DWI对直肠癌术前评估及放化疗效果评估的应用价值

赵瑾+钱丽霞

[摘要]直肠癌是全球第三大常见癌症，严重影响人类的身体健康和生活质量，理应受到重视，实现个体化治疗方案至关重要。磁共振成像及其功能成像可以准确地诊断直肠癌，并进行术前评估、预后判断及放化疗效果评估，从而为临床治疗方案的选择提供有用的信息。本文就DWI在直肠癌术前评估及放化疗疗效评估的临床应用进展作一简要综述。

[关键词]直肠癌；磁共振成像；扩散加权成像；表观弥散系数

[中图分类号] R735.3+7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2017）03（a）-0016-03

[Abstract]Rectal cancer is the third most common malignancy in all the world which seriously affects human physical health and quality of life.It should be valued by people，and the realization of individualized treatment strategies is very important.MRI and its functional MR can be used to diagnose rectal cancer accurately，and assess preoperative situation，predict prognosis and evaluate effect of radiotherapy and chemotherapy which provide useful informations for choosing clinical treatment strategies.In this article，we reviewed the clinical application of DWI in preoperative evaluation of rectal cancer and evaluation of radiotherapy and chemotherapy.

[Key words]Rectal cancer；Magnetic resonance imaging；Diffusion weighted imaging；Apparent diffusion coefficient

直肠癌是全球第三大常见癌症，随着人们生活方式的改变，直肠癌的患病率逐年增高[1]。直肠癌的预后由T分期、N分期、环周切缘（CRM）等决定，手术及放化疗前进行准确的病情评估能够为患者提供个体化治疗策略[2]。由于X线、计算机断层扫描（CT）、直肠内超声（EUS）、正电子发射计算机断层显像（PET/CT）等方式不能充分可靠地评估这些关键预后因素，人们便积极地探索磁共振成像（MRI）及扩散加权成像（DWI）功能成像技术。

1 MRI在直肠癌诊断中的优势

EUS、CT、MRI、PET/CT等都可以进行直肠癌评估，EUS适合评估浅表性和早期直肠癌的浸润深度，CT普遍用于评价远处转移，PET或PET/CT用于有临床症状、影像表现等全身性疾病的患者[3]；MRI虽有禁忌证限制，但它具有无辐射、高软组织分辨率等优点，其功能成像DWI可用于评价治疗对直肠癌形态与功能的影响[4]。总之，MRI是一种用于术前评估的可靠方式，它可以提高T分期的准确性、鉴定转移及评估CRM累及情况、放化疗效果、复发风险等，从而针对不同的患者制订个人最佳的治疗方案，避免治疗过度或治疗不足[5]。

2 DWI在直肠癌中的诊断价值

2.1 DWI原理、ADC值

DWI是目前唯一一种无创、不使用对比剂便可检测活体组织中水分子扩散运动的MRI功能成像技术，其成像速度快，能定性和定量反映早于形态学变化的细胞水平变化和微循环灌注情况。ADC值主要反映细胞内、细胞间隙及血管内水分子的扩散，与细胞密度、细胞内外体积比及细胞膜完整性相关[6]，ADC值可对直肠癌中水分子扩散进行量化研究，与正常组织相比，直肠癌异型细胞过度增殖，核浆比例高，阻碍水分子扩散运动，ADC值降低，则ADC值有待作为生物标记并在肿瘤预后及评估术前放化疗疗效方面扮演重要角色[7-8]。

弥散加权程度用弥散敏感系数（b值）表示，单位为s/mm2。b值的改变主要改变了DWI对感兴趣区组织中水分子运动的敏感性；b值取点越多，测得ADC值就越准确；b值较低时，ADC值受灌注影响较大；b值较高时，减少了灌注的影响，更精确地反映了弥散情况；但是，图像信噪比随着b值增高而降低，影响病变的检出，因此合适的b值对直肠癌的检出十分重要[9]。

2.2 DWI对预后因素的分析

2.2.1 DWI在直腸癌T分期中的临床应用 T2WI序列是最适用于判断直肠壁各层结构的序列，可从多方位显示病灶，但T2WI无法鉴别肠管周围的纤维化反应和肿瘤浸润，易造成肿瘤分期过度或分期不足；DWI图可以突出直肠癌灶与周围组织的信号对比；陆志华等[10]通过单独使用T2WI序列和T2WI结合DWI序列两种方案对直肠癌T分期的诊断进行比较，虽然T2WI结合DWI序列诊断准确率有所提高，但两种方案诊断直肠癌T分期的准确率、灵敏度、特异度差异均无统计学意义，所以DWI序列是常规序列检查直肠癌的必要补充；直肠癌的平均ADC值由T2～T4期呈降低趋势，差异有统计学意义，DWI有望成为预测直肠癌T分期及其预后的无创性手段之一。

2.2.2 DWI判断直肠癌N分期的价值 直肠癌术前鉴别转移性淋巴结仍具有挑战性，Horne等[11]就12 957枚淋巴结的病理研究表明：正常、反应性增生及转移性淋巴结的体积间存在着重叠，因此淋巴结的大小不能单独作为判断转移性淋巴结的标准；转移性淋巴结的信号变化先于体积增大，则淋巴结轮廓不规则、信号不均匀比淋巴结大小来判断是否转移更具有价值，反应性增生淋巴结中细胞增多，也会限制水分子的扩散，ADC值减低，在鉴别转移性与反应性增生淋巴结时，DWI的特异性低，易造成判断过度，但DWI的敏感性高，易被临床及影像医生接受。

2.2.3 DWI对直肠癌分化程度的量化分析 国内外学者就直肠癌ADC值与病理分化程度的相关研究结果不尽相同。陈长春等[12]的研究认为直肠管状腺癌的ADC值与病理分化程度成负相关，即不同分化程度直肠癌的ADC值随着肿瘤的分化程度下降而降低，而张瑞等[13]报道两者无相关性，结果不一致的原因可能是对于直肠癌不同的病理类型未区别对待，黏液腺癌、印戒细胞癌虽然分化程度低但容易出现液化坏死，对DWI信号影响较大，表现为分化程度低而ADC值高。

2.2.4 DWI与基因表达的相关性 临床上常用的直肠癌分子预后因子包括Ki-67、p53等，特异度较高，部分指标还可以分级、量化，但需经过术后免疫染色获得，对于难以取得术后标本的患者，评价其增殖活性则受到限制，因此，探索一种能反映直肠癌生物学行为的检查方法十分重要[14]。Ki-67是一種增殖期细胞特异性表达的核抗原，高表达反映肿瘤细胞增殖活跃，侵袭性强，预后不良。p53突变使促细胞凋亡的抑癌功能丧失，进而促进细胞增殖形成肿瘤。DWI可以从细胞及分子水平来了解病变内部结构变化。孙轶群等[14]报道ADC值与Ki-67 成负相关，王铮等[15]研究显示ADC值与p53表达水平成中等负相关，则ADC值有望成为反映直肠癌生物学特性的影像学生物标记，并为直肠癌术前分级及预后评估提供参考。

2.3 DWI对术前放化疗效果的评估

术前放化疗（CRT）是局部进展期直肠癌（LARC）的标准治疗方法，提高了患者的生存率、增加了保肛率及降低了复发率，因个体差异对CRT的敏感性及有效性有所不同，根据文献资料仅15%～27%的患者可达到病理完全缓解（pCR），54%～75%达到部分缓解，其余没有缓解[16]，pCR是CRT最常用的治疗效果判断指标，如果患者达到临床完全缓解（cCR），则可暂不行直肠癌根治性手术，患者进入随访监测期，因此非常有必要进行直肠癌术前放化疗的评估。

Chen等[17]发现pCR组与non-pCR组直肠癌患者经新辅助放化疗（NCRT）后ADC值都升高，直肠癌患者在有效的CRT过程中会引起直肠癌血管通透性增加，细胞间隙增大，细胞膜破裂，导致水分子扩散能力增强，ADC值升高，但有学者认为放化疗后直肠癌瘤体水肿、纤维化，水分子扩散能力受限，ADC值降低，以上差异影响了评估的准确性；Xie等[18]分析对放化疗不敏感的直肠癌组织在CRT前ADC值（pre-ADC）普遍高于对CRT有效的患者，ADC值高是因为肿瘤组织内坏死组织增多，坏死组织区域呈弱酸环境、缺氧、低灌注，从而抵制CRT疗效。Foti等[19]研究pre-ADC、CRT后 ADC 值（post-ADC）、CRT前后 ADC 变化值（ΔADC）在评估pCR中的诊断效能，三种措施中ΔADC最具识别pCR的能力，但Curvo-Semedo等[20]认为ΔADC在评估pCR是不可靠的，引起差异可能与以下有关：降级标准、b值选择、ROI的选择等[21]，因此单纯应用DWI与ADC值进行疗效评价尚不能满足临床需要，还需联合其他方法辅助判断如随访观察。

18FDG-PET是判断细胞有氧代谢活性的重要影像工具，其标准摄取值（SUV值）是对肿瘤组织中葡萄糖利用的半定量测量，随着肿瘤分化程度的降低，肿瘤生长速度加快，葡萄糖代谢加快；Jeong等[22]把PET与MRI相结合运用于术前放化疗的评估，研究结果显示ADC与SUV值成负相关，ADC值与SUV值可相互补充评估放化疗的疗效，表达了细胞代谢活性与细胞结构之间的生物关系。

3 小结

综上所述，选择适合患者个体的治疗方案对于临床而言，仍是不可避免的挑战，但个体化治疗方案需求日益增加，术前及治疗前后对直肠癌的评价是必须的，MRI检查可以进行术前评估、预后判断及放化疗疗效的评估，这些都将直接指导治疗决策，MRI在直肠癌诊疗中具有十分重要的意义，DWI序列尤为关键，但DWI图像空间分辨率差，限制了对肿瘤分期的准确性，是目前需要克服的困难。

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（收稿日期：2017-01-08 本文编辑：顾雪菲）