多层螺旋CT和MRI对结肠癌术前评估的研究进展

刘丽丽 李咏梅

结肠癌是消化道常见恶性肿瘤，发病率居胃肠道肿瘤的第三位，随着饮食结构及生活环境的改变，其发病率逐年上升，并呈年轻化趋势[1]，结肠癌的发病原因尚未明确，手术治疗仍是最佳选择。准确的术前评估对于判断手术指征[2]、制订手术或新辅助治疗方案[3]、提高手术质量非常重要。多层螺旋CT（MSCT）和MRI能够无创而敏感地对结肠癌患者进行术前评估，本文对此作一综述。

1 概述

结肠壁分为黏膜层、黏膜下层、肌层及外膜（在盲肠、横结肠、乙状结肠为浆膜；在升结肠与降结肠的前壁为浆膜，后壁为纤维膜）。结肠癌好发于乙状结肠，大体形态分为增生型、浸润型及溃疡型；镜下组织学类型有管状腺癌、黏液腺癌、乳头状腺癌、印戒细胞癌、未分化癌、鳞状细胞癌、腺鳞癌及类癌，以高分化管状腺癌最多见。

结肠癌患者早期多无明显症状，临床表现与肿瘤的部位和大小有关。结肠癌治疗所面临的问题主要是局部复发及远处转移，术前准确评估可以从众多治疗方法中选择最佳方案，影像学诊断在明确结肠癌的诊断、确定治疗方法、选择手术方式及监测预后等方面均有重要作用。目前诊断结肠癌的检查方法主要有纤维结肠镜、结肠气钡双重对比造影、结肠癌相关基因产物及肿瘤标志物的检测、超声内镜、CT、MRI和正电子发射体层摄影（PET）等。

2 MSCT在结肠癌中的应用

MSCT扫描速度快，可以明显减少呼吸及肠道蠕动影，对判断恶性肿瘤的形态、大小、部位、侵及范围、淋巴结转移及远处转移有很多优势，已经成为结肠癌术前评估的重要检查方法[4]。MSCT诊断结直肠癌的准确度、敏感度和特异度分别为86%、87%和88%[5]，检查方法包括平扫、增强、CT结肠镜及灌注成像等。MSCT检查可以同时获得结肠癌大体病理类型、浆膜及邻近器官受侵等多种征象。在原发肿瘤分期方面，MSCT在评估局部和周围脏器侵犯方面有一定的优势，但不能区分是侵及黏膜下层还是肌层。MSCT对原发肿瘤分期的准确度为71%～88%，对淋巴结转移的判定仍主要依靠淋巴结大小[6]。目前MSCT分期标准[7]将直径＞8 mm视为转移性淋巴结，约60%的转移性淋巴结直径＜5 mm，故容易漏检较小的转移性淋巴结。虽然MSCT对判断较小的淋巴结是否转移及肠壁浸润深度有局限性，但是对临床影响最大的是远处转移分期。肝脏是结肠癌最常见的转移部位，但结肠癌并不仅局限于肝脏，还可以转移到邻近器官，如十二指肠、胰头、腹壁及腹膜等[8]。

MSCT作为检查肠道病变的一种无创性方法，不仅可以对肠道病变做出较准确的定位和定性诊断，多平面重组图像也可以从多平面、多角度整体观察病变的解剖关系，对术前评估有重要意义[9]。常用的图像后处理方法有CT仿真结肠镜（CT virtual colonoscopy, CTVC）、容积再现（VR）及多平面重组（MPR）技术。CTVC应用导航技术、VR技术模拟了常规结肠镜下肠腔内的解剖结构，可以观察到突向肠腔内的细小病变，从不同的角度显示病灶的大小，具有立体直观的效果。MPR不仅可以观察结肠肿物与正常结肠壁的分界、淋巴结转移情况[10]，还可以明确结肠肿块是否突出浆膜外，有助于进行原发肿瘤分期。CTVC诊断结直肠癌的敏感度为100%[11]。

随着CT后处理软件的不断发展及活体微血管成像技术的日益成熟，MSCT灌注成像（MSCTP）成为近年研究的热点之一。MSCTP是一种功能成像技术，指注射对比剂后对选定层面进行动态扫描，获得该层面内每一个像素的时间-密度曲线，得到组织血流动力学信息，从而评估器官组织的血液灌注[12]。灌注参数包括血流量（BF）、血液容量（BV）、毛细血管表面渗透性（PS）等。BF和BV值可以反映肿瘤新生血管的数量，肿瘤组织的BF、BV值明显高于正常肌肉组织。肿瘤新生血管基底膜多不完整，可以通过PS值进行比较。微血管密度是衡量肿瘤新生血管生成的标准，组织强化程度与微血管密度有很大关系，周边BF值较中心高[13]，可以间接反映微血管密度。然而肿瘤新生血管过程中会出现一部分无功能血管，而且MSCTP扫描需要精确地获取增强时感兴趣区的数据和伪影的控制，MSCTP在评价结肠癌血管生成方面还需进一步研究[14]。

3 MRI在结肠癌中的应用

3.1 常规MRI序列在结肠癌中的应用 结肠癌的分期主要取决于肿块对肠壁的侵犯程度、淋巴结转移及远处转移情况。由于MRI无电离辐射，并且近几年MRI设备的更新、多参数的优化及各种线圈的应用，使得MRI在结肠癌术前评估方面具有独特的优势。T2WI有利于显示肠壁各层解剖结构及肿瘤侵犯深度；T1WI有助于增加癌肿与邻近脂肪结构的对比度，对判断肿瘤是否向外侵犯价值较大。T1期，T2WI显示高信号的黏膜下层与相对低信号的癌肿之间界限模糊；T2期，增强T1WI表现为肿瘤明显强化，而固有肌层无明显强化；T3期，显示相对低信号的肿瘤突破肠壁，与周围脂肪界限不清；T4期，表现为相对低信号的肿瘤与周围脏器的脂肪间隙模糊[15]。

磁共振结肠成像（magnetic resonance colonography, MRC）作为一种无创检查，得到了临床认可[16]，它通过摄取对比剂增加肠道的信号对比。然而由于技术等的限制，MRC尚未得到广泛应用。磁共振仿真结肠镜（magnetic resonance virtual colonoscopy, MRVC）是一种能够模拟光学内镜，获得三维结肠解剖及病理解剖学图像的一种无创性检查放法。采用仿真内镜、表面阴影成像及容积再现等技术获得图像，结合常规MRI序列可以显示肠腔内外及向周围的侵犯情况，有助于确定肿瘤分期。MRVC诊断结肠癌的敏感度达97.4%，与电子光学结肠镜的敏感度（89.5%）比较无显著差异[17]。

3.2 动态增强MRI在结肠癌中的应用 肿瘤发展与血管再生密切相关[18]，而实时成像可以很好地展现这种关系。实时成像包括荧光蛋白成像、动态增强MRI（dynamic contrast enhanced MRI, DCE-MRI）等，DCE-MRI是通过注射对比剂评价组织和肿瘤血管的一种功能成像方法，在DCE-MRI中，T1WI通过信号强度的变化分析对比剂浓度的变化，对肿瘤的血流信息进行定量分析；T2WI利用对比剂通过毛细血管床时磁场不均匀导致周围组织信号强度减低，反映血容量和灌注情况[18]。DCE-MRI可以检测到肿瘤的血液容积高于正常组织，硒化合物治疗结肠癌后血管生成减少，但目前仅限于动物模型研究[19]。部分结肠癌患者术前需行放化疗，放疗后会发生水肿、炎症、纤维化和坏死等并发症，使得术前再分期准确性降低，DCE-MRI可以提高术前再分期的准确性[20]。3.3 扩散加权成像（DWI）在结肠癌中的应用 DWI是一种功能成像技术，DWI是在常规扫描中加入对称的扩散敏感脉冲，使在施加梯度场方向的水分子活跃，可以了解活体水分子的运动状况[21]，由此获得的图像对比度实际反映了组织中细胞膜、生物大分子及纤维对水分子随机运动的限制[22]。通常用表观扩散系数（ADC）来描述活体组织水分子的扩散。ADC值增大，代表水分子扩散增加，DWI图像上呈现低信号；ADC值减小，代表水分子扩散受限，DWI呈现高信号。b值即扩散敏感系数，反映了DWI对分子扩散运动的敏感性。b值越大，扩散权重就越大，对水分子的扩散运动越敏感，并引起较大的信号下降，但会使图像信噪比降低；b值越小，图像的扩散权重越小，DWI的敏感性就会降低。b值取500～1000 s/mm2时显示效果较佳[23]。

背景抑制体部磁共振扩散加权成像（diffusion weighted whole body imaging background body signal suppression,DWIBS）是一种较新的成像技术，能够在自由呼吸下迅速采集全身范围的薄层扫描，无需呼吸门控及注射对比剂，扫描得到的扩散图像经Functool软件后处理可以得到最大密度投影和类PET图像，采用STIR序列抑制脂肪、肌肉、肝脏及肾脏等背景信号，显示病变部位的扩散对比度，提高病变的检出率。DWIBS对结直肠癌原发灶检出的敏感度达100%，特异度为89%，诊断准确率为96%[24]。DWIBS还可以通过ADC定量分析和诊断肿瘤，肿瘤ADC值较正常肠壁小。结肠癌的骨转移检测方法有多种，SPECT一直被认为是筛选全身骨转移的“金标准”，但时间较长，而且当骨骼有陈旧性骨折或退行性改变时可产生假阳性结果，另外，MSCT全身骨扫描可增加辐射量。PET的功能性成像与CT的解剖定位联合提高了诊断及定位的准确性，但其检查费用昂贵。MRI对骨髓有良好的对比度和较高的软组织分辨率，因此可以早期发现转移灶[25]。由于淋巴结内肿瘤细胞核大浆少，细胞外间隙减小，影响水分子的扩散运动，所以DWIBS对转移性淋巴结较为敏感[26]。DWIBS显示的淋巴结短轴横径多≥0.5 cm，增大的淋巴结多位于肿瘤周围的脂肪间隙内。与病理证实的转移性淋巴结比较，准确度可达89.3%，DWIBS除可以在术前对结肠癌进行诊断外，还可以通过病灶容积测定评价治疗效果[27]。

MRI对结肠癌术前分期较敏感，对原发肿瘤分期的敏感度可达92.45%，DWI对淋巴结的分期与病理学结果比较具有中等相关性[28]，但是术前肠道准备相对严格，扫描时间较长，而且对呼吸及肠道蠕动等生理伪影较敏感，不能耐受者图像质量会降低[29]。因此，MRI很多成像技术并未广泛应用于临床检查。

总之，准确的影像分期、最佳的手术方式、精确的病理组织评定、系统的术前及术后辅助治疗是目前结肠癌治疗的重要影响因素[30]。随着CT和MRI新序列和定量功能MRI技术的发展，结肠癌的早期诊断水平得到了很大的提高。

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