MRI与CT评估局部晚期食管鳞癌可切除性的比较研究

赵可可，张霄，张宏凯，鲁亚南，王昭琦，曲金荣

食管癌是全球第七大癌症，是第六大癌症死因[1]。在我国，局部晚期食管癌患者的5年生存率仅10%～15%，其预后差的主要原因是食管癌早期症状及临床体征不明显，进食障碍患者寻求治疗时大多已处于临床中晚期，无法进行根治治疗[2,3]。术前胸主动脉、气管或支气管浸润的评估对于选择包括手术和放化疗在内的最佳治疗方法和预测预后非常重要，因此准确的术前分期对食管癌患者接受规范治疗特别重要[4]。目前，食管癌治疗前的临床分期评估方法主要是CT和超声内镜。CT软组织分辨率较低，无法准确显示食管壁及其周围胸主动脉、气管及支气管管壁的各个层次，但CT由于扫描速度快，患者配合度高，目前临床上仍主要依靠CT评价食管癌的可切除性[5]。超声内镜属于有创检查，受操作者主观因素影响，常出现因食管管腔狭窄导致无法进镜，难以评估病变的情况，且由于超声探头的局限性，无法可靠评估肿瘤浸润到胸主动脉、气管或支气管管壁[6]。气管镜虽然可以用于评价气管受侵情况，但是当病变只累及气管外膜，而内膜未累及时，气管镜可能无法判定气管受侵情况。MRI具有软组织分辨率高的优势，用于管腔结构如直肠时对病灶浸润深度评估的准确性较高[7]。然而，传统的MRI受呼吸、心跳及气体产生的磁敏感伪影的影响，使胸部的图像质量受到限制，致使食管壁、胸主动脉壁、气管或支气管壁层次不能很好显示。随着新技术的不断开发及优化，刀锋伪影技术(BLADE)及自由呼吸放射状K空间填充方式的容积内插体部检查(Star Volumetric Interpolated Breath-hold Examination,Star-VIBE)序列对运动不敏感，可明显抑制运动伪影，从而大大提高了食管的成像质量[8-10]。本研究采用3.0T MRI新技术和CT对胸段食管鳞癌患者行术前检查，并将MRI、CT资料与术中情况、术后病理或气管镜结果进行比较，评价食管鳞癌是否侵及胸主动脉、气管或支气管，比较食管MRI与CT在评估食管鳞癌手术可切除性中的价值。

材料与方法

1.病例资料

前瞻性搜集本院2018年11月-2020年11月间经内镜活检证实为食管鳞癌的患者570例，排除非T4b期患者475例。T4b期患者95例，其中86例接受放化疗治疗，3例经气管镜确诊形成食管-气管瘘后行姑息性放化疗，6例拒绝新辅助治疗选择直接手术，其中28例患者新辅助治疗后强烈要求手术。本研究最终纳入37例患者。病例纳入标准：①经病理活检证实为食管鳞癌；②综合评估为T4bN0-3M0期的患者，或术前经胃肠X线片/支气管镜证实形成食管-气管瘘者；③选择行食管癌手术切除术患者的MRI与CT检查均在术前一周内进行。病例排除标准：①术前综合判定为非T4b期的患者；②除外因形成食管-气管瘘而行姑息性放化疗的患者，接受放化疗的患者在治疗结束后未进一步行手术治疗；③MRI和CT图像质量不能满足诊断要求。本研究经医院伦理委员会讨论通过(2018125)，所有患者均签署检查知情同意书。

2.检查方法

MRI检查采用德国Siemens Skyra 3.0T MRI扫描仪和体部18单元相控阵线圈。受检者检查前禁饮禁食6 h，检查前15～20 min肌注盐酸消旋山莨菪碱注射液，以减少食管蠕动。增强扫描采用高压注射器(Spectris Solaris EP，Medrad，Indianola，PA)经肘静脉注入对比剂钆特酸葡胺注射液(江苏恒瑞医药股份有限公司)，剂量0.2 mmol/kg，流率2.5 mL/s。患者头先进，仰卧位。扫描序列及参数：①膈肌导航的应用刀锋采集技术的快速自旋回波T2WI(T2WI-TSE-BLADE)，层厚3 mm，TR 4000.00～8000.00 ms，TE 101 ms，激励次数1，矩阵256×256，视野260 mm×260 mm，翻转角180°，扫描时间360～600 s。②增强后Star-VIBE，层厚1 mm，TR 3.70 ms，TE 1.83 ms，激励次数1，矩阵320×320，视野320 mm×320 mm，翻转角10°，扫描时间245 s。③DWI，层厚3 mm，TR 5300.00 ms，TE 57.00 ms，激励次数1，矩阵112×136，视野300 mm×300 mm，扫描时间22 s，b值分别为50、800 s/mm2。

采用Siemens 64排螺旋CT扫描仪进行常规胸部平扫及增强扫描，患者取仰卧位，扫描范围自胸廓入口至肋膈角，增强扫描采用CT专用高压注射器，经肘静脉注入对比剂碘海醇(南京正大天晴有限公司，320 mg I/mL)，注射流率为2.0～2.5 mL/s，剂量1.0～1.5 mL/kg，延迟扫描时间为30～35 s。

3.图像分析

由2位阅片者采用双盲法分别对MRI和CT图像进行独立评估，判定胸主动脉、气管或支气管是否受侵。评价MRI与CT图像间隔一周以上。

胸主动脉正常表现：胸主动脉内膜在常规T1WI及T2WI上呈稍高信号，中膜即肌层在常规T1WI及T2WI上呈低信号，外膜在T1WI及T2WI上呈低信号。胸主动脉受侵的影像表现：结合T2WI-TSE-BLADE、DWI及增强后Star-VIBE序列评价，评价标准主要依据食管与胸主动脉之间的脂肪间隙消失，且胸主动脉外膜连续性中断和/或中膜即肌层低信号环出现软组织信号为诊断标准。CT评价主要根据肿瘤、胸主动脉及脊柱之间的三角脂肪间隙及肿瘤与胸主动脉壁接触的弧度所对应的夹角大小进行观察，以Picus等[11]提出的夹角法与Takashima等[12]提出的三角法相结合的方法判断食管癌是否侵及胸主动脉。“三角法”评价标准为食管、主动脉、脊柱之间的三角脂肪间隙消失；“夹角法”以肿块与主动脉之间脂肪间隙消失，且肿块与主动脉接触的主动脉壁弧度所对应的夹角>90°为标准，<45°为未受侵，若夹角在45°～90°之间，难以判断主动脉是否受侵，将其纳入可疑标准；“夹角法”与“三角法”相结合以肿块与主动脉接触的主动脉壁弧度所对应的夹角>45°，且食管、主动脉、脊柱之间的三角脂肪间隙消失为主动脉受侵的参考标准。

气管壁的正常表现：Wakamatsu等[4]、Kurimoto等[13]和Wang等[14]通过超声支气管镜探测到食管壁结构及健康成人的MRI气管成像特点，认为气管、支气管壁由两层不同的信号强度组成。在轴向MRI上，内膜(对应于黏膜和黏膜下组织)在常规T1WI及T2WI上呈稍高信号，外膜(由软骨环、软骨间膜和外膜组成)在常规T1WI及T2WI上呈低信号。

气管壁受侵的影像表现：以气管或支气管外膜和/或内膜连续性中断，在T2-BLADE、DWI及增强后Star-VIBE序列可以直接评估。CT评价以食管与气管、支气管之间的脂肪间隙消失，且管壁受压、变扁，或管腔内出现肿块为标准。

5.食管癌侵犯情况判定

所有进行手术患者的金标准评价以综合术中所见及术后病理或气管镜结果为标准，综合判定参考Tsujimoto等[15]及Hiroshi等[16]评判肿块是否侵及胸主动脉、气管或支气管壁的标准，若在术中怀疑侵及胸主动脉、气管或支气管壁的患者，术后病理证实病变浸透外膜(pT4)，则定义为经病理证实侵及胸主动脉、气管或支气管壁，未行手术出现气管瘘的3例患者可直接判定气管受侵。

6.统计学分析

采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。采用Kappa值评估两位阅片者对局部晚期食管鳞癌侵及胸主动脉、气管或支气管结果预测的一致性。综合术中所见及术后病理或气管镜为金标准，分别计算MRI与CT的诊断敏感度、特异度、准确度，采用Fisher确切检验比较MRI与CT对食管鳞癌侵犯胸主动脉、气管或支气管的诊断效能。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

本研究共入组患者37例，其中男28例，女9例，年龄49～75岁，平均62岁。内镜活检病理证实37例均为食管鳞癌，食管肿瘤位于胸上段、胸中段及胸下段的例数分别为7、23、7例。病变与胸主动脉关系密切30例(其中胸中段23例，胸下段7例)，病变与气管和/或支气管关系密切30例(其中胸上段7例，胸中段23例)。

2位阅片者评价局部晚期食管鳞癌可切除性的一致性均非常好(Kappa值均≥0.85，P<0.05；表1)。CT与MRI评价胸主动脉、气管或支气管受侵的准确度差异均有统计学意义(P<0.05，表2，图1、2)。MRI评价局部晚期食管鳞癌侵及胸主动脉、气管或支气管的准确度分别为90.0%、83.3%。CT评价局部晚期食管鳞癌侵及胸主动脉、气管或支气管的准确度分别为40.0%、23.3%(表3)。

表1 MRI与CT图像评估胸主动脉、气管或支气管受侵情况 (例)

表2 食管鳞癌可切除性及与病理或气管镜的对照 (例)

表3 MRI与CT术前评估局部晚期食管鳞癌可切除性的效能

图1 患者，女，68岁，食管癌侵及胸主动脉外膜。a)T2WI-TSE-BLADE图像示病变(白☆)呈低信号，胸主动脉外膜(黄箭)及胸主动脉内膜(黑箭)呈稍高信号，胸主动脉中膜(红箭)呈低信号，胸主动脉外膜连续性中断(白箭)，肌层及内膜疑受侵；b)增强后Star-VIBE序列图像，呈稍高信号的胸主动脉外膜(黄箭)连续性中断，肌层连续性好；c)DWI图像示病变(白☆)呈高信号。MRI提示病变部分侵及胸主动脉外膜；d)胸部CT图像示食管病变与胸主动脉之间的脂肪间隙消失，测量Picus角为87°，Takashima三角存在，综合评估胸主动脉未受侵。

讨 论

由于以往的影像学检查方法不能直观地清晰显示主动脉壁、气管及支气管壁的分层，Tsujimoto等[15]以CT上食管肿瘤到主动脉的距离来预测肿瘤是否侵犯主动脉，Picus等[11]和Takamishima等[12]提出的三角法、夹角法及两者相结合的方法也常用来判断肿瘤是否侵犯主动脉。也有研究认为气管、支气管的管壁增厚、管腔受压及肿瘤与气管、支气管的接触长度大于3 cm等是间接显示食管癌侵犯气管、支气管的征象[17]，但这些预测因素均为客观预测因子，无法直观反映主动脉、气管或支气管是否受侵。本研究结果表明，与CT相比，MRI现有的新技术可以更清晰显示食管的周围结构，特别是对于胸主动脉、气管及支气管管壁各个层次的显示，对评价局部晚期食管癌侵及胸主动脉、气管及支气管的准确度高达90.0%、83.3%，明显高于CT(46.7%、23.3%)。

食管癌之所以需要重点评价与胸主动脉、气管及支气管的关系，是因为解剖上胸段食管与胸主动脉的关系密切，主动脉弓在食管的左前方形成主动脉弓压迹，胸主动脉与食管左侧壁及前壁伴行，食管与胸主动脉之间只有少许脂肪及纤维组织，因此，胸中、下段食管癌极易侵犯胸主动脉管壁。胸段食管位于气管后方，与气管伴行，左主支气管到气管隆突平面跨越食管的左前壁，食管与气管支气管间也仅有少许脂肪及纤维组织阻隔，故胸上、中段食管癌极易侵犯气管及左主支气管。

既往通过传统MRI和CT图像评价食管癌侵及胸主动脉壁、气管或支气管壁的准确性均较差[14,18]，是因为传统的MRI由于呼吸、心跳、吞咽、蠕动等运动伪影及磁敏感伪影等原因，使食管壁、气管壁及胸主动脉的层次不能很好地显示，并且常规T2WI存在扫描层厚较厚、层面空间分辨率低的缺点;另一方面接受放化疗的患者病灶周围炎性水肿、纤维化程度较重；再者，恶性肿瘤患者晚期比较消瘦，病变周围脂肪层面的消失也并不一定意味着肿瘤外侵周围结构，传统MRI和CT以肿瘤与周围结构脂肪间隙的消失为主要预测因子，从而降低了评估结果的准确性。本研究将MRI新序列T2WI-TSE-BLADE及增强后Star-VIBE应用于胸部，很大程度提高了术前评估局部晚期食管癌患者侵犯周围结构的敏感度、特异度及准确度。T2WI-TSE-BLADE技术可在扫描过程中进行一系列纠正和图像重建，降低其对运动的敏感度从而消除运动伪影，显示食管壁、胸主动脉管壁及气管、支气管壁的清晰度明显提高。Star-VIBE序列也具有对运动不敏感的优势，可抑制运动伪影，注入对比剂后，可增加胸主动脉内膜、中膜及外膜与气管、支气管壁内膜与外膜的对比，使胸主动脉、气管及支气管壁的显示更加清晰。此外，MRI具有多序列成像的优势，还可多角度多平面进行重建，全方位显示食管壁、胸主动脉管壁、气管及支气管壁的各个层次及病变全貌，从而提高术前评估局部晚期食管癌是否外侵胸主动脉、气管或支气管的准确率。

图2 患者，男，63岁，食管鳞癌侵犯气管后壁内膜。a)T2WI-TSE-BLADE图像示病变(白☆)呈低信号，呈稍高信号的气管壁内膜(黄箭)与低信号的气管壁外膜(红箭)部分中断，肿瘤侵犯气管后壁内膜(白箭)；b)增强后Star-VIBE图像示病变侵及气管后壁外膜，与内膜分界不清；c)DWI图像示病变(白☆)呈高信号。MRI提示病变侵及气管后壁；d)CT图像示食管与气管之间的脂肪间隙消失，气管后壁受压(白箭)，综合评估气管后壁受侵。

本研究存在以下局限性：①由于局部晚期食管癌患者接受手术治疗的较少，从而无法获得完整的术后病理信息，特别是病变整体的病理情况，所以本研究纳入样本量较少，只搜集了强烈要求手术及出现气管瘘的部分患者资料。笔者将在后续的工作中搜集更多病例行进一步研究。②分析本研究中MRI阅片者将5例过高和3例过低分期的原因，一方面可能是因为食管壁周围炎性水肿与纤维化的影响，另一方面增强后Star-VIBE扫描时间长，若能提高时间分辨率获得动态图像，将获得食管壁、胸主动脉管壁及气管、支气管壁各个层次较高对比的图像。

综上所述，MRI对局部晚期食管癌是否侵及胸主动脉、气管及支气管的诊断准确率明显高于CT，MRI可以更好地指导局部晚期食管癌患者治疗方案的选择，具有较高的临床指导意义。