趙可可,張霄,張宏凱,魯亞南,王昭琦,曲金榮
食管癌是全球第七大癌癥,是第六大癌癥死因[1]。在我國,局部晚期食管癌患者的5年生存率僅10%~15%,其預后差的主要原因是食管癌早期癥狀及臨床體征不明顯,進食障礙患者尋求治療時大多已處于臨床中晚期,無法進行根治治療[2,3]。術前胸主動脈、氣管或支氣管浸潤的評估對于選擇包括手術和放化療在內(nèi)的最佳治療方法和預測預后非常重要,因此準確的術前分期對食管癌患者接受規(guī)范治療特別重要[4]。目前,食管癌治療前的臨床分期評估方法主要是CT和超聲內(nèi)鏡。CT軟組織分辨率較低,無法準確顯示食管壁及其周圍胸主動脈、氣管及支氣管管壁的各個層次,但CT由于掃描速度快,患者配合度高,目前臨床上仍主要依靠CT評價食管癌的可切除性[5]。超聲內(nèi)鏡屬于有創(chuàng)檢查,受操作者主觀因素影響,常出現(xiàn)因食管管腔狹窄導致無法進鏡,難以評估病變的情況,且由于超聲探頭的局限性,無法可靠評估腫瘤浸潤到胸主動脈、氣管或支氣管管壁[6]。氣管鏡雖然可以用于評價氣管受侵情況,但是當病變只累及氣管外膜,而內(nèi)膜未累及時,氣管鏡可能無法判定氣管受侵情況。MRI具有軟組織分辨率高的優(yōu)勢,用于管腔結(jié)構(gòu)如直腸時對病灶浸潤深度評估的準確性較高[7]。然而,傳統(tǒng)的MRI受呼吸、心跳及氣體產(chǎn)生的磁敏感偽影的影響,使胸部的圖像質(zhì)量受到限制,致使食管壁、胸主動脈壁、氣管或支氣管壁層次不能很好顯示。隨著新技術的不斷開發(fā)及優(yōu)化,刀鋒偽影技術(BLADE)及自由呼吸放射狀K空間填充方式的容積內(nèi)插體部檢查(Star Volumetric Interpolated Breath-hold Examination,Star-VIBE)序列對運動不敏感,可明顯抑制運動偽影,從而大大提高了食管的成像質(zhì)量[8-10]。本研究采用3.0T MRI新技術和CT對胸段食管鱗癌患者行術前檢查,并將MRI、CT資料與術中情況、術后病理或氣管鏡結(jié)果進行比較,評價食管鱗癌是否侵及胸主動脈、氣管或支氣管,比較食管MRI與CT在評估食管鱗癌手術可切除性中的價值。
1.病例資料
前瞻性搜集本院2018年11月-2020年11月間經(jīng)內(nèi)鏡活檢證實為食管鱗癌的患者570例,排除非T4b期患者475例。T4b期患者95例,其中86例接受放化療治療,3例經(jīng)氣管鏡確診形成食管-氣管瘺后行姑息性放化療,6例拒絕新輔助治療選擇直接手術,其中28例患者新輔助治療后強烈要求手術。本研究最終納入37例患者。病例納入標準:①經(jīng)病理活檢證實為食管鱗癌;②綜合評估為T4bN0-3M0期的患者,或術前經(jīng)胃腸X線片/支氣管鏡證實形成食管-氣管瘺者;③選擇行食管癌手術切除術患者的MRI與CT檢查均在術前一周內(nèi)進行。病例排除標準:①術前綜合判定為非T4b期的患者;②除外因形成食管-氣管瘺而行姑息性放化療的患者,接受放化療的患者在治療結(jié)束后未進一步行手術治療;③MRI和CT圖像質(zhì)量不能滿足診斷要求。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會討論通過(2018125),所有患者均簽署檢查知情同意書。
2.檢查方法
MRI檢查采用德國Siemens Skyra 3.0T MRI掃描儀和體部18單元相控陣線圈。受檢者檢查前禁飲禁食6 h,檢查前15~20 min肌注鹽酸消旋山莨菪堿注射液,以減少食管蠕動。增強掃描采用高壓注射器(Spectris Solaris EP,Medrad,Indianola,PA)經(jīng)肘靜脈注入對比劑釓特酸葡胺注射液(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司),劑量0.2 mmol/kg,流率2.5 mL/s?;颊哳^先進,仰臥位。掃描序列及參數(shù):①膈肌導航的應用刀鋒采集技術的快速自旋回波T2WI(T2WI-TSE-BLADE),層厚3 mm,TR 4000.00~8000.00 ms,TE 101 ms,激勵次數(shù)1,矩陣256×256,視野260 mm×260 mm,翻轉(zhuǎn)角180°,掃描時間360~600 s。②增強后Star-VIBE,層厚1 mm,TR 3.70 ms,TE 1.83 ms,激勵次數(shù)1,矩陣320×320,視野320 mm×320 mm,翻轉(zhuǎn)角10°,掃描時間245 s。③DWI,層厚3 mm,TR 5300.00 ms,TE 57.00 ms,激勵次數(shù)1,矩陣112×136,視野300 mm×300 mm,掃描時間22 s,b值分別為50、800 s/mm2。
采用Siemens 64排螺旋CT掃描儀進行常規(guī)胸部平掃及增強掃描,患者取仰臥位,掃描范圍自胸廓入口至肋膈角,增強掃描采用CT專用高壓注射器,經(jīng)肘靜脈注入對比劑碘海醇(南京正大天晴有限公司,320 mg I/mL),注射流率為2.0~2.5 mL/s,劑量1.0~1.5 mL/kg,延遲掃描時間為30~35 s。
3.圖像分析
由2位閱片者采用雙盲法分別對MRI和CT圖像進行獨立評估,判定胸主動脈、氣管或支氣管是否受侵。評價MRI與CT圖像間隔一周以上。
胸主動脈正常表現(xiàn):胸主動脈內(nèi)膜在常規(guī)T1WI及T2WI上呈稍高信號,中膜即肌層在常規(guī)T1WI及T2WI上呈低信號,外膜在T1WI及T2WI上呈低信號。胸主動脈受侵的影像表現(xiàn):結(jié)合T2WI-TSE-BLADE、DWI及增強后Star-VIBE序列評價,評價標準主要依據(jù)食管與胸主動脈之間的脂肪間隙消失,且胸主動脈外膜連續(xù)性中斷和/或中膜即肌層低信號環(huán)出現(xiàn)軟組織信號為診斷標準。CT評價主要根據(jù)腫瘤、胸主動脈及脊柱之間的三角脂肪間隙及腫瘤與胸主動脈壁接觸的弧度所對應的夾角大小進行觀察,以Picus等[11]提出的夾角法與Takashima等[12]提出的三角法相結(jié)合的方法判斷食管癌是否侵及胸主動脈?!叭欠ā痹u價標準為食管、主動脈、脊柱之間的三角脂肪間隙消失;“夾角法”以腫塊與主動脈之間脂肪間隙消失,且腫塊與主動脈接觸的主動脈壁弧度所對應的夾角>90°為標準,<45°為未受侵,若夾角在45°~90°之間,難以判斷主動脈是否受侵,將其納入可疑標準;“夾角法”與“三角法”相結(jié)合以腫塊與主動脈接觸的主動脈壁弧度所對應的夾角>45°,且食管、主動脈、脊柱之間的三角脂肪間隙消失為主動脈受侵的參考標準。
氣管壁的正常表現(xiàn):Wakamatsu等[4]、Kurimoto等[13]和Wang等[14]通過超聲支氣管鏡探測到食管壁結(jié)構(gòu)及健康成人的MRI氣管成像特點,認為氣管、支氣管壁由兩層不同的信號強度組成。在軸向MRI上,內(nèi)膜(對應于黏膜和黏膜下組織)在常規(guī)T1WI及T2WI上呈稍高信號,外膜(由軟骨環(huán)、軟骨間膜和外膜組成)在常規(guī)T1WI及T2WI上呈低信號。
氣管壁受侵的影像表現(xiàn):以氣管或支氣管外膜和/或內(nèi)膜連續(xù)性中斷,在T2-BLADE、DWI及增強后Star-VIBE序列可以直接評估。CT評價以食管與氣管、支氣管之間的脂肪間隙消失,且管壁受壓、變扁,或管腔內(nèi)出現(xiàn)腫塊為標準。
5.食管癌侵犯情況判定
所有進行手術患者的金標準評價以綜合術中所見及術后病理或氣管鏡結(jié)果為標準,綜合判定參考Tsujimoto等[15]及Hiroshi等[16]評判腫塊是否侵及胸主動脈、氣管或支氣管壁的標準,若在術中懷疑侵及胸主動脈、氣管或支氣管壁的患者,術后病理證實病變浸透外膜(pT4),則定義為經(jīng)病理證實侵及胸主動脈、氣管或支氣管壁,未行手術出現(xiàn)氣管瘺的3例患者可直接判定氣管受侵。
6.統(tǒng)計學分析
采用SPSS 26.0軟件進行統(tǒng)計學分析。采用Kappa值評估兩位閱片者對局部晚期食管鱗癌侵及胸主動脈、氣管或支氣管結(jié)果預測的一致性。綜合術中所見及術后病理或氣管鏡為金標準,分別計算MRI與CT的診斷敏感度、特異度、準確度,采用Fisher確切檢驗比較MRI與CT對食管鱗癌侵犯胸主動脈、氣管或支氣管的診斷效能。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
本研究共入組患者37例,其中男28例,女9例,年齡49~75歲,平均62歲。內(nèi)鏡活檢病理證實37例均為食管鱗癌,食管腫瘤位于胸上段、胸中段及胸下段的例數(shù)分別為7、23、7例。病變與胸主動脈關系密切30例(其中胸中段23例,胸下段7例),病變與氣管和/或支氣管關系密切30例(其中胸上段7例,胸中段23例)。
2位閱片者評價局部晚期食管鱗癌可切除性的一致性均非常好(Kappa值均≥0.85,P<0.05;表1)。CT與MRI評價胸主動脈、氣管或支氣管受侵的準確度差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05,表2,圖1、2)。MRI評價局部晚期食管鱗癌侵及胸主動脈、氣管或支氣管的準確度分別為90.0%、83.3%。CT評價局部晚期食管鱗癌侵及胸主動脈、氣管或支氣管的準確度分別為40.0%、23.3%(表3)。
表1 MRI與CT圖像評估胸主動脈、氣管或支氣管受侵情況 (例)
表2 食管鱗癌可切除性及與病理或氣管鏡的對照 (例)
表3 MRI與CT術前評估局部晚期食管鱗癌可切除性的效能
圖1 患者,女,68歲,食管癌侵及胸主動脈外膜。a)T2WI-TSE-BLADE圖像示病變(白☆)呈低信號,胸主動脈外膜(黃箭)及胸主動脈內(nèi)膜(黑箭)呈稍高信號,胸主動脈中膜(紅箭)呈低信號,胸主動脈外膜連續(xù)性中斷(白箭),肌層及內(nèi)膜疑受侵;b)增強后Star-VIBE序列圖像,呈稍高信號的胸主動脈外膜(黃箭)連續(xù)性中斷,肌層連續(xù)性好;c)DWI圖像示病變(白☆)呈高信號。MRI提示病變部分侵及胸主動脈外膜;d)胸部CT圖像示食管病變與胸主動脈之間的脂肪間隙消失,測量Picus角為87°,Takashima三角存在,綜合評估胸主動脈未受侵。
由于以往的影像學檢查方法不能直觀地清晰顯示主動脈壁、氣管及支氣管壁的分層,Tsujimoto等[15]以CT上食管腫瘤到主動脈的距離來預測腫瘤是否侵犯主動脈,Picus等[11]和Takamishima等[12]提出的三角法、夾角法及兩者相結(jié)合的方法也常用來判斷腫瘤是否侵犯主動脈。也有研究認為氣管、支氣管的管壁增厚、管腔受壓及腫瘤與氣管、支氣管的接觸長度大于3 cm等是間接顯示食管癌侵犯氣管、支氣管的征象[17],但這些預測因素均為客觀預測因子,無法直觀反映主動脈、氣管或支氣管是否受侵。本研究結(jié)果表明,與CT相比,MRI現(xiàn)有的新技術可以更清晰顯示食管的周圍結(jié)構(gòu),特別是對于胸主動脈、氣管及支氣管管壁各個層次的顯示,對評價局部晚期食管癌侵及胸主動脈、氣管及支氣管的準確度高達90.0%、83.3%,明顯高于CT(46.7%、23.3%)。
食管癌之所以需要重點評價與胸主動脈、氣管及支氣管的關系,是因為解剖上胸段食管與胸主動脈的關系密切,主動脈弓在食管的左前方形成主動脈弓壓跡,胸主動脈與食管左側(cè)壁及前壁伴行,食管與胸主動脈之間只有少許脂肪及纖維組織,因此,胸中、下段食管癌極易侵犯胸主動脈管壁。胸段食管位于氣管后方,與氣管伴行,左主支氣管到氣管隆突平面跨越食管的左前壁,食管與氣管支氣管間也僅有少許脂肪及纖維組織阻隔,故胸上、中段食管癌極易侵犯氣管及左主支氣管。
既往通過傳統(tǒng)MRI和CT圖像評價食管癌侵及胸主動脈壁、氣管或支氣管壁的準確性均較差[14,18],是因為傳統(tǒng)的MRI由于呼吸、心跳、吞咽、蠕動等運動偽影及磁敏感偽影等原因,使食管壁、氣管壁及胸主動脈的層次不能很好地顯示,并且常規(guī)T2WI存在掃描層厚較厚、層面空間分辨率低的缺點;另一方面接受放化療的患者病灶周圍炎性水腫、纖維化程度較重;再者,惡性腫瘤患者晚期比較消瘦,病變周圍脂肪層面的消失也并不一定意味著腫瘤外侵周圍結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)MRI和CT以腫瘤與周圍結(jié)構(gòu)脂肪間隙的消失為主要預測因子,從而降低了評估結(jié)果的準確性。本研究將MRI新序列T2WI-TSE-BLADE及增強后Star-VIBE應用于胸部,很大程度提高了術前評估局部晚期食管癌患者侵犯周圍結(jié)構(gòu)的敏感度、特異度及準確度。T2WI-TSE-BLADE技術可在掃描過程中進行一系列糾正和圖像重建,降低其對運動的敏感度從而消除運動偽影,顯示食管壁、胸主動脈管壁及氣管、支氣管壁的清晰度明顯提高。Star-VIBE序列也具有對運動不敏感的優(yōu)勢,可抑制運動偽影,注入對比劑后,可增加胸主動脈內(nèi)膜、中膜及外膜與氣管、支氣管壁內(nèi)膜與外膜的對比,使胸主動脈、氣管及支氣管壁的顯示更加清晰。此外,MRI具有多序列成像的優(yōu)勢,還可多角度多平面進行重建,全方位顯示食管壁、胸主動脈管壁、氣管及支氣管壁的各個層次及病變?nèi)?,從而提高術前評估局部晚期食管癌是否外侵胸主動脈、氣管或支氣管的準確率。
圖2 患者,男,63歲,食管鱗癌侵犯氣管后壁內(nèi)膜。a)T2WI-TSE-BLADE圖像示病變(白☆)呈低信號,呈稍高信號的氣管壁內(nèi)膜(黃箭)與低信號的氣管壁外膜(紅箭)部分中斷,腫瘤侵犯氣管后壁內(nèi)膜(白箭);b)增強后Star-VIBE圖像示病變侵及氣管后壁外膜,與內(nèi)膜分界不清;c)DWI圖像示病變(白☆)呈高信號。MRI提示病變侵及氣管后壁;d)CT圖像示食管與氣管之間的脂肪間隙消失,氣管后壁受壓(白箭),綜合評估氣管后壁受侵。
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術治療的較少,從而無法獲得完整的術后病理信息,特別是病變整體的病理情況,所以本研究納入樣本量較少,只搜集了強烈要求手術及出現(xiàn)氣管瘺的部分患者資料。筆者將在后續(xù)的工作中搜集更多病例行進一步研究。②分析本研究中MRI閱片者將5例過高和3例過低分期的原因,一方面可能是因為食管壁周圍炎性水腫與纖維化的影響,另一方面增強后Star-VIBE掃描時間長,若能提高時間分辨率獲得動態(tài)圖像,將獲得食管壁、胸主動脈管壁及氣管、支氣管壁各個層次較高對比的圖像。
綜上所述,MRI對局部晚期食管癌是否侵及胸主動脈、氣管及支氣管的診斷準確率明顯高于CT,MRI可以更好地指導局部晚期食管癌患者治療方案的選擇,具有較高的臨床指導意義。