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(jié)構(gòu)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(biāo)

影像診斷評估：由2 名高年資影像科主治醫(yī)師在不知手術(shù)結(jié)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(nèi)口、瘺管、膿腔數(shù)量并記錄，2 名醫(yī)師意見不統(tǒng)一時由上級醫(yī)師進行評判；結(jié)合手術(shù)結(jié)果、對比2 組間差異。

臨床評估：邀請3 名肛腸外科醫(yī)師根據(jù)李克特量表評分標(biāo)準(zhǔn)從臨床比較關(guān)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(nèi)口方位判斷，Q2 表示瘺管數(shù)量及走行情況判斷，Q3 表示瘺管與肛門括約肌關(guān)系判斷，Q4 表示指導(dǎo)手術(shù)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(yī)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(tǒng)計學(xué)處理

采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 26.0 進行分析。（1）以手術(shù)結(jié)果為參照指標(biāo)，對2 組內(nèi)口、瘺管及膿腔的檢出數(shù)量進行χ2檢驗；（2）3 名肛腸外科醫(yī)生評分一致性檢驗使用Kendall’s W 檢驗；2 組圖像臨床醫(yī)師評分結(jié)果使用夏皮羅-威爾克檢驗（Shapiro-Wilk test）其正態(tài)性；使用曼-惠特尼U檢驗（Mann-Whitney U test），數(shù)據(jù)以中位數(shù)和四分位數(shù)（M±Q）表示。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 影像診斷評估

46 例患者經(jīng)手術(shù)證實內(nèi)口數(shù)共79 個、瘺管96 條、膿腔36 個。2D-MRI 組與3DV-MRI 組對內(nèi)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(nèi)口），85.4%、87.5%（瘺管），91.7%、88.9%（膿腔）。2 組內(nèi)口、瘺管、膿腔檢出總數(shù)及各方位檢出數(shù)量的比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表1。

表1 內(nèi)口、瘺管、膿腔檢出數(shù)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(yī)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(jù)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(yī)生的評分一致性，結(jié)果顯示3 名醫(yī)生2D-MRI組評分Kendall’s W 系數(shù)為0.642，3DV-MRI 組評分Kendall’s W 系數(shù)為0.588，2 組評分結(jié)果具有一致性（P<0.05）。取3 名醫(yī)生的平均分為最終分，經(jīng)檢驗各組評分不符合正態(tài)分布，數(shù)據(jù)以中位數(shù)和四分位數(shù)（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(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），表示臨床醫(yī)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(dǎo)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(fù)雜性肛瘺的手術(shù)治療原則為處理干凈內(nèi)口、炎癥瘺管并保留和恢復(fù)肛門功能，手術(shù)方式包括掛線術(shù)、切開術(shù)、切除術(shù)、瘺管結(jié)扎術(shù)以及置管引流術(shù)等；高復(fù)發(fā)率是復(fù)雜性肛瘺的特點，瘺管情況越復(fù)雜其復(fù)發(fā)率越高，部分患者多次手術(shù)仍不能治愈，是目前肛瘺治療中的一大難題。復(fù)發(fā)的原因主要包括：術(shù)前評估不完整、術(shù)中內(nèi)口、瘺管遺漏或處理不徹底，瘺管走行以及與周圍組織結(jié)構(gòu)關(guān)系不了解，術(shù)后引流不暢，異物存留等；其中以術(shù)前對分支瘺管走行不了解及術(shù)中內(nèi)口、瘺管查找不完全遺漏病灶最為多見，因此術(shù)前準(zhǔn)確的了解內(nèi)口的位置、瘺管的走行及數(shù)量，盡可能全方位的掌握立體解剖信息是減少術(shù)后復(fù)發(fā)的關(guān)鍵因素[5?6]。

MRI 對復(fù)雜性肛瘺內(nèi)口、瘺管的顯示準(zhǔn)確率高，且可清晰顯示病灶與肛周肌肉（肛門內(nèi)外括約肌、肛提肌、恥骨直腸肌等）的解剖關(guān)系，其術(shù)前診斷價值普遍得到了臨床的認(rèn)可，被認(rèn)為是診斷復(fù)雜性肛瘺的金標(biāo)準(zhǔn)[2]。MRI 檢查每個序列都有其特定的價值及優(yōu)點。Ali Konan 等[7]研究發(fā)現(xiàn)MRI 對復(fù)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(xué)，才能有效防止復(fù)發(fā)及對括約肌功能的保護。動態(tài)增強序列內(nèi)口及瘺管的炎性肉芽組織強化明顯，對內(nèi)口及方位判斷、瘺管走行顯示清楚，以往報道表明MRI 動態(tài)增強序列聯(lián)合MRI 釓劑瘺管造影評估復(fù)雜性肛瘺，提高了內(nèi)口及瘺管的檢出率，特別是細(xì)小內(nèi)口及支管的檢出，對高位復(fù)雜性肛瘺術(shù)前評估具有重要指導(dǎo)意義[8?9]。

3DV-MRI 技術(shù)是MRI 的新技術(shù)，近年眾多學(xué)者探討將此技術(shù)用于多系統(tǒng)解剖模型建立、疾病的診斷研究，但多集中應(yīng)用于顱腦、腹部、腫瘤、盆腔等方面[10?11]，用于評估復(fù)雜性肛瘺的研究報道尚少。周敏等[12]將此技術(shù)用于1 例復(fù)雜肛瘺的輔助手術(shù)治療，醫(yī)生根據(jù)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(shù)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(dāng)及全面的處理，術(shù)后恢復(fù)良好，沒有出現(xiàn)愈合不佳或復(fù)發(fā)。目前多數(shù)學(xué)者應(yīng)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(jié)構(gòu)后三維重建，受主觀因素影響，對于2D 圖未能發(fā)現(xiàn)的細(xì)小瘺管進行三維重建時存在遺漏的可能；而本研究將技術(shù)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(jié)果顯示無論常規(guī)MRI 還是三維可視化MRI 對比術(shù)后記錄，對復(fù)雜性肛瘺具體情況（內(nèi)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(fā)常規(guī)MRI 及3DVMRI 均可以滿足復(fù)雜性肛瘺的診斷要求，2 組間結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明3DV-MRI 在復(fù)雜性肛瘺診斷方面并不明顯優(yōu)于常規(guī)2D-MRI。且本研究特別關(guān)注臨床對常規(guī)MRI 及3DV-MRI 的評估，在肛瘺臨床較關(guān)注的4 個方面（內(nèi)口及方位判斷、瘺管數(shù)量及走行、瘺管與肛門括約肌關(guān)系、指導(dǎo)手術(shù)方式的選擇）進行評估，結(jié)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(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；提示3DVMRI 圖像能為臨床醫(yī)生診治提供更多有價值的指導(dǎo)信息。分析原因可能是常規(guī)2D-MRI 圖像多、序列多、參數(shù)復(fù)雜，大部分臨床醫(yī)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(yī)生頭腦中形成一個病灶的整體形態(tài)，對病灶的直觀形態(tài)及準(zhǔn)確評估方面較欠缺[13]，同時存在個體認(rèn)知度的差異，基于這些原因在臨床實際工作中肛腸外科醫(yī)師更多的是根據(jù)多種診斷報告的描述和結(jié)論對病灶進行診斷和評估，難免會不全面或出現(xiàn)理解的偏差，損失一些MRI 的信息，沒有較好的發(fā)揮MRI 的指導(dǎo)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(nèi)口、瘺管的位置、形態(tài)和瘺管走行、與肛門括約肌的關(guān)系，便于臨床醫(yī)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(yī)生的識別度，對病灶的分析更加直觀、準(zhǔn)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(shù)指導(dǎo)卻有著非常明顯意義。因此，對于復(fù)雜性肛瘺臨床識別診斷困難時，臨床科室可與影像科協(xié)作實施3DV-MRI 重建技術(shù)，提高臨床對病灶的直觀分析及診斷準(zhǔn)確性，更好的指導(dǎo)手術(shù)方案的制定，有望減少術(shù)后復(fù)發(fā)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(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的多學(xué)科協(xié)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(jié)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(shù)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(yī)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(shè)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(yī)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(shù)時間、術(shù)后恢復(fù)時間、肛門失禁情況及術(shù)后追蹤復(fù)發(fā)情況等臨床客觀指標(biāo)來進一步補充3DV-MRI 圖像的臨床意義。

綜上所述常規(guī)2D-MRI 圖像及3DV-MRI 重建圖像對復(fù)雜性肛瘺的術(shù)前診斷均具有較高檢出率及準(zhǔn)確性；3DV-MRI 在復(fù)雜性肛瘺診斷方面并不明顯優(yōu)于常規(guī)2D-MRI；但3DV-MRI 圖像較常規(guī)2D-MRI 能夠為臨床醫(yī)生在復(fù)雜性肛瘺的診治中提供更多有價值的指導(dǎo)信息，增加臨床醫(yī)生對病變程度、范圍及鄰近結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，對指導(dǎo)手術(shù)方式選擇及術(shù)中準(zhǔn)確找到和清除病灶，減少術(shù)后復(fù)發(fā)及對肛門括約肌的損傷具有較好的臨床應(yīng)用價值。