MR背景抑制DWI与CT对结直肠癌术前淋巴结分期的对比研究

周 俊 詹松华 龚志刚 朱 琼 王国年 谭文莉 姚明荣 李 晨

MR背景抑脂弥散加权成像（diffusion weighted imaging with background body signal suppression，DWIBS）是一种患者自由呼吸的弥散加权成像扫描技术，随着MR快速扫描序列的出现逐渐应用于肿瘤功能检测中[1-4]。结直肠癌的术前淋巴结分期（N分期）对于患者的术前新辅助治疗和预后都非常重要[5]。目前，有关结直肠癌术前CT和MR淋巴结分期（即N分期）的研究显示并不理想。笔者应用CT增强和DWIBS结合T1W增强序列进行乙状结肠直肠癌术前N分期并与病理进行对照，旨在进一步提高结直肠癌淋巴结分期的临床价值。

方 法

1.临床资料

前瞻性收集2010年3月至2012年9月间于上海中医药大学附属曙光医院手术并且资料完整的原发性结直肠癌手术患者59例。入组条件：所有患者均行CT和MR检查和结肠镜检查，图像显示清晰无明显伪影。所有患者均在检查后1周内行乙状结肠或直肠癌切除术，术前均未行放化疗。手术后病理标本专人负责大体病理检查和淋巴结分区的组织切片和病理学检查。男36例，女23例。平均年龄为65±11岁（中位数64岁，年龄范围33～86岁）。病变分布如下：乙状结肠12例，乙状结肠直肠交界处6例，直肠上段和中上段21例，直肠中段10例，直肠下段和中下段10例。

2.CT和MRI检查方法

2.1 CT检查方法：采用GE Lightspeed 64层MSCT扫描，管电压120 kV，管电流250 mA，层厚5 mm，间隔5 mm。增强CT采用高压注射器经肘正中静脉注入300mg /ml碘帕醇（上海博莱科信谊药业），剂量为100 ml，注射速度3.0 ml/s，对比剂浓度与患者体重关系为0.5～2 ml/kg。对所有患者均行平扫和增强扫描，动脉期扫描延迟时间为35～40s，静脉期扫描延迟时间为70～80s，将所有原始数据行0.625 mm层厚重建并传至PACS。扫描范围由膈肌水平至耻骨联合下方。

2.2 MRI检查方法：采用Philips Intera Achieva 1.5 T MRI扫描仪和16通道表面线圈。检查前患者无肠道准备。检查时患者取仰卧位，肠腔内未注入任何阴性或阳性对比剂，亦未注射任何减弱肠蠕动药物。扫描范围覆盖整个盆腔。轴位薄层T2W非脂肪饱和序列成像扫描参数：FOV 350 mm，矩阵264×208，TR 2400～3200 ms，TE 100 ms，层厚3 mm，层间隔0 mm，激励次数3次，翻转角90°，必要时垂直肿瘤所在肠管扫描。DWIBS序列成像扫描参数：FOV 420 mm，矩阵 128×80，TR 3000 ms，TE 42 ms，层厚4 mm，层间隔0 mm，激励次数5～7次，翻转角90°，b值分别为0和500 s/mm2。另行轴位薄层T1W、矢状位或冠状位薄层T2W非脂肪饱和序列成像。轴位薄层T1W脂肪饱和Thrive序列成像参数：FOV 350 mm，矩阵380×264 mm，TR最短，TE最短，层厚1 mm，层间隔0 mm，激励次数1次。另行轴位、矢状位或冠状位T1W非脂肪饱和序列或脂肪饱和序列成像。增强采用高压注射器经肘正中静脉注入钆喷酸葡胺（北京北陆药业），注射量为15 ml，对比剂浓度与患者体重关系为0.2 ml/kg，最大剂量为0.4 ml/kg，注射速度为1 ml/s。

3. 影像分析

2名影像医师在工作站上分析图像。结合文献[6]，CT和MR应用如下影像分析标准：CT增强淋巴结评估标准为当淋巴结有下述征象之二时判断为转移：淋巴结直径大于4 mm；不均匀强化；边缘不清晰或不规则或有毛刺；淋巴结中心低密度周围高密度；中心低密度CT值小于60Hu。MRI采用DWIBS图像、薄层T2W图像和T1W增强图像对淋巴结进行评估。当淋巴结有下述两项或以上征象时判断为转移：淋巴结直径大于4 mm；不均匀强化；边缘不清晰或不规则或有毛刺；DWI呈高信号。评估淋巴结转移与病理N分期标准相同。

4. 组织病理学评价

所有手术切除病例，每个淋巴结标本均用缓冲甲醛溶液完全浸透，固定48h后行常规病理切片检查。评价淋巴结是否转移采用的N分期标准如下：N0为无局部淋巴结转移；N1为1～3个局部淋巴结转移；N2为4个及以上局部淋巴结转移。59例患者共获取735个淋巴结，平均淋巴结为12.5±4.0个，范围7～28个），其中有141个淋巴结转移，有39例（66%）患者取到完整淋巴结标本12个及其以上。淋巴结的标本根据MRI上相应层面淋巴结的大小和淋巴结与结直肠壁、小血管、直肠系膜、肿瘤、盆壁和其他淋巴结间的相应的部位进行一一配对，并全部进行常规病理切片检查。

5. 统计学方法

图像分析数据采用SPSS 13.0软件进行统计学分析。淋巴结病理分期与肿瘤分化程度采用配对χ2检验进行比较。以术后组织病理学检查为金标准，对术前CT和MRI的N分期进行对照，分析两种影像学检查方法的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及总体符合率，并采用配对χ2检验进行比较计算其Kappa值。Kappa一致性强度值标准：0～0.2为弱，0.21～0.4为尚好，0.41～0.6为中度，0.61～0.8为高度，0.81～1为最强。以P＜0.05为有统计学意义。

结 果

1. 组织病理学检查

术后病理N分期为N0期31例，N1期10例，N2期18例。其中N1期和N2期均视为淋巴结阳性共28例，而N0期视为淋巴结阴性。结直肠癌的病理类型为浸润溃疡型管状腺癌49例，其中伴少部分黏液腺癌者1例，伴少部分印戒细胞癌者1例，伴少部分黏液腺癌及印戒细胞癌者1例；浸润溃疡型黏液腺癌2例，其中伴少部分印戒细胞癌者1例；浸润隆起型管状腺癌3例；隆起型管状腺癌2例，其中伴少部分黏液腺癌者1例；绒毛状管状腺瘤伴局部癌变3例。结直肠癌肿瘤的病理分化为低分化7例；中分化45例；高分化7例，肿瘤为低分化癌的本组病例均为N2分期，与中、高分化癌有显著统计学差异（P＜0.05）。

2. 术前CT和MRI评估与术后病理的N分期对照研究

与手术结果严格对照分析，发现本研究中所有病例中，病理结果显示为转移的淋巴结，DWIBSMRI均正确诊断了淋巴结转移，敏感性达到100%。但是，DWIBS-MRI诊断的淋巴结转移，只有27例手术证实为转移（图1），特异性为87.1%。与CT结果比较，DWIBS较CT能检出更多的淋巴结，检测淋巴结的敏感性、特异性和阳性预测值均高于CT增强检查，而阳性预测值和总体符合率方面要稍低于CT增强检查（表1）。CT评估与术后病理N分期相关性尚好，Kappa值为0.387（P＜0.05），而MRI评估则与术后病理N分期无明显相关性，Kappa值为0.102（P＞0.05，见表2）。在形态学方面MRI评估淋巴结边缘是否清晰、规则或毛刺略优于CT（图2）。CT和MRI评估的特异性分别为93%和96.8%，阳性预测值分别为75%和85.7%，总体符合率分别为59.3%和61%，但敏感性和阴性预测值都很低（表3）。淋巴结不均匀强化在本组病例中相对较少，CT增强评估N1分期有13例，其中病理证实为N0分期5例，N1分期5例，N2分期3例；N2分期有8例，其中病理证实为N0分期2例，N2分期6例。术前MR增强评估N1分期有8例，其中病理证实为N0分期2例，N1分期2例，N2分期4例；N2分期有3例，且病理证实均为N2分期。

表1 CT增强与DWIBS-MRI与病理的N分期对照（例，n=59）

表2 CT增强与DWIBS-MRI淋巴结分期对照χ2检验（例，n=59）

表3 CT增强与MRI形态学N分期与病理N分期对照 （例，n=59）

图1 女性 78岁 直肠中段浸润溃疡型管状腺癌，N1分期。 A. DWIBS轴位示直肠系膜右侧阳性淋巴结呈明显高信号（白箭）。B. 高分辨率T2WI轴位示肿大淋巴结内部信号不均匀，边缘不规则（白箭）。 C. 薄层T1WI抑脂轴位增强示淋巴结呈不均匀强化（白箭）。 D. CT轴位增强示淋巴结内部强化不均匀，淋巴结边缘不规则（白箭）。

图2 男性 42岁 乙状结肠直肠交界处浸润溃疡型管状腺癌伴部分黏液腺癌 N2分期。 A. DWIBS轴位示直肠系膜右侧淋巴结呈高信号（黑箭）。 B. 高分辨率T2WI轴位示肿大淋巴结内部信号均匀，边缘不规则（白箭）。 C. 薄层T1WI抑脂轴位增强示淋巴结呈均匀强化（白箭）。 D. CT轴位增强示淋巴结内部强化不均匀，边缘基本光整（白箭）。

讨 论

判断淋巴结是否肿瘤转移是目前国内外学者研究的热点，也是临床医生决定治疗方案首先要考虑的问题。结直肠周围和肠系膜血管周围肿大淋巴结能否发现，既决定N分期，也是手术方式选择的重要因素，而肠镜、钡剂造影、超声检查在这方面价值都不大。增强CT目前被广泛用于评估后腹膜腔、盆腔内外转移灶和肝转移，在腹腔脂肪较为丰富的患者，分期准确率较高，但CT检查对放射科医生的诊断水平要求较高，肿大淋巴结与血管的鉴别有时困难，单独应用并不可靠。

基于DWI的MR背景抑脂技术是目前唯一能观察活体淋巴结内自由水分子布朗运动的无创影像学成像方法[4]，可为术前评估结直肠癌淋巴结提供较常规MR更为直观的图像。尽管常规增强MRI具有很好的空间分辨率，但小淋巴结易与邻近的结直肠小血管均可强化，易混淆。DWI较常规MRI能提供更优的对比分辨率，且血管不会影响淋巴结的检出，因而为MRI研究结直肠癌的N分期提供了有利条件。

1. 淋巴结的大小

传统评估淋巴结转移主要依据淋巴结的大小，而胃肠道肿瘤被广为接受的淋巴结转移的大小标准为直径≥10 mm，但其鉴别结直肠癌良恶性淋巴结至今仍不理想。Yasui等[2]研究发现受试者特性曲线的最佳阈值为淋巴结直径≥8.5 mm，其敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为61.5%、75.5%、84.2%、48%和62%。在一项直肠癌的CT与MR对比研究中以淋巴结直径＞7 mm为阈值诊断局部淋巴结转移，CT的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为50%、51%、12%、89%和51%，而MR的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为71%、61%、46%、81%和64%[7]。而以淋巴结直径≥5 mm为阈值，MR诊断直肠癌淋巴结转移的敏感性、特异性和准确性分别可达81%、68%和58%[6]。我们的研究以淋巴结直径≥4 mm为阈值，CT的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及总体符合率分别为64.3%、74.2%、69.2%、69.7%和69.5%，DWIBS-MRI的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及总体符合率分别为100%、87.1%、50.9%、100%、54.2%。由此可见，常规MR在以淋巴结大小为依据来判别良恶性时，在提高特异性的前提下就会降低敏感性。与以往的研究比较，我们的研究也显示出MR在敏感性和特异性方面优于CT，但仅以淋巴结大小结合DWIBS检查淋巴结的高敏感性作为诊断依据，就会出现CT总体符合率相对较优。结直肠癌患者正常淋巴结、反应性淋巴结和转移淋巴结在大小上多有重叠，但最新病理研究显示以淋巴结短径5.4mm为阈值判别转移淋巴结准确性仍为72.8%[8]，因此CT和MR以淋巴结大小来判别转移淋巴结仍有其临床意义。

2. 淋巴结的形态与信号

以往有研究显示淋巴结在T2WI上的边缘形态和信号强度对于直肠癌的淋巴结转移很有帮助[6]。对于直径大于5mm的淋巴结，边缘不规则和信号强度不均匀的评估相对较为容易，而对更小的淋巴结MR评估就不容易了。Kim等[9]新近的研究发现术前3T MRI二维T2WI和三维T2WI的直肠癌N分期之间无明显统计学差异，以淋巴结边缘形态和信号强度特征进行半定量分期，其准确预测值在47.7%～64.2%之间。本组病例增强CT和增强MR以形态来判别淋巴结是否阳性的总体符合率为59.3%和61%，阳性预测值（＞75%）和特异性（＞93%）都非常高，但敏感性不佳，与文献报道相仿[1]。而以淋巴结强化不均匀作为N分期的一项指标发现，CT的检出率要高于MR，这可能与CT的空间分辨率高于MR有关。在本研究中也可见DWI上淋巴结的信号不均匀，但是大多数淋巴结都不明显，在淋巴结信号强度特征方面仍待进一步研究。

3. CT和MRI术前淋巴结分期的临床价值

本组病例显示CT评估与术后病理N分期相关性尚好，Kappa值为0.387（P＜0.05），而MRI评估则与术后病理N分期无明显相关性，Kappa值为0.102（P＞0.05）。CT的总体符合率要高于DWIBS，但DWIBS较CT能检出更多的淋巴结，因此检测淋巴结的敏感性（100%）、特异性（100%）和阳性预测值均高于CT增强。在形态学方面，常规MR各方面基本都优于CT，今后MR研究的重点就是怎样将DWIBS和形态学改变以及信号强度特征更好地结合起来，这也可能是一个研究的突破点。此外有趣的是，本组病例还发现低分化癌病例均为N2分期，可能与肿瘤本身具有高度侵袭性生物学特性有关。

DWI的异常主要是由于自由水分子平移运动的自由度被其他分子和细胞膜所阻碍。当自由水分子弥散越快，其信号衰减越多，DWI图像上信号越低；反之则DWI图像上信号越高。反应性淋巴结表现为淋巴结滤泡增生或淋巴窦增生，水分子弥散也相应受限而在DWI图像上呈高信号。因此，DWI检测淋巴结的能力大大增加，但其准确性下降，单纯以其作为分期的标准，只能在敏感性、特异性和阳性预测值上大大获益，我们的研究与新近研究[1]都显示无法准确预测淋巴结转移。但DWI的分辨率较常规序列和CT低，对于淋巴结的形态和细节信号的检出还存在一定的限制。虽然存在一定的缺陷，不过淋巴结DWI表观弥散系数的研究已经出现一定好的结果[4,10]，随着MRI软硬件的进一步发展，DWI评价淋巴结转移仍将会有广阔的临床应用前景。

总之，MRI和CT在评估结直肠癌淋巴结转移时已起到举足轻重的作用。在临床工作中，结直肠癌患者可先行DWIBS发现可疑淋巴结，因为其敏感性高达100%，然后根据淋巴结的大小、形态学改变和信号强度特点鉴别淋巴结是否有转移，亦可应用CT增强检查来评估淋巴结。DWIBS作为一种功能成像的新技术，能够为结直肠患者的淋巴结分期诊断及鉴别提供帮助，尤其对小淋巴结的性质有潜在的诊断价值。

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