直腸癌不僅在發(fā)達(dá)國家有很高的發(fā)病率，我國的直腸癌發(fā)病率也有逐年上升的趨勢。除了非常早期的直腸癌可以局部切除外，直腸癌主要的治療方法仍是根治性手術(shù)。資料顯示 80％以上直腸癌患者處于進(jìn)展期，生存率為 40％～90％。全直腸系膜切除術(shù)（totalmesorectal excision，TME）已被證實(shí)可減少直腸癌的局部復(fù)發(fā)率。然而，遠(yuǎn)處及局部復(fù)發(fā)的危險仍持續(xù)威脅著直腸癌患者的生命。對于進(jìn)展期直腸癌患者，術(shù)前放化療是目前常用的提高根治性切除率和提高腫瘤局部控制率的治療方法。

但腫瘤對放化療的反應(yīng)性不盡相同，有些患者有嚴(yán)重的不良反應(yīng)，且并非所有患者都會從新輔助放化療中受益。因此，手術(shù)方式很大程度上依賴于術(shù)前對于腫瘤范圍的準(zhǔn)確評價，尤其是位于遠(yuǎn)端的腫瘤或在初次評價分期時腫瘤已被評價為是不可切除的腫瘤。目前區(qū)分放化療有效和無效組的標(biāo)準(zhǔn)方法是傳統(tǒng)的組織病理學(xué)分析方法——測量殘余腫瘤的大小。然而該方法只能在手術(shù)后評價分析，而不可用于術(shù)前個體化治療方法的選擇。

MRI 以多角度、多方位及多參數(shù)成像方式和高軟組織分辨率及無輻射損傷等優(yōu)勢，成為惡性腫瘤術(shù)前評價的重要影像學(xué)方法。由于直腸位置相對固定，周圍有良好的脂肪襯托等解剖優(yōu)勢，高分辨率 MRI 成像能更好的顯示直腸腸壁的各層結(jié)構(gòu)和與直腸相關(guān)的解剖細(xì)節(jié)。本文就 MRI 在直腸癌術(shù)前評價中的應(yīng)用做一系統(tǒng)介紹，以期對臨床醫(yī)生了解和掌握 MRI 在直腸癌術(shù)前評價中的應(yīng)用有所裨益。

1. 直腸癌術(shù)前分期的影像學(xué)評價

病理分期是決定腫瘤患者預(yù)后的重要因子，但對于直腸癌術(shù)后患者，初始治療已經(jīng)結(jié)束，在術(shù)前使腫瘤退縮、降期的時機(jī)已經(jīng)失去，無法用來改善生存。一個合適的術(shù)前分期方法應(yīng)當(dāng)可以準(zhǔn)確判斷預(yù)后，從而給予患者合理的治療方案。高分辨率 MRI 用于直腸腫瘤分期已經(jīng)被認(rèn)為優(yōu)于臨床查體、CT。MRI 對直乙交界，以及直腸的腫瘤都可以準(zhǔn)確分期。

相控陣線圈的迅速發(fā)展，使其接收到的信號比單個表面線圈更好，更均勻。目前，相控陣線圈最多可以將 32 個表面線圈聯(lián)合進(jìn)一個線圈陣列，與放大器及多個接收通道相連接。它把每個線圈的信號進(jìn)行數(shù)學(xué)算法處理后生成最后的圖像。應(yīng)用相控陣線圈獲得的層厚 3 mm 薄層圖像不僅具有同直腸腔內(nèi)線圈掃描圖像近似的分辨率，還可以獲得更大的覆蓋面積。應(yīng)用高分辨率 MRI 序列，不但可以分辨腫瘤的侵犯程度，還能很好的顯示直腸系膜以及手術(shù)需要了解的解剖結(jié)構(gòu)。

1.1 MRI 預(yù)測腸壁外侵犯 /T 分期

薄層高分辨率 MRI 可以用來準(zhǔn)確測量腸壁外侵犯的程度。一項(xiàng)較早的應(yīng)用四通道相控陣線圈行直腸癌高分辨率成像的前瞻性研究，共入組 28 例患者，MRI 檢查結(jié)果與病理有很好的對應(yīng)，其中 21 例腫瘤侵入腸周脂肪 5 mm 以上的病例 MR 均判斷正確，大部分病例的腸外侵犯程度的 MR 判定均與病理一致。另一 98 例患者的大樣本研究中，MRI 的 T 分期與病理也有較好的一致性（K=0.67）。加州圣地亞哥醫(yī)院發(fā)表了一組 48 人的 MR 評估結(jié)、直腸癌分期的回顧性研究，結(jié)果顯示術(shù)前 MR 對 T 分期的準(zhǔn)確率為 84％，總 TNM 準(zhǔn)確率為 95％。一項(xiàng)東京的評價 MRI 浸潤深度研究，T 分期準(zhǔn)確率至少為 82％（K=0.82）。

MERCURY 多中心前瞻性研究， 包括了英國、德國、挪威和瑞典的 11 個中心的 679 例連續(xù)的直腸癌患者，排除缺失數(shù)據(jù)后納入 295 例患者，MR 評價腸壁外侵犯深度與病理結(jié)果對比顯示，MR 與病理結(jié)果的平均差值為 -0.46 mm。因此，MRI 在預(yù)測局部腫瘤侵犯時已經(jīng)被認(rèn)為與病理的差異在 0.5 mm 范圍內(nèi)。

1.2 MRI 預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 /N 分期

轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)對預(yù)后有重要影響，直腸系膜內(nèi)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)會增加局部復(fù)發(fā)的概率，直腸系膜外出現(xiàn)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，需要行淋巴結(jié)擴(kuò)大清掃術(shù)，達(dá)到腫瘤的徹底清除。由于轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的存在，即使手術(shù)切緣陰性，也可能會出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)。術(shù)前新輔助治療可能會使轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的可切除性增加。

各種影像方法的最大挑戰(zhàn)是在手術(shù)前預(yù)測淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)可能只有顯微鏡下局灶轉(zhuǎn)移，其徑線在正常范圍，影像學(xué)方法預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移能力不足是術(shù)前預(yù)測分期的主要缺陷之一。一組對 42 個全直腸系膜切除術(shù)標(biāo)本的 437 個淋巴結(jié)的研究中，將軸位 MRI 圖像與橫斷面切片的病理標(biāo)本對比顯示轉(zhuǎn)移與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的徑線無差異，結(jié)論認(rèn)為沒有明確的徑線標(biāo)準(zhǔn)可以用來判斷淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移，這個結(jié)果與另一包括 12 000 個淋巴結(jié)的研究結(jié)果類似，良惡性淋巴結(jié)的徑線大小存在重疊。

應(yīng)用高分辨率 MR 觀察淋巴結(jié)，如果淋巴結(jié)信號不均是一個特征性的表現(xiàn)。以淋巴結(jié)邊緣不規(guī)則或內(nèi)部信號不均勻作為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的判斷標(biāo)準(zhǔn)時，敏感性達(dá) 85％，特異性 97％。在另一 98 例的前瞻性病例中，MRI 與病理符合率為 85％。以這一標(biāo)準(zhǔn)，觀察者之間及觀察者獨(dú)立判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的重復(fù)性均較好，都優(yōu)于淋巴結(jié)大小。小于 5 mm 的直腸系膜內(nèi)淋巴結(jié)有 14％～42％存在轉(zhuǎn)移。在 Brown G 的研究中，手術(shù)標(biāo)本中 23％的淋巴結(jié) MRI 沒有發(fā)現(xiàn)，但是在 102 個 3 mm 以下的淋巴結(jié)中，只有 2 個是轉(zhuǎn)移。從另一方面講，這一標(biāo)準(zhǔn)正確的判斷了許多 2～5 mm 的淋巴結(jié)。MRI 用淋巴結(jié)邊緣和內(nèi)部信號特征評價淋巴結(jié)可能會對一些患者分期不足，對微轉(zhuǎn)移檢測能力不足使得 MR 檢查時未發(fā)現(xiàn)陽性淋巴結(jié)不能作為直腸癌局部切除的理由。

特異性造影劑 USPIO 的應(yīng)用，可以檢出直腸系膜內(nèi)很小的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，提高了對淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移判斷的能力，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)在 T2 加權(quán)圖像中具有特殊的信號特征，這與正常及反應(yīng)性淋巴結(jié)有明顯區(qū)別。

2. 環(huán)周切緣的判定

直腸癌術(shù)后環(huán)周切緣（circumferential resectionmargin，CRM）是指將整個直腸腫瘤和直腸系膜沿冠狀面連續(xù)切片，觀察其整個周邊切緣是否有腫瘤侵犯，是評價 TME 手術(shù)效果的重要指標(biāo)。CRM 情況是直腸癌局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的獨(dú)立因素。

在顯微鏡下，當(dāng)腫瘤距離環(huán)周切緣小于 1 mm 時認(rèn)為 CRM 陽性。CRM 陽性是影響局部復(fù)發(fā)率和患者生存率的獨(dú)立預(yù)后因素。Beets Tan 等認(rèn)為高分辨 MRI 是評估 CRM 的最可信賴的方法，其結(jié)果顯示病灶距離 CRM 大于 5 mm，至少可以保證鏡下腫瘤距離 CRM 1 cm，即 CRM 陰性。Brown 等應(yīng)用盆腔高分辨 MRI 對 28 例直腸癌陽性 CRM 預(yù)測的準(zhǔn)確度達(dá) 92％，Mathur 等的研究顯示 MRI 對 CRM 的預(yù)測敏感度為 80％，特異度為 84％。測量 CRM 在實(shí)際工作中易于操作，它對觀察者的技術(shù)要求不高，每個觀察者之間測量的結(jié)果具有很好的一致性。術(shù)前影像學(xué)評估腫瘤是否侵犯切緣十分重要，有時比術(shù)前判斷腫瘤侵犯的范圍還要重要。

3. 直腸癌術(shù)前放化療療效的早期評價

早期評價術(shù)前放化療療效有助于及時調(diào)整直腸癌患者的治療方案，達(dá)到個體化治療的目的。但傳統(tǒng)的影像學(xué)方法包括常規(guī) X 射線成像、超聲、CT 和 MRI（T1 和 T2 加權(quán)圖像）等主要通過觀察解剖結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)變化評價療效。腫瘤接受放化療后先在分子水平、亞細(xì)胞或細(xì)胞水平發(fā)生功能和代謝變化，這些早于形態(tài)學(xué)改變之前發(fā)生病理生理學(xué)變化信息，通過傳統(tǒng)影像方法無法獲得。所以，傳統(tǒng)顯示解剖形態(tài)學(xué)的影像學(xué)方法無法實(shí)現(xiàn)對直腸癌放化療進(jìn)行早期療效評價。目前，臨床可用功能 MRI 成像早期評價直腸癌術(shù)前放化療療效。

3.1 動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像（DCE-MRI）

屬功能成像方法范疇， 可以無創(chuàng)、在體、定量評價腫瘤的新血管生成，該法重復(fù)性較好。DCEMRI 可以采用動態(tài) T2* 或 T1 加權(quán)方法進(jìn)行。動態(tài)對比增強(qiáng) T2* 加權(quán)方法利用了造影劑首過優(yōu)勢，導(dǎo)致一個短暫的信號下降，這主要由于造影劑產(chǎn)生的局部磁敏感效應(yīng)（T2*）所致。動態(tài) T2* 加權(quán)方法可以提供有關(guān)腫瘤灌注的信息，與腫瘤的病理學(xué)分級和血管密度相關(guān)。動態(tài)對比增強(qiáng) T1 加權(quán)成像方法，采取造影劑的 T1 短縮效應(yīng)，導(dǎo)致信號強(qiáng)度的增加。DCE-MRI 可用于動態(tài) T1 的方法可以提供有關(guān)血管的通透性，毛細(xì)血管表面積和滲漏間隙等信息，這可能與病理腫瘤分級，微血管密度和血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)水平有關(guān)。DCE–MRI 還可以用來評價（新）抗血管生成療法的效果。

3.2 擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）

DWI 是 MRI 發(fā)展進(jìn)程中一個重要的里程碑。作為一功能成像方法，磁共振擴(kuò)散成像利用對水分子微觀運(yùn)動的成像反映組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)和病理生理學(xué)變化的特點(diǎn)明顯有別于傳統(tǒng)成像方法，提高了對病變的檢出敏感性以及提供機(jī)體功能改變的信息，在臨床應(yīng)用的近 20 年歷史中吸引了眾多學(xué)者投入研究，不斷探索、改進(jìn)成像方法，使其在臨床中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用價值日益明顯。鑒于 DWI 可以反映生物組織內(nèi)水分子的隨機(jī)運(yùn)動（即布朗運(yùn)動），且無需使用任何造影劑、能夠非侵入性地監(jiān)測組織內(nèi)的水分子運(yùn)動，使該運(yùn)動的可視化和可量化成為可能。

組織的病理學(xué)改變導(dǎo)致內(nèi)部水分子的擴(kuò)散變化，可使用 DWI 進(jìn)行量化評價。DWI 有別于 CT 和常規(guī) MRI（T1 和 T2 加權(quán)）的主要優(yōu)勢之一是它能夠突出病變，抑制任何不想要的組織信號（如肌肉，血管結(jié)構(gòu)和腸道）。這提高了病變的檢出。并減少圖像判讀時間。DWI 通過對表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）等定量參數(shù)的測量，能夠定量反映組織器官的微觀結(jié)構(gòu)和功能改變。

DWI 圖像是基于組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散特征來區(qū)分生物組織。水分子的擴(kuò)散可以被描述為兩種成分水分子間的快速平衡：即擴(kuò)散慢的水分子（細(xì)胞內(nèi)水）和擴(kuò)散快的水分子（細(xì)胞外水）。組織間細(xì)胞內(nèi)外水分子比率的差異可以通過 DWI 區(qū)分。DWI 對于組織的一些生理學(xué)和形態(tài)學(xué)改變非常敏感，如細(xì)胞密度、組織活性，以及對各種治療的反應(yīng)。因此，MRI 擴(kuò)散成像及其 ADC 值測量作為一種無創(chuàng)性功能成像方法已被部分學(xué)者嘗試來評價腫瘤療效。

Dzik-Jurasz A 與 Kremser C 等將擴(kuò)散成像及 ADC 值對直腸癌術(shù)前放化療的療效評價做了探索性研究。Kremser C 研究顯示治療第 1 周平均 ADC 值輕度增高，接下來的幾周內(nèi) ADC 值持續(xù)下降。作者對此解釋為療后早期血管通透性增加，細(xì)胞外水增多，ADC 增高；治療 1 周后，細(xì)胞毒性水腫、纖維化導(dǎo)致細(xì)胞外水減少、細(xì)胞內(nèi)水?dāng)U散受限是 ADC 降低的原因。Dzik-Jurasz A 發(fā)現(xiàn)治療前腫瘤 ADC 值與化療療效有關(guān)，治療前，有效組 ADC 值較低，而無效組偏高，這與 Mardor Y 在腦腫瘤中的研究結(jié)果相似。同時 Dzik-Jurasz A 還發(fā)現(xiàn)化療后有效組 ADC 值下降，這與大多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果相背離，對此作者解釋為直腸癌治療后，腫瘤的壞死部分脫落入管腔內(nèi)排出，殘余腫瘤是一些腫瘤活性較高的瘤細(xì)胞，它們具有較低的 ADC 值；在放化療后 ADC 值的再次增高是由于放射所致的炎性水腫導(dǎo)致。筆者應(yīng)用 DWI 對直腸癌術(shù)前放化療療效進(jìn)行了早期評價，結(jié)果顯示在治療前，腫瘤降期組的 ADC 值明顯低于未降期組，在治療的第 1 周降期組的 ADC 值的升高幅度明顯高于未降期組，治療第 1 周腫瘤平均 ADC 值變化可以作為早期評價腫瘤是否降期的較為敏感的指標(biāo)。治療第 1 周可以作為有效的時間監(jiān)測點(diǎn)。

目前的研究結(jié)果已顯示出 DWI 可以用來早期評價直腸癌術(shù)前放化療療效的潛能。但是，如何選擇最早期的有效檢測時間點(diǎn)和閾值是現(xiàn)在面臨的一個問題，也直接制約了 DWI 在直腸癌術(shù)前放化療療效早期評價中的廣泛應(yīng)用，個別研究提議將新輔助治療后 2 周時的 ADC 值變化作為重復(fù)性較好的早期監(jiān)測時間點(diǎn)，這也將是今后 DWI 早期療效評價研究的重要研究方向。雖然手術(shù)依然是直腸癌最主要的臨床處理方法，但是治療理念已發(fā)生了巨大的改變，最佳的臨床處理方案已交由具有高超專業(yè)技能的多學(xué)科小組來決策。對直腸癌患者進(jìn)行一體化的統(tǒng)一治療必須由更多的、個體化的抗腫瘤治療方案所取代。作為直腸癌術(shù)前評價的主要影像學(xué)方法，MRI 無疑在術(shù)前決策過程中提供著至關(guān)重要的信息，如何理解和準(zhǔn)確解讀這些信息是臨床正確實(shí)施和監(jiān)測治療的重要保證。

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