结肠直肠肿瘤的影像学诊断及评价

孙应实， 卢巧媛， 管 真， 张晓燕

（北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科恶性肿瘤发病机制及转化研究教育重点实验室，北京 100142）

结肠直肠癌(colorectal cancer,CRC)是常见的消化道恶性肿瘤之一，其发病率在男性中居第3位、女性中居第2位，全球致死肿瘤居第4位［1-2］。本文将重点围绕结肠癌和直肠癌，从影像学检查方式、临床关键问题的影像学评价等方面进行介绍。

结肠癌

多排螺旋CT(multiple-row detector computed tomography,MDCT)检查具有扫描速度快、不受肠道蠕动影响以及图像分辨率高等优势，是临床最常用的评价结肠癌的影像学方法，也是指南及诊疗规范推荐的标准影像检查方法［3］。

对于大部分初诊结肠癌，MDCT检查可清晰显示原发灶的位置、形态(肿块型、肠壁浸润型)、环周受累程度。对于少数肿瘤显像不明显者，需结合肠镜、多平面重建等仔细寻找原发灶。除上述基本征象外，更重要的是判断肿瘤浸润深度，即肿瘤分期。目前常用的分期标准是AJCC分期第8版［4］：T1期，肿瘤侵犯至黏膜下层；T2期，肿瘤侵犯固有肌层，但未穿透固有肌层；T3期，肿瘤突破固有肌层外膜，侵犯至周围系膜脂肪(侵出距离以5 mm为界)；T4a期，肿瘤侵犯超出腹膜覆盖的表面；T4b期，肿瘤侵犯毗邻脏器。由于CT检查无法清晰显示薄薄的一层腹膜，故对于T3、T4a期的诊断准确率并不高，常会出现过度分期的情况［5］。因此，很多学者研究认为，判断肿瘤突破固有肌层是否超过5 mm为标准，准确率及诊断者间一致性更高。D′Souza 等［6］研究也证实肿瘤突破肌层超过5 mm是结肠癌预后不良的影响因素。

目前对于区域淋巴结状态的判断仍缺乏统一、准确、客观的评价标准。影像学检查判断淋巴结转移的标准包括淋巴结短径＞8 mm、内部密度不均匀及边缘、形态不规则等［7-9］。但即便同时存在上述征象，影像学检查判断淋巴结转移的准确率仍不高(70%以下)，且更多依赖阅片者的主观经验。如何更准确地判断淋巴结状态、明确影像学淋巴结评价与预后的关系是临床疑难的共性问题［10］。

多项研究表明，壁外血管侵犯(extramural venous invasion，EMVI)是胃肠道肿瘤预后的重要影响因素［11-13］。也有研究证实，EMVI是结肠癌发生远处转移、预后不良的危险因素［14-15］。此外，对于升、降结肠后方无脏层腹膜覆盖的区域，手术切除中钝性或锐性分离产生的切缘即腹膜后手术切缘(retroperitoneal surgical margin,RSM)。影像学检查肿瘤与后方筋膜距离<1 mm为RSM阳性。目前关于RSM的研究较少，对于RSM与预后的相关性并不明确，可能是由于CT检查无法准确判断升、降结肠无腹膜覆盖区域，从而很难明确RSM状态。对于初诊病人，推荐行胸部、全腹增强CT检查，以除外远处转移，如肝、肺、骨、腹膜、腹膜后淋巴结转移等，必要时借助 PET-CT 的全身检查［3］。

随着CT检查技术的飞速革新，CT结肠造影(computed tomography colonography，CTC) 的无 创性、低辐射及良好的耐受性，在临床工作中逐渐得到认可。目前CTC的相关研究表明，其在结肠癌术前分期中有一定的价值［16-17］。Komono 等［16］基于 CTC提出的“边缘血管征”对于区分T3期与T2、T4期肿瘤具有重要意义。

近年有研究对比CT检查与MRI检查对于结肠癌术前诊断的价值。Park等［18］研究认为，MRI检查对于高危Ⅱ、Ⅲ期结肠癌的诊断效能及诊断者间一致性优于CT检查。Liu等［19］认为MRI检查在判断T3～T4期、EMVI方面优于CT检查，但在淋巴结状态的判断与CT检查并无差异。虽然MRI检查对于软组织结构显示分辨率更高，但由于MRI扫描时间较长，易受到肠蠕动、呼吸运动等影响产生伪影，检查费用相对较贵，尚不能取代CT检查在临床广泛应用。

对于大部分结肠癌，除术前影像学检查提示肿瘤侵犯其他器官者外，根治性手术切除是主要治疗方法。术前借助影像学检查对结肠癌进行准确分期、判断预后。这些相关影像学征象对于选择合适的治疗方案、评估预后具有重要意义。现有的结肠癌影像学研究还远远不够，未来有很大的探索空间。

少见的结肠肿瘤

除最常见的上皮来源结肠癌外，还有一些少见的结肠肿瘤，如恶性淋巴瘤、平滑肌瘤、脂肪瘤等［20］。其中淋巴瘤是除结肠癌外最多见的恶性肿瘤，可以是全身系统性淋巴瘤累及结肠，也可以是原发淋巴瘤的部位，影像学检查常表现为肠壁明显增厚伴肠腔动脉瘤样扩张。平滑肌瘤、脂肪瘤及其他更少见的肿瘤，其发病率相对较低，影像学表现无特异性，最终确诊依靠病理诊断。

直肠癌

MRI是指南推荐的直肠癌标准检查方法［21］。基于高清晰度MRI图像，可以获知与直肠癌的诊断、治疗以及预后密切相关的信息。

一、肿瘤距肛缘的距离

肿瘤的位置与外科治疗方案相关。根据MRI矢状位测量的肿瘤最下缘与肛缘的距离，可将直肠分为上段、中段和下段［22］。距肛缘<2 cm时，肛门一般很难保留；≥2 cm 时，则保肛率显著提高［23］。

二、T分期(局部分期)

局部进展期(≥T3N0期或任何TN+期)直肠癌的标准治疗方案为新辅助放、化疗加根治性手术切除。早期低风险直肠癌可选择器官保留策略，如局部切除。MRI是最常用的T分期检查方法。直肠内镜超声(endoscopic ultrsonography,EUS)检查对局限于肠壁内的肿瘤有一定优势。CT检查对肿瘤浸润程度判定的准确率较低。

(一)MRI检查

T分期需根据T2WI序列，以垂直于肿瘤所在肠壁行切线位扫描的斜轴位为主，结合矢状位、冠状位的观察。T2WI序列可清晰显示直肠壁各层：黏膜下层、肠周脂肪呈高信号，黏膜、固有肌层呈低信号，肿瘤呈中等信号，即高于肌层信号，而低于肠周脂肪信号。T1期的诊断标准是病灶局限于黏膜和黏膜下层。T2期肿瘤侵透黏膜下层进入固有肌层。T2期及以下的肿瘤肌层外缘完整。T3期肿瘤信号穿透低信号肌层，浸润至高信号肠周脂肪。T4a期肿瘤直接浸润穿透至脏层腹膜表面，典型表现为结节状中等信号侵犯线状低信号腹膜反折，或浸润至腹膜反折平面以上的直肠前表面。T4b期肿瘤直接侵犯或粘连至周围组织或器官。MRI检查对直肠癌T分期的准确率在 67%～83%［24］。MRI检查对临界期肿瘤的判断有一定困难［25］。T分期错判主要是T1期和T2期肿瘤难以鉴别，以及部分肿瘤促结缔组织增生反应与肿瘤侵犯肠周脂肪区分困难，导致T2期肿瘤误诊为T3期肿瘤［24］。增强MRI检查观察到的黏膜下强化带可用来鉴别T0～T1期与早期T2期直肠癌，其诊断准确性可达87%［26］；而扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)显著提高判断肠周脂肪侵犯的特异性，从而避免T2期肿瘤过度分期为T3期肿瘤［27］。新辅助放、化疗后肠壁出现水肿、炎症、坏死、纤维化等一系列治疗后改变，难以观察肠壁分层，以及在T2WI上难以区分纤维化改变与残余肿瘤，因此化疗后T分期准确性差。最近一项系统复习和荟萃分析显示，MRI检查总体T再分期准确率仅为 52%［28］。

T3期病人5年生存率存在明显异质性，30%～80%［29］。已有研究证实对所有T3期病人行新辅助放、化疗的临床举措并不合理，需对T3期进行细分。现有T3亚分期常用的有UICC标准［<1 mm，1～5 mm(不包含 5 mm)，5～15 mm，＞15 mm］和 RSNA标准(<5 mm，5～10 mm，＞10 mm)［30-33］，均以不同的壁外侵犯深度作为界值。

(二)EUS检查

EUS检查能显示直肠壁各层，即黏膜-黏膜肌层、黏膜下层和固有肌层，有助于确定早期肿瘤的浸润深度，其准确率为 64%～96%［34-36］。 EUS 检查依赖临床操作医师的水平，且存在肿瘤导致肠腔狭窄无法通过探头的情况。因此，美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)专家组认为EUS盆腔检查仅用于存在MRI检查禁忌证时［21］。

(三)CT检查

直肠癌CT影像表现为肠壁局灶性、不规则增厚。其不能显示直肠壁分层结构，因此T分期效果不佳，准确率在 33%～82%［37-38］。 欧洲肿瘤医学学会(European Society for Medical Oncology,ESMO)不推荐CT作局部分期的检查方式［39］。尽管MDCT检查的多平面重建 (multiplaner reconstruction,MPR)图像可提高T分期的准确性，但仍存在低组织对比度的局限性，难以区分T1、T2期肿瘤。

三、N分期

(一)MRI检查

N分期通过区域淋巴结转移数量来判断：N1a期(1 个淋巴结转移)；N1b期(2～3 个淋巴结转移)；N2a期(4～6个淋巴结转移)和N2b期 (≥7个淋巴结转移)［22］。MRI较好的空间分辨率对区分良、恶性淋巴结有优势。早期淋巴结多以淋巴结大小作为诊断标准，但淋巴结径线界值目前仍无定论。由于良、恶性淋巴结径线存在很大的重叠，约15%的转移淋巴结直径<5 mm［40］，因此径线作为标准诊断效能不高。通过淋巴结大小判定淋巴结转移的准确率为43%～85%［41］。目前淋巴结定性诊断主要是结合淋巴结形态学特征、内部信号特点及径线大小进行。Kim等［42］的研究显示，短轴直径＞8 mm仅出现在转移淋巴结组。以毛刺边界和模糊边界为标准的灵敏度分别是45%和36%，特异度都是100%。用斑驳不均匀信号为标准的灵敏度和特异度分别是50%和95%。这三个淋巴结特征与淋巴结转移呈强相关。

USPIO是一种淋巴结特异造影剂，在T2期或T2*期(铁敏感)加权的MRI上产生磁化效应。正常淋巴结内巨噬细胞摄取后信号强度降低。在由肿瘤完全或部分取代的淋巴结，巨噬细胞被消耗，因而磁化效应小，保持相对较高的信号强度［43］。但USPIO存在致命的过敏反应，以及背痛、恶心等不良反应，未被美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准使用。

(二)EUS检查

EUS常用于早期肿瘤的检测，可清晰地显示肠旁淋巴结［44-45］。近期的荟萃分析表明，EUS特异度为75.8%(95%CI：73.5～78.0)， 灵敏度为 73.2%(95%CI：70.6～75.6)［46］。 然而因其难以检测到较小的淋巴结或显示远离肿瘤的淋巴结，所以检出淋巴结的能力有限。增强频率探头能探测到直径<5 mm的淋巴结。但由于直肠周围大部分淋巴结直径更小，因此也只能检测到约40%的淋巴结［47］。

(三)CT检查

CT检查可显示直肠癌区域淋巴结转移的部位、大小和数目，并可进一步对直肠癌周围淋巴结的性质与正常盆腔淋巴结进行比较［47］。但CT检查的诊断效能仅根据淋巴结大小结果不令人满意［48-49］。研究用直径4.5 mm为诊断界值，灵敏度仅42%［50］。最近的MPR成像有望改善N分期。MPR图像更准确地测量淋巴结直径，区分淋巴结和小血管，从而减少假阳性结果。然而，即使用MPR图像，仍会导致误判微转移与良性增大的淋巴结［51］。高分辨率的MDCT仍无法解决微转移诊断困难的问题。

四、直肠系膜筋膜

(一)MRI检查

直肠系膜筋膜(mesorectal fascia,MRF)包裹直肠周围脂肪和直肠，在MRI上呈线样低信号，是全直肠系膜切除术(total mesorectal excision,TME)的切除平面。MRF状态是局部复发和生存的重要独立预后因素［22］。MRF侵犯与否是通过高分辨率MRI测量肿瘤浸润最深处(或癌结节、可疑转移淋巴结、EMVI)到MRF的距离来判断。距离＞1 mm定义为MRF阴性，≤1 mm为MRF阳性。此外，肿瘤距肛提肌≤1 mm，或肿瘤侵入或超过括约肌间隙，也为 MRF阳性［21］。 MERCURY 前瞻性研究的结果表明，MRI检查预测病理学环周切缘(pathologic circumferential resection margin,pCRM)的特异度可达 92%［52］。

(二)CT检查

CT检查不能清晰显示MRF，预测肿瘤与MRF关系的灵敏度较低，不到50%，因而临床不推荐常规 CT 检查［53］。

五、EMVI

EMVI是直肠固有基层外血管内出现肿瘤细胞，常见于局部进展期及以上的直肠癌病人，是直肠癌局部复发、异时性淋巴结转移、远处转移及总生存的独立预测因素［13,23,54-57］。高分辨率MR检查已被证明可在新辅助治疗前、后精准评估 EMVI［13,58-60］。文献报道MRI检测EMVI与病理EMVI符合率为80%［61］。直肠周围静脉在T2WI上表现为迂曲的线形结构，由于血液的流空现象而呈现低信号，MRI对EMVI的检出主要靠血管内肿瘤信号以及血管正常结构破坏的显像。有学者提出MRI检查EMVI的评分标准。0分：肿瘤呈非结节状浸润至肌层，周围无血管结构；1分：肿瘤呈串状或结节状浸润至肌层，或存在极小的肠壁外血管，但不在肿瘤附近；2分：壁外血管附近有串珠状肿瘤，但血管管径正常，内无明确肿瘤信号；3分：肿瘤附近管腔内可见中等强度信号，血管管径轮廓略有改变；4分：肿瘤周边血管内出现肿瘤信号，血管管径轮廓不规整或肿瘤结节状侵犯血管。0～2分为EMVI阴性，3～4 分为 EMVI阳性［56］。

其他直肠肿瘤

直肠间质瘤较少见，为黏膜下来源，向腔外生长，体积较大，血供丰富，易发生囊变坏死，极少发生淋巴结转移。直肠间质瘤黏膜面光滑，可以此特征与直肠癌鉴别。结肠直肠淋巴瘤较少见，占胃肠道肿瘤的6%～20%，尽管胃肠道是结外淋巴瘤的好发部位［62］。直肠淋巴瘤肠壁弥漫性不均匀增厚，肠管大多扩张，肠壁柔软，不发生肠梗阻，周围多发肿大淋巴结，增强扫描呈轻度强化。MRI表现为T1WI中等信号，T2WI高信号。直肠黑色素瘤很少见，在黑色素瘤中占比<2%［63］。CT扫描早期与直肠癌较难区别。两者在晚期的鉴别点之一为黑色素瘤主要表现为突向肠腔内肿物，无肠梗阻或肠梗阻征象不明显，而直肠癌往往以肠壁增厚为主，伴随肠梗阻。黑色素瘤MRI有特征性表现，经顺磁性作用后，典型信号改变为 T1WI高信号、T2WI低信号。直肠癌MRI表现为 T1WI低信号、T2WI高信号［63］。 神经内分泌肿瘤包括高分化内分泌肿瘤、高分化内分泌癌和低分化内分泌癌。直肠神经内分泌肿瘤最常见于直肠前壁与侧壁。T2WI呈等信号或高信号，T1WI等信号，增强扫描后均匀强化［63］。

其他影像学检查

近年来迅速发展的多种影像检查技术在CRC的术前诊断、疗效评价等方面展现出一定的优势。能谱CT扫描通过物质分离技术，可获得水基图和碘基图，定量分析病灶成分、提高对肿瘤良、恶性判断的准确性。与常规CT检查相比，能谱CT检查提高 CRC 的检出率［64］及 T 分期的判断准确率［65］。 此外，在术前预测肿瘤分化程度［66］、评价疗效［67］、预测评估靶向分子表达［68］以 及微卫星状态［69］方面，能谱CT检查也有一定作用。

此外，体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion，IVIM)定量参数以及MRI检查扩散峰度成像(diffusional kurtosis imaging，DKI)在直肠癌的术前评估及疗效评价等方面也有一定应用前景。研究显示联合多个IVIM参数可辅助诊断直肠癌T分期，D值在转移淋巴结中更低［70-71］。研究表明，DKI的峰度与组织学等级具有更高的相关性，有较高的诊断灵敏度(83.3%)和特异度(96.8%)［72］。 Zhang 等［73］基于MR-DKI数据、应用深度学习方法构建的疗效预测模型，明显优于DKI参数测量及医师主观评价。影像组学、深度学习是近年新兴的影像学分析方法。影像组学抽取影像中高通量的量化特征，将其转化为可挖掘的数据，最终将分析结果用于临床诊断的决策支持［74］。深度学习技术可从数据中学习并预测，在医学影像分析中应用广泛，涉及图像分割、病变识别等多个领域［73］。影像组学在预测微卫星状态［75-76］、基因突变［74,77］及预后［78］等具有一定作用。深度学习在疗效评价［73］、预测淋巴结转移［79］等方面有一定优势。

综上所述，CT检查是结肠癌最常用、也是指南推荐的标准检查手段。但目前对于结肠癌的原发灶、淋巴结分期，诊断准确率都不高，与预后相关的影像学征象如EMVI、RSM等认识不够充分，有待未来深入研究，以充分发挥CT检查在结肠癌术前评价中的作用。能谱CT和双源CT有望取得更好的效果。MRI、CT、EUS检查在直肠癌影像学诊断方面各有长处。MRI检查对直肠周围精细解剖结构的准确显示使其在直肠癌术前评估方面具有较大优势。科学选择适合的影像检查方法，并对影像征象充分评估，有助于协助临床合理制定治疗方案。