周 俊 詹松華 龔志剛 朱 瓊 王國年 譚文莉 姚明榮 李 晨
MR背景抑脂彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging with background body signal suppression,DWIBS)是一種患者自由呼吸的彌散加權(quán)成像掃描技術(shù),隨著MR快速掃描序列的出現(xiàn)逐漸應(yīng)用于腫瘤功能檢測中[1-4]。結(jié)直腸癌的術(shù)前淋巴結(jié)分期(N分期)對于患者的術(shù)前新輔助治療和預(yù)后都非常重要[5]。目前,有關(guān)結(jié)直腸癌術(shù)前CT和MR淋巴結(jié)分期(即N分期)的研究顯示并不理想。筆者應(yīng)用CT增強(qiáng)和DWIBS結(jié)合T1W增強(qiáng)序列進(jìn)行乙狀結(jié)腸直腸癌術(shù)前N分期并與病理進(jìn)行對照,旨在進(jìn)一步提高結(jié)直腸癌淋巴結(jié)分期的臨床價值。
前瞻性收集2010年3月至2012年9月間于上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院手術(shù)并且資料完整的原發(fā)性結(jié)直腸癌手術(shù)患者59例。入組條件:所有患者均行CT和MR檢查和結(jié)腸鏡檢查,圖像顯示清晰無明顯偽影。所有患者均在檢查后1周內(nèi)行乙狀結(jié)腸或直腸癌切除術(shù),術(shù)前均未行放化療。手術(shù)后病理標(biāo)本專人負(fù)責(zé)大體病理檢查和淋巴結(jié)分區(qū)的組織切片和病理學(xué)檢查。男36例,女23例。平均年齡為65±11歲(中位數(shù)64歲,年齡范圍33~86歲)。病變分布如下:乙狀結(jié)腸12例,乙狀結(jié)腸直腸交界處6例,直腸上段和中上段21例,直腸中段10例,直腸下段和中下段10例。
2.1 CT檢查方法:采用GE Lightspeed 64層MSCT掃描,管電壓120 kV,管電流250 mA,層厚5 mm,間隔5 mm。增強(qiáng)CT采用高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注入300mg /ml碘帕醇(上海博萊科信誼藥業(yè)),劑量為100 ml,注射速度3.0 ml/s,對比劑濃度與患者體重關(guān)系為0.5~2 ml/kg。對所有患者均行平掃和增強(qiáng)掃描,動脈期掃描延遲時間為35~40s,靜脈期掃描延遲時間為70~80s,將所有原始數(shù)據(jù)行0.625 mm層厚重建并傳至PACS。掃描范圍由膈肌水平至恥骨聯(lián)合下方。
2.2 MRI檢查方法:采用Philips Intera Achieva 1.5 T MRI掃描儀和16通道表面線圈。檢查前患者無腸道準(zhǔn)備。檢查時患者取仰臥位,腸腔內(nèi)未注入任何陰性或陽性對比劑,亦未注射任何減弱腸蠕動藥物。掃描范圍覆蓋整個盆腔。軸位薄層T2W非脂肪飽和序列成像掃描參數(shù):FOV 350 mm,矩陣264×208,TR 2400~3200 ms,TE 100 ms,層厚3 mm,層間隔0 mm,激勵次數(shù)3次,翻轉(zhuǎn)角90°,必要時垂直腫瘤所在腸管掃描。DWIBS序列成像掃描參數(shù):FOV 420 mm,矩陣 128×80,TR 3000 ms,TE 42 ms,層厚4 mm,層間隔0 mm,激勵次數(shù)5~7次,翻轉(zhuǎn)角90°,b值分別為0和500 s/mm2。另行軸位薄層T1W、矢狀位或冠狀位薄層T2W非脂肪飽和序列成像。軸位薄層T1W脂肪飽和Thrive序列成像參數(shù):FOV 350 mm,矩陣380×264 mm,TR最短,TE最短,層厚1 mm,層間隔0 mm,激勵次數(shù)1次。另行軸位、矢狀位或冠狀位T1W非脂肪飽和序列或脂肪飽和序列成像。增強(qiáng)采用高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注入釓噴酸葡胺(北京北陸藥業(yè)),注射量為15 ml,對比劑濃度與患者體重關(guān)系為0.2 ml/kg,最大劑量為0.4 ml/kg,注射速度為1 ml/s。
2名影像醫(yī)師在工作站上分析圖像。結(jié)合文獻(xiàn)[6],CT和MR應(yīng)用如下影像分析標(biāo)準(zhǔn):CT增強(qiáng)淋巴結(jié)評估標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)淋巴結(jié)有下述征象之二時判斷為轉(zhuǎn)移:淋巴結(jié)直徑大于4 mm;不均勻強(qiáng)化;邊緣不清晰或不規(guī)則或有毛刺;淋巴結(jié)中心低密度周圍高密度;中心低密度CT值小于60Hu。MRI采用DWIBS圖像、薄層T2W圖像和T1W增強(qiáng)圖像對淋巴結(jié)進(jìn)行評估。當(dāng)淋巴結(jié)有下述兩項(xiàng)或以上征象時判斷為轉(zhuǎn)移:淋巴結(jié)直徑大于4 mm;不均勻強(qiáng)化;邊緣不清晰或不規(guī)則或有毛刺;DWI呈高信號。評估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與病理N分期標(biāo)準(zhǔn)相同。
所有手術(shù)切除病例,每個淋巴結(jié)標(biāo)本均用緩沖甲醛溶液完全浸透,固定48h后行常規(guī)病理切片檢查。評價淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移采用的N分期標(biāo)準(zhǔn)如下:N0為無局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;N1為1~3個局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;N2為4個及以上局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。59例患者共獲取735個淋巴結(jié),平均淋巴結(jié)為12.5±4.0個,范圍7~28個),其中有141個淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,有39例(66%)患者取到完整淋巴結(jié)標(biāo)本12個及其以上。淋巴結(jié)的標(biāo)本根據(jù)MRI上相應(yīng)層面淋巴結(jié)的大小和淋巴結(jié)與結(jié)直腸壁、小血管、直腸系膜、腫瘤、盆壁和其他淋巴結(jié)間的相應(yīng)的部位進(jìn)行一一配對,并全部進(jìn)行常規(guī)病理切片檢查。
圖像分析數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。淋巴結(jié)病理分期與腫瘤分化程度采用配對χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較。以術(shù)后組織病理學(xué)檢查為金標(biāo)準(zhǔn),對術(shù)前CT和MRI的N分期進(jìn)行對照,分析兩種影像學(xué)檢查方法的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及總體符合率,并采用配對χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較計算其Kappa值。Kappa一致性強(qiáng)度值標(biāo)準(zhǔn):0~0.2為弱,0.21~0.4為尚好,0.41~0.6為中度,0.61~0.8為高度,0.81~1為最強(qiáng)。以P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。
術(shù)后病理N分期為N0期31例,N1期10例,N2期18例。其中N1期和N2期均視為淋巴結(jié)陽性共28例,而N0期視為淋巴結(jié)陰性。結(jié)直腸癌的病理類型為浸潤潰瘍型管狀腺癌49例,其中伴少部分黏液腺癌者1例,伴少部分印戒細(xì)胞癌者1例,伴少部分黏液腺癌及印戒細(xì)胞癌者1例;浸潤潰瘍型黏液腺癌2例,其中伴少部分印戒細(xì)胞癌者1例;浸潤隆起型管狀腺癌3例;隆起型管狀腺癌2例,其中伴少部分黏液腺癌者1例;絨毛狀管狀腺瘤伴局部癌變3例。結(jié)直腸癌腫瘤的病理分化為低分化7例;中分化45例;高分化7例,腫瘤為低分化癌的本組病例均為N2分期,與中、高分化癌有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。
與手術(shù)結(jié)果嚴(yán)格對照分析,發(fā)現(xiàn)本研究中所有病例中,病理結(jié)果顯示為轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié),DWIBSMRI均正確診斷了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,敏感性達(dá)到100%。但是,DWIBS-MRI診斷的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,只有27例手術(shù)證實(shí)為轉(zhuǎn)移(圖1),特異性為87.1%。與CT結(jié)果比較,DWIBS較CT能檢出更多的淋巴結(jié),檢測淋巴結(jié)的敏感性、特異性和陽性預(yù)測值均高于CT增強(qiáng)檢查,而陽性預(yù)測值和總體符合率方面要稍低于CT增強(qiáng)檢查(表1)。CT評估與術(shù)后病理N分期相關(guān)性尚好,Kappa值為0.387(P<0.05),而MRI評估則與術(shù)后病理N分期無明顯相關(guān)性,Kappa值為0.102(P>0.05,見表2)。在形態(tài)學(xué)方面MRI評估淋巴結(jié)邊緣是否清晰、規(guī)則或毛刺略優(yōu)于CT(圖2)。CT和MRI評估的特異性分別為93%和96.8%,陽性預(yù)測值分別為75%和85.7%,總體符合率分別為59.3%和61%,但敏感性和陰性預(yù)測值都很低(表3)。淋巴結(jié)不均勻強(qiáng)化在本組病例中相對較少,CT增強(qiáng)評估N1分期有13例,其中病理證實(shí)為N0分期5例,N1分期5例,N2分期3例;N2分期有8例,其中病理證實(shí)為N0分期2例,N2分期6例。術(shù)前MR增強(qiáng)評估N1分期有8例,其中病理證實(shí)為N0分期2例,N1分期2例,N2分期4例;N2分期有3例,且病理證實(shí)均為N2分期。
表1 CT增強(qiáng)與DWIBS-MRI與病理的N分期對照(例,n=59)
表2 CT增強(qiáng)與DWIBS-MRI淋巴結(jié)分期對照χ2檢驗(yàn)(例,n=59)
表3 CT增強(qiáng)與MRI形態(tài)學(xué)N分期與病理N分期對照 (例,n=59)
圖1 女性 78歲 直腸中段浸潤潰瘍型管狀腺癌,N1分期。 A. DWIBS軸位示直腸系膜右側(cè)陽性淋巴結(jié)呈明顯高信號(白箭)。B. 高分辨率T2WI軸位示腫大淋巴結(jié)內(nèi)部信號不均勻,邊緣不規(guī)則(白箭)。 C. 薄層T1WI抑脂軸位增強(qiáng)示淋巴結(jié)呈不均勻強(qiáng)化(白箭)。 D. CT軸位增強(qiáng)示淋巴結(jié)內(nèi)部強(qiáng)化不均勻,淋巴結(jié)邊緣不規(guī)則(白箭)。
圖2 男性 42歲 乙狀結(jié)腸直腸交界處浸潤潰瘍型管狀腺癌伴部分黏液腺癌 N2分期。 A. DWIBS軸位示直腸系膜右側(cè)淋巴結(jié)呈高信號(黑箭)。 B. 高分辨率T2WI軸位示腫大淋巴結(jié)內(nèi)部信號均勻,邊緣不規(guī)則(白箭)。 C. 薄層T1WI抑脂軸位增強(qiáng)示淋巴結(jié)呈均勻強(qiáng)化(白箭)。 D. CT軸位增強(qiáng)示淋巴結(jié)內(nèi)部強(qiáng)化不均勻,邊緣基本光整(白箭)。
判斷淋巴結(jié)是否腫瘤轉(zhuǎn)移是目前國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn),也是臨床醫(yī)生決定治療方案首先要考慮的問題。結(jié)直腸周圍和腸系膜血管周圍腫大淋巴結(jié)能否發(fā)現(xiàn),既決定N分期,也是手術(shù)方式選擇的重要因素,而腸鏡、鋇劑造影、超聲檢查在這方面價值都不大。增強(qiáng)CT目前被廣泛用于評估后腹膜腔、盆腔內(nèi)外轉(zhuǎn)移灶和肝轉(zhuǎn)移,在腹腔脂肪較為豐富的患者,分期準(zhǔn)確率較高,但CT檢查對放射科醫(yī)生的診斷水平要求較高,腫大淋巴結(jié)與血管的鑒別有時困難,單獨(dú)應(yīng)用并不可靠。
基于DWI的MR背景抑脂技術(shù)是目前唯一能觀察活體淋巴結(jié)內(nèi)自由水分子布朗運(yùn)動的無創(chuàng)影像學(xué)成像方法[4],可為術(shù)前評估結(jié)直腸癌淋巴結(jié)提供較常規(guī)MR更為直觀的圖像。盡管常規(guī)增強(qiáng)MRI具有很好的空間分辨率,但小淋巴結(jié)易與鄰近的結(jié)直腸小血管均可強(qiáng)化,易混淆。DWI較常規(guī)MRI能提供更優(yōu)的對比分辨率,且血管不會影響淋巴結(jié)的檢出,因而為MRI研究結(jié)直腸癌的N分期提供了有利條件。
傳統(tǒng)評估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移主要依據(jù)淋巴結(jié)的大小,而胃腸道腫瘤被廣為接受的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的大小標(biāo)準(zhǔn)為直徑≥10 mm,但其鑒別結(jié)直腸癌良惡性淋巴結(jié)至今仍不理想。Yasui等[2]研究發(fā)現(xiàn)受試者特性曲線的最佳閾值為淋巴結(jié)直徑≥8.5 mm,其敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確性分別為61.5%、75.5%、84.2%、48%和62%。在一項(xiàng)直腸癌的CT與MR對比研究中以淋巴結(jié)直徑>7 mm為閾值診斷局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,CT的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確性分別為50%、51%、12%、89%和51%,而MR的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確性分別為71%、61%、46%、81%和64%[7]。而以淋巴結(jié)直徑≥5 mm為閾值,MR診斷直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別可達(dá)81%、68%和58%[6]。我們的研究以淋巴結(jié)直徑≥4 mm為閾值,CT的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及總體符合率分別為64.3%、74.2%、69.2%、69.7%和69.5%,DWIBS-MRI的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及總體符合率分別為100%、87.1%、50.9%、100%、54.2%。由此可見,常規(guī)MR在以淋巴結(jié)大小為依據(jù)來判別良惡性時,在提高特異性的前提下就會降低敏感性。與以往的研究比較,我們的研究也顯示出MR在敏感性和特異性方面優(yōu)于CT,但僅以淋巴結(jié)大小結(jié)合DWIBS檢查淋巴結(jié)的高敏感性作為診斷依據(jù),就會出現(xiàn)CT總體符合率相對較優(yōu)。結(jié)直腸癌患者正常淋巴結(jié)、反應(yīng)性淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)在大小上多有重疊,但最新病理研究顯示以淋巴結(jié)短徑5.4mm為閾值判別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)準(zhǔn)確性仍為72.8%[8],因此CT和MR以淋巴結(jié)大小來判別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)仍有其臨床意義。
以往有研究顯示淋巴結(jié)在T2WI上的邊緣形態(tài)和信號強(qiáng)度對于直腸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移很有幫助[6]。對于直徑大于5mm的淋巴結(jié),邊緣不規(guī)則和信號強(qiáng)度不均勻的評估相對較為容易,而對更小的淋巴結(jié)MR評估就不容易了。Kim等[9]新近的研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前3T MRI二維T2WI和三維T2WI的直腸癌N分期之間無明顯統(tǒng)計學(xué)差異,以淋巴結(jié)邊緣形態(tài)和信號強(qiáng)度特征進(jìn)行半定量分期,其準(zhǔn)確預(yù)測值在47.7%~64.2%之間。本組病例增強(qiáng)CT和增強(qiáng)MR以形態(tài)來判別淋巴結(jié)是否陽性的總體符合率為59.3%和61%,陽性預(yù)測值(>75%)和特異性(>93%)都非常高,但敏感性不佳,與文獻(xiàn)報道相仿[1]。而以淋巴結(jié)強(qiáng)化不均勻作為N分期的一項(xiàng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn),CT的檢出率要高于MR,這可能與CT的空間分辨率高于MR有關(guān)。在本研究中也可見DWI上淋巴結(jié)的信號不均勻,但是大多數(shù)淋巴結(jié)都不明顯,在淋巴結(jié)信號強(qiáng)度特征方面仍待進(jìn)一步研究。
本組病例顯示CT評估與術(shù)后病理N分期相關(guān)性尚好,Kappa值為0.387(P<0.05),而MRI評估則與術(shù)后病理N分期無明顯相關(guān)性,Kappa值為0.102(P>0.05)。CT的總體符合率要高于DWIBS,但DWIBS較CT能檢出更多的淋巴結(jié),因此檢測淋巴結(jié)的敏感性(100%)、特異性(100%)和陽性預(yù)測值均高于CT增強(qiáng)。在形態(tài)學(xué)方面,常規(guī)MR各方面基本都優(yōu)于CT,今后MR研究的重點(diǎn)就是怎樣將DWIBS和形態(tài)學(xué)改變以及信號強(qiáng)度特征更好地結(jié)合起來,這也可能是一個研究的突破點(diǎn)。此外有趣的是,本組病例還發(fā)現(xiàn)低分化癌病例均為N2分期,可能與腫瘤本身具有高度侵襲性生物學(xué)特性有關(guān)。
DWI的異常主要是由于自由水分子平移運(yùn)動的自由度被其他分子和細(xì)胞膜所阻礙。當(dāng)自由水分子彌散越快,其信號衰減越多,DWI圖像上信號越低;反之則DWI圖像上信號越高。反應(yīng)性淋巴結(jié)表現(xiàn)為淋巴結(jié)濾泡增生或淋巴竇增生,水分子彌散也相應(yīng)受限而在DWI圖像上呈高信號。因此,DWI檢測淋巴結(jié)的能力大大增加,但其準(zhǔn)確性下降,單純以其作為分期的標(biāo)準(zhǔn),只能在敏感性、特異性和陽性預(yù)測值上大大獲益,我們的研究與新近研究[1]都顯示無法準(zhǔn)確預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。但DWI的分辨率較常規(guī)序列和CT低,對于淋巴結(jié)的形態(tài)和細(xì)節(jié)信號的檢出還存在一定的限制。雖然存在一定的缺陷,不過淋巴結(jié)DWI表觀彌散系數(shù)的研究已經(jīng)出現(xiàn)一定好的結(jié)果[4,10],隨著MRI軟硬件的進(jìn)一步發(fā)展,DWI評價淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移仍將會有廣闊的臨床應(yīng)用前景。
總之,MRI和CT在評估結(jié)直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時已起到舉足輕重的作用。在臨床工作中,結(jié)直腸癌患者可先行DWIBS發(fā)現(xiàn)可疑淋巴結(jié),因?yàn)槠涿舾行愿哌_(dá)100%,然后根據(jù)淋巴結(jié)的大小、形態(tài)學(xué)改變和信號強(qiáng)度特點(diǎn)鑒別淋巴結(jié)是否有轉(zhuǎn)移,亦可應(yīng)用CT增強(qiáng)檢查來評估淋巴結(jié)。DWIBS作為一種功能成像的新技術(shù),能夠?yàn)榻Y(jié)直腸患者的淋巴結(jié)分期診斷及鑒別提供幫助,尤其對小淋巴結(jié)的性質(zhì)有潛在的診斷價值。
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