3.0T磁共振多序列成像评估食管鳞状细胞癌侵犯胸主动脉

张　晶，高　雅，万　上，黄渝程，唐玉莲，胡光虹，陈天武

（川北医学院附属医院放射科，医学影像四川省重点实验室，四川 南充　637000）

3.0T磁共振多序列成像评估食管鳞状细胞癌侵犯胸主动脉

张晶，高雅，万上，黄渝程，唐玉莲，胡光虹，陈天武

（川北医学院附属医院放射科，医学影像四川省重点实验室，四川 南充637000）

目的：探讨术前3.0T磁共振多序列成像评估食管鳞状细胞癌侵犯胸主动脉的价值。方法：收集我院经食管X线钡剂检查、食管镜检证实为食管鳞状细胞癌患者49例，均在术前3天内行3.0T磁共振多序列成像扫描。根据MRI资料，参照接触角法、三角法标准判断食管肿瘤侵犯胸主动脉的情况，将影像分析结果与术中所见及术后病理学结果进行对照研究。结果：术前3.0T磁共振多序列成像判断食管鳞状细胞癌侵犯胸主动脉，以Hiari等和Furukawa等报道的接触角法为参考标准，其灵敏度、特异度、准确度分别为84.78%、66.67%、83.67%；以Takashima等提出的三角法为参照标准，其敏感度、特异度和准确度分别为95.65%、100%、95.92%。结论：3.0T磁共振多序列成像能清晰显示食管癌与胸主动脉的关系，对判断食管癌是否侵犯胸主动脉及其手术可切除性具有重要临床价值。

食管肿瘤；肿瘤，鳞状细胞；主动脉，胸；磁共振成像

食管癌是我国常见病、多发病，其主要治疗手段仍然是外科手术治疗。术前用影像学方法评估食管癌的可切除性，为患者治疗方案的确定，特别是手术方案的制定，具有重要意义。由于食管与胸主动脉毗邻，当食管肿瘤侵犯胸主动脉时，加大了外科手术切除难度，同时也增加了手术风险。术前用影像学方法评估食管癌是否侵犯胸主动脉，以及判断其侵犯程度是评估食管癌可切除性的重要内容之一。MRI因其无电离辐射、多参数成像、多方位成像、组织特异性成像的优点，在临床上得到越来越广泛的应用。本研究采用磁共振多序列成像，判断食管鳞状细胞癌是否侵犯胸主动脉及其侵犯程度，与手术结果进行对比研究，评估磁共振多序列成像在术前对食管鳞状细胞癌可切除性的诊断价值，旨在为外科手术方案的制定提供客观的影像学依据。

1　资料与方法

1.1一般资料

收集我院2014年7月—2015年1月经上消化道造影、食管镜检、病理学诊断证实为食管鳞状细胞癌的患者49例，其中男30例，女19例，年龄49～78岁，平均68岁。所有患者均行3.0T磁共振多序列检查，之后在3天内行外科手术治疗，并行病理学检查。所有患者临床表现为吞咽梗阻或进行性吞咽困难，病程半个月至数月不等。

1.2MRI扫描方法

扫描使用美国GE公司生产3.0T磁共振扫描仪，扫描时外加心电门控和呼吸门控，行磁共振T1WI、同相位T1WI、压脂T2WI及T1WI增强扫描。其中，增强扫描使用的对比剂为钆喷酸葡胺注射液（Bayer Pharma AG公司，规格469.01 mg/mL），用量按0.2 mL/kg体质量计算，采用MALLINCKRODT高压注射器注入对比剂，注射速率2.5 mL/s，注射对比剂后立即进行动态增强扫描。

MRI扫描范围包括颈根部至食管胃交界区层面。扫描参数：轴位T1WI：TR/TE=3.8 ms/1.7 ms，层厚5mm；轴位同相位（Inphase）T1WI：TR/TE=4 ms/2.4 ms，层厚4 mm；轴位压脂T2WI：TR/TE=3 529 ms/85 ms，层厚4.4 ms；轴位T1WI增强扫描：TR/TE=4.4 ms/ 2.0 ms；扫描方位：以轴位为主，辅以矢状位扫描。

1.3影像学测量

分析磁共振T1WI、Inphase T1WI、压脂T2WI、T1WI增强扫描的影像资料。首先结合食管X线钡剂检查，在MRI矢状位扫描图像上确定食管病变的解剖部位，再在与矢状位所示病变部位相对应的轴位影像资料上判断食管肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙是否存在，脊柱、肿瘤及胸主动脉形成的三角脂肪间隙是否存在，分别在T1WI、Inphase T1WI、压脂T2WI、T1WI增强扫描序列上测量食管肿瘤与胸主动脉壁接触面所对应的夹角α，其测量方式（图1～4）。以Hiari等［1］和Furukawa等［2］报道的接触角法，结合Takashima等［3］提出的三角法为参考标准：食管肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙存在，或是两者之间的脂肪间隙消失，但α≤45°，表明食管肿瘤未侵犯胸主动脉；肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙消失，且α＞90°，或脊柱、肿瘤及胸主动脉形成的三角脂肪间隙消失，表明食管肿瘤侵犯胸主动脉；若肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙消失，且45＜α≤90°时，不能肯定食管肿瘤是否侵及胸主动脉。49例食管癌鳞状细胞癌的MRI征象均与术中所见结果相对照，由2名高年资的MRI诊断医师帮助分析，如意见有分歧，则通过讨论达成一致。

1.4统计方法

采用SPSS 13.0统计软件进行统计分析，在磁共振Inphase T1WI、压脂T2WI、T1WI增强扫描序列判断食管肿瘤是否侵犯胸主动脉，采用诊断性试验统计分析方法，分别计算其灵敏度、特异度、准确度，其计算公式分别为：灵敏度=真阳性人数/（真阳性人数+假阴性人数）×100%；特异度=真阴性人数/（真阴性人数+假阳性人数）×100%；准确度=（真阳性人数+真阴性人数）/总人数×100%。

图1～4　分别为T1WI，压脂T2WI，Inphase T1WI和T1WI增强扫描序列。均为食管肿瘤与胸主动脉间的接触角测量方法示意图 （T为胸主动脉与肿瘤的最大接触面，AO表示胸主动脉所处的圆心，S为胸主动脉壁外脂肪，夹角α为接触角）。Figure 1～4.　T1WI，fat suppressed T2WI，Inphase T1WI and T1WI contrast-enhanced imaging，respectively.All figures show how to measure the contact angle between esophageal tumor and thoracic aorta（T，AO，S and angle α represent the maximum contact surface of the thoracic aorta and esophageal cancer，the center of the thoracic aorta，the fat outside the thoracic aortic wall and the contact angle，respectively）.

2　结果

2.1肿瘤的病变部位

在MRI矢状位扫描图像上确定食管病变的解剖部位，均与食管X线钡剂检查对病变的定位相一致，其中肿瘤位于食管胸上中段者7例，位于胸中段者34例，位于胸下段者8例。49例病检结果组织细胞学类型均为鳞状细胞癌，其中食管高分化癌16例，中分化癌26例，低分化癌4例，未分化3例。

2.2食管肿瘤的磁共振表现

在MRI矢状位扫描图像上显示食管壁不规则增厚、僵硬，甚至形成软组织肿块突入管腔，导致管腔不同程度的狭窄，伴或不伴病灶上方管腔扩张。T1WI上肿瘤呈等信号；Inphase T1WI上肿瘤组织呈稍低信号；压脂T2WI上肿块呈稍高信号或不均匀信号；T1WI增强肿块呈中等程度强化。

2.3同层面上食管肿瘤与胸主动脉的关系

综合术前MRI多序列影像资料，提示食管肿瘤与胸主动脉之间脂肪间隙存在者38例，手术证实肿瘤均未侵及胸主动脉；肿瘤与胸主动脉之间脂肪间隙消失者11例，手术证实肿瘤未侵及胸主动脉8例、侵及胸主动脉3例。

对于肿瘤与胸主动脉之间脂肪间隙消失者（11例），用Hiari等和Furukawa等报道的接触角法为参考标准，测得的接触角α平均值为53.18°±12.33°，其95%置信区间为44.90～61.46，其中食管肿瘤与胸主动脉壁接触面所对应的夹角α＞45°者9例，但手术证实食管肿瘤未侵犯胸主动脉者7例，肿瘤累及胸主动脉者2例；食管肿瘤与胸主动脉壁接触面所对应的夹角α≤45°2例，但手术证实食管肿瘤未侵犯胸主动脉者1例，肿瘤累及胸主动脉者1例。采用接触角标准判断食管肿瘤是否侵犯胸主动脉的敏感度、特异度和准确度分别为84.78%、66.67%、83.67%。

采用Takashima等提出的三角法为参照标准，术前MRI判断肿瘤与胸主动脉之间脂肪间隙消失的11例患者中，三角脂肪间隙存在者6例，表明食管肿瘤未侵犯胸主动脉，手术证实食管肿瘤均未侵犯胸主动脉；MRI提示三角脂肪间隙消失者5例，表明肿瘤侵犯胸主动脉壁，但手术证实食管肿瘤侵犯胸主动脉者3例，未侵犯胸主动脉者2例。采用该标准判断食管肿瘤是否侵犯胸主动脉的敏感度、特异度和准确度分别为95.65%、100%、95.92%。

3　讨论

3.1食管癌的临床及MRI表现

食管癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，多发生于食管胸中下段。早期食管癌患者临床症状不明显，多数病人因吞咽梗阻或进行性吞咽困难等临床症状而就诊，此时多数已达中晚期。解剖上，食管全程大部分与胸主动脉毗邻，食管癌侵出外膜后可侵犯胸主动脉壁［4］。食管癌多以鳞状上皮细胞癌为主，其成分主要为上皮组织，血供不丰富，肿块常因生长过快、体积过大而导致中心出血或坏死［5］，故食管癌的MRI表现为：T1WI、Inphase T1WI上肿瘤呈等信号或稍低信号；压脂T2WI上肿块呈稍高信号、等信号或不均匀信号；T1WI增强肿块呈低-中等程度强化；当肿瘤组织发生纤维化改变时则T1WI和压脂T2WI上均表现为低信号。

3.2接触法与三角法判断食管肿瘤与胸主动脉的

关系

接触法是胸主动脉受侵的标准，测量食管癌肿物与胸主动脉相接触的最大接触面度数，当此角度≤45°时，则胸主动脉未受侵；当此角度＞90°时，且它们之间的脂肪间隙消失，则胸主动脉受侵；若此角度在45°～90°间时，为胸主动脉可疑受侵，即在夹角法中，若夹角的度数在45°～90°时，难以判定胸主动脉有否受侵。

三角法是在食管、胸主动脉和椎体之间有一三角形脂肪间隙，若此脂肪间隙消失则高度怀疑胸主动脉受侵。

食管中下段与胸主动脉紧密相邻，当发生食管癌时，胸主动脉是其常见的外侵结构，且胸主动脉受侵程度是肿瘤能否被切除的重要评判指标之一，故术前明确肿瘤与胸主动脉之间的关系具有重要的临床价值［6］。正常情况下食管、胸主动脉和脊柱三者之间存在三角脂肪间隙，T1WI、Inphase T1WI上脂肪组织呈高信号；压脂T2WI上脂肪组织呈低信号，食管与胸主动脉分界清晰。食管癌穿透其外膜向后方浸润的表现：病变食管、胸主动脉和脊柱之间的三角脂肪间隙缩小、消失；病变食管与胸主动脉壁接触形成夹角［7］。如果肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙存在，可以肯定肿瘤未侵及胸主动脉；如果肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙消失，以Hiari等和Furukawa等报道的接触角法为参考标准，当肿瘤与胸主动脉壁相接触面所对应的夹角45°＜α≤90°时，则难以判断食管肿瘤是否侵及胸主动脉，推测可能原因是癌症患者往往比较消瘦，食管与周围结构之间脂肪组织少，即使肿瘤对胸主动脉无侵犯时，肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙也可能消失［8］。本研究采用接触法与三角法相结合作为参照标准，MRI提示三角脂肪间隙消失者5例，手术证实食管肿瘤侵犯胸主动脉者3例，未侵犯胸主动脉者2例，提高了MRI判断食管癌侵及胸主动脉及手术可切除的灵敏度、特异度和准确度，但术中发现侵及胸主动脉的3例患者仅与胸主动脉黏连，可以剥离。

3.3本研究的优势

本研究发现：食管肿瘤是否侵犯胸主动脉，应首先根据肿瘤周围的脂肪间隙是否存在进行判断，若脂肪间隙存在，则可以肯定肿瘤未侵及胸主动脉。如果肿瘤与胸主动脉之间的脂肪间隙消失，再采用Takashima等提出的三角法为参照标准，若三角脂肪间隙存在，表明食管肿瘤未侵犯胸主动脉；三角脂肪间隙消失，可以采用Hiari等和Furukawa等报道的接触角法进行判断。对于用接触角法判断食管肿瘤是否侵犯胸主动脉的参考标准，本研究发现需要在磁共振多序列成像予以修订，以进一步提高MRI判断食管癌侵及胸主动脉及其手术可切除的灵敏度、特异度和准确度。

［1］Hira T，Otsuji H，Hirohashi S.Evaluation of MRI for the staging of esophageal cancer［J］.Rinsho Hoshasen，1990，35（2）：141-146.

［2］Furukawa H.MRI for the detection of the invasion into neighboring structure in esophageal cancers［J］.Nihon Geka Gakkai Zasshi，1991，92（6）：636-644.

［3］Takasima S，Takeuchi N，Shiozaki H，et al.Carcinoma of the esophageal：CT vs MRI imaging in determining respectability［J］. Am J Roentgenol，1991，156（2）：297-302.

［4］申翼，景华，李德闽，等.食管癌侵犯主动脉的手术治疗［J］.医学研究生学报，2010，23（2）：154-156.

［5］张焱.影像学检查对食管肿瘤的价值 ［J］.中国医学科学，2011，1（8）：45-46.

［6］董新伟.手术治疗侵犯主动脉的食管32例［J］.中国老年学杂志，2013，33（9）：2182-2183.

［7］林春，唐振国，李亮平.食管癌的CT诊断价值［J］.实用临床杂志，2013，14（3）：98-100.

［8］Quint LE，Glazer GM，Orringer MB.Esophageal imaging by MR and CT：study of normal anatomy and neoplasms［J］.Radiology，1985，156（3）：727-731.

Assessment of the invasion of esophageal squamous cell carcinoma to thoracic aorta with 3.0T multiple magnetic resonance imaging sequences

ZHANG Jing，GAO Ya，WAN Shang，HUANG Yu-cheng，TANG Yu-lian，HU Guang-hong，CHEN Tian-wu
（Sichuan Key Laboratory of Medical Imaging，Department of Radiology，Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College，Nanchong Sichuan 637000，China）

Objective：To explore the value of preoperative 3.0T MRI using multiple sequences in evaluating the esophageal squamous cell carcinoma invading thoracic aorta.Methods：Forty-nine patients with esophageal squamous cell carcinoma confirmed by esophageal X-ray barium and esophagoscope biopsy underwent preoperative multiple sequence MRI scan three days before surgical treatment.According to the MRI data，the esophageal tumor invading thoracic aorta was determined by the combination of the contact angle method and triangle method as the

tandards.The imaging findings were compared with intraoperative observations and postoperative pathologic results.Results：According to“contact angle method”reported by Hiari et al and Furukawa et al as the reference standard，the sensitivity，specificity and accuracy of MRI determining the invasion of esophageal squamous cell carcinoma to thoracic aorta were 84.78%，66.67%and 83.67%，respectively. According to the“triangle method”reported by Takashima et al as the reference standard，the sensitivity，specificity and accuracy of this method were 95.65%，100%and 95.92%，respectively.Conclusion：3.0T multiple sequence MRI can clearly show the anatomical relationship between esophageal cancer and thoracic aorta，and can be of great clinical application value to determine the invasion of esophageal carcinoma into thoracic aorta and its resectability.

Esophageal neoplasms；Neoplasms，squamous cell；Aorta，thoracic；Magnetic resonance imaging

R735.1；R730.261；R445.2

A

1008-1062（2015）10-0688-04

2015-04-07；

2015-05-24

张晶（1993-），男，四川彭州人，本科生。

陈天武，川北医学院附属医院放射科，医学影像四川省重点实验室，637000。

国家自然科学基金（编号：81571645）。四川省青年科技创新研究团队专项计划（编号：2015TD0029）。四川省省属高校科研创新团队建设计划（编号：2015TD0023）基金。四川省卫生厅科研项目（编号：100146）资助。