刘文娟，王振常，李玉意，吕晗，李佳

直肠癌是全球发病率排名第三的消化道恶性肿瘤[1]，且多数患者确诊时已属中晚期[2]。直肠癌进行术前新辅助治疗(neoadjuvant chemoradiotherapy，NCRT))的目的是提高手术的切除率和保肛率，从而延长患者的无病生存期。《中国结直肠癌诊疗规范(2020版)》[3]推荐临床T3期和(或)N+期的可切除直肠癌患者进行术前的新辅助放化疗，T4期或局部晚期不可切除的患者必须行NCRT。NCRT后再分期的准确性直接影响临床治疗方案的选择。影像检查为临床直肠癌局部分期的重要手段，常用的影像检查包括MRI、直肠腔内超声(endorectal ultrasonography，ERUS)、CT、正电子发射断层显像(positron emission tomography，PET)等[4-6]。然而，肿瘤放化疗后的坏死、瘤周组织的水肿及炎性反应、残留的癌组织与替代的纤维瘢痕组织均成为影像分期准确性的巨大挑战，也给临床医师选择合适的检查方法带来困难。近年来基于CT和MRI的影像组学、超声的弹力成像等新的技术手段也不断用于直肠癌NCRT的疗效评估[7-9]。本团队提出的我国影像学检查的临床适用性评价(medical imaging clinical appropriateness，MICA)是影像科与临床医生基于循证医学共同慎重评价某种影像学检查的必要性和合理性，最终以指南方式呈现，对于我国医疗资源优化配置和使用有很大的促进作用[10]。本文对不同影像检查方法和手段对直肠癌NCRT后再分期的应用价值进行综述，旨在对直肠癌NCRT后再分期这一临床场景进行影像学检查的临床适用性评价。

ERUS

1.常规超声

ERUS是直肠癌术前分期的常用影像学检查方法，具有操作简单、价格低廉、重复性好等优点。一项2014年的Meta分析显示ERUS判断NCRT后直肠癌T0期的敏感度、特异度约为37.0%、93.9%，而对于T3～T4期的敏感度、特异度分别为87.6%、66.4%；判断淋巴结转移的敏感度、特异度为49.8%、78.7%[5]。2019年我国一项研究[4]表明ERUS诊断T再分期的总体符合率为67.4%(58/86，kappa=0.483)，其中T3期的超声诊断符合率最高，这也与其他研究[6]相一致。ERUS对与T再分期总体的符合率不高可能是因为经NCRT后肿瘤坏死组织被纤维化瘢痕组织所替代，表现为低回声信号与肿瘤组织相似，会对T0～T2期的肿瘤过高分期。同时，这项研究发现肿瘤发生部位是影响直肠癌NCRT后的ERUS再分期符合率的独立因素，中高位的直肠癌准确性较高[6]，低位直肠解剖结构特殊，该段直肠包绕内、外括约肌、肛提肌等肌群，治疗后各肌层水肿、粘连，容易导致误分期。有一项针对NCRT后淋巴结的研究发现，直径<3 mm的淋巴结约占50%，而ERUS对这类淋巴结的甄别能力较差，导致其评估N分期的符合率低[11]。治疗后的淋巴结也会发生纤维化，表现为与通常转移性淋巴结不同的强回声[12]。

2.超声弹性成像

超声弹性成像是通过应变率比值反映病变与邻近组织相对硬度的检查手段，可量化评估肿瘤治疗效果。国内有学者应用压迫性弹性成像技术可将ERUS对于T0～T2期诊断的符合率从45.0%～58.5%提高到69.0%～70.1%[13-14]。剪切波弹性成像时一种新型弹性技术，可以通过测量剪切波速度获得病变的绝对弹性值，绝对弹性值的增加可以反映NCRT后病变浸润深度的增加，为评估分期提供了新的维度的信息。杨蕊等[15]应用直肠腔内剪切波弹性成像选取58 kPa作为最佳诊断临界点时，超声弹性成像诊断NCRT后病变局限于肠壁内的符合率为78.9%，选取43 kPa作为最佳诊断临界点时，诊断T0期的符合率为89.7%，均较常规ERUS显著提高。

ERUS诊断直肠癌NCRT后再分期时，对于T3～T4期的准确性要高于T0～T2期，以T3期为最高，且中高位直肠癌准确性较高。超声弹性成像可以提高直肠癌T0～T2期的诊断准确性。ERUS对直肠癌NCRT后N再分期准确性不高。

CT

1.常规CT

CT是直肠癌临床最常用的影像检查手段之一，主要应用于晚期直肠癌患者的分期，尤其是合并其他脏器转移方面。CT检查用于评估NCRT后直肠癌再分期研究较少。国内研究发现，CT增强扫描评价中低位直肠癌NCRT后T分期、N分期、环周切缘受累符合率分别为63.6%(68/107)、52.3%(56/107)、92.5%(99/107)，T分期、N分期中分别有23例、29例为过高分期，11例、19例为过低分期[16]。国外的一项研究报道增强CT对于直肠癌NCRT后再分期T分期、N分期、环周切缘受累符合率分别为37%、62%、71%[17]。T分期的符合率低可能与放化疗后的瘢痕组织在CT图像上显示密度不均，边缘凹凸不平，局部可能呈毛刺状所致。目前淋巴结转移被认为是短径>5 mm，形态不规则、边缘毛糙，且强化不均匀，但研究表明无论是从淋巴结的CT密度还是大小都无法准确区分转移性淋巴结和反应性增生淋巴结[16]。胸腹盆CT增强检查可在一小部分直肠癌NCRT后的围手术期患者中发现新的转移灶，从而改变治疗策略[18]。

2.CT影像组学

影像组学是从医学影像图像中挖掘高通量的定量影像特征，使用统计学方法筛选出能够提供有用的诊断、预测或预后信息等最有价值的影像特征，可用于疾病的定性、疗效评估和预后预测等研究。Bibault等[19]学者应用深度学习神经网络模型预测病理完全缓解(pathological complete response，pCR)的符合率可以达到80%(ypT0N0期)。李华秀等[20]采用受试者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线分析CT影像组学标签的诊断效能，ROC曲线下面积(area under curve，AUC)为0.791，该研究认为联合临床癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)≥3.4 ng/mL、临床分期为T4期构建的联合预测模型诊断效能(AUC=0.881)大于影像组学标签模型，具有临床应用价值。对于淋巴结再分期，Huang等[21]基于增强CT影像组学及临床联合模型可将转移性淋巴结的预测符合率提高到77.8%。预测直肠癌NCRT后效果的CT影像组学研究较少，样本量较少，尚需进行大样本研究。

增强CT对于直肠癌NCRT后T、N再分期准确性均不高，但判断环周切缘受累的准确性较高。胸腹盆CT增强检查在围手术期可能改变治疗策略。CT影像组学及临床联合模型可以提高T、N再分期的准确性。

MRI

1.常规MRI

MRI是各国指南公认的直肠癌治疗前局部分期的推荐影像学检查[3,22]。因此，对于NCRT后的直肠癌分期研究也比较多，普遍认为MRI对与NCRT后直肠癌再分期的效果不如治疗前分期[23]。2014年的Meta分析结果MRI判断NCRT后直肠癌T0期的敏感度、特异度约为15.3%、94.6%，对于T3～T4期的敏感度、特异度分别为82.1%、53.5%；判断淋巴结转移的敏感度、特异度为61.8%、72.0%；判断环周切缘受累的敏感度、特异度为85.4%、80.0%[5]。另外有研究发现对于T分期来说，MRI总的诊断符合率是60%，但对于T3期的诊断符合率可以达到83.5%，对于T0～T2期肿瘤的诊断符合率却只有25%，淋巴结分期的符合率为55%[12]。2019年的一项涵盖1262例直肠癌放化疗后再分期的Meta分析结果显示，MRI对T3～T4期直肠癌诊断敏感度为81%，特异度为67%，对淋巴结转移诊断敏感度为77%，特异度为77%[24]。对于放化疗敏感的肿瘤会因肿瘤坏死产生炎性反映、水肿以及形成黏液湖，在T2WI上呈高信号，会在肿瘤周围脂肪组织显示为稍高信号的模糊状影，和肿瘤细胞的浸润鉴别不开，所以分期不准确的大多为病理的T0～T2期错误分为T3期。

2.扩散加权成像

扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)及表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图有助于NCRT后直肠癌黏液变和直肠系膜内纤维条索增生的鉴别诊断[25]。Lambregts等[26]研究结果显示T2WI联合DWI能提高直肠癌NCRT后的T分期符合率。Intven等[27]的研究也认为DWI及ADC的改变是直肠癌NCRT后病理学T0期的最佳诊断方法。也有具有争议的基础研究指出，直肠癌NCRT后多伴有邻近组织的水肿及炎性改变可能会导致细胞内水分子扩散受限而引起DWI信号增高，仅从DWI信号来看可能与肿瘤组织混淆，会导致T再分期不准确[28]。对于淋巴结来说，Lambregts等[29]研究表明NCRT后的转移性淋巴结的ADC值会明显低于非转移性的，但NCRT后淋巴结会发生反应性增生，ADC值同样会减低。因此，NCRT后的淋巴结再分期依然具有挑战。因此，国外报道认为预测pCR的最佳方法是综合MRI的T2WI、DWI及内镜检查[30]。

体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion，IVIM)扩散加权成像是基于多b值的可以定量评估人体组织扩散和灌注的指数模型。对于IVIM是否有助于预测pCR，既往研究仍然具有争议，部分研究[31-32]认为应用IVIM有助于预测直肠癌NCRT后pCR，而有的研究[33]则持相反意见。近年来扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)也用于直肠癌NCRT后的分期评估，这种技术也是DWI基础上进一步的发展延伸，平均扩散系数(mean diffusion，MD)和平均峰度系数(mean kurtosis，MK)可以定量评估肿瘤水分子扩散程度和量化扩散差异。程鑫涛等[34]和Hu等[35]的研究均显示MK评估NCRT疗效价值最高，AUC分别为0.823和0.908。但Yang等[36]最新的研究表明，pCR组NCRT后MD值明显高于非pCR组，NCRT后MD值的AUC值最高(0.788)，敏感度为82.9%。因此，IVIM和DKI在NCRT后直肠癌再分期方面还有较大的研究价值。

3.动态增强MRI

动态增强(dynamic contrast-enhanced，DCE)MRI在获得肿瘤形态学信息的同时，还可以动态监测病变的强化方式，获得肿瘤组织的生理性变化情况，可对组织的特征进行半定量、定量、定性分析。兴趣区的容量转移常数(Ktrans)是肿瘤诊断和分期最常用的DCE参数之一。Shen等[37]研究表示T2WI联合DCE-MRI对于直肠癌NCRT后再分期的准确性可达到86.4%。Wei等[24]研究表示，钆剂增强MRI也可用于提高诊断转移性淋巴结的特异度。目前的研究均认为DCE-MRI对于直肠癌NCRT后pCR的定性分析价值较高，关于其他分期及定量分析的研究尚少，另外DCE-MRI分析对于勾画兴趣区要求较高，实际操作时可能会造成误差。

4.MRI影像组学

影像组学可从常规MRI图像提取海量的影像定量特征，识别出大量图像征象表达受限的信息，得到肿瘤的全面特征。因此近年来应用影像组学评估直肠癌NCRT疗效的临床研究日渐增多，且多数研究认为影像组学评估pCR的价值较高。不同学者基于T2WI的影像组学评估NCRT后pCR的AUC可达0.91、0.88[38-39]，基于T2WI及DWI的影像组学评估pCR的AUC为0.83～0.86、0.918～0.971[40-41]。但应用MRI影像组学预测直肠癌NCRT后其他T分期研究较少。Zhu等[21]学者将直肠癌NCRT前、后的MRI数据、兴趣区淋巴结的影像组学特征建立联合预测模型，可以较准确的预测患者的术前分期(AUC=0.82)。Zhou等[42]学者证实放射科医生的分期结果结合MRI影像组学分析有助于预测直肠癌患者在NCRT后的淋巴结状态，特别是对于治疗后的MR T1～T2期肿瘤患者。目前的MRI影像组学研究样本量相对较小，可重复性及稳定性较差，需要进行多中心、大样本的前瞻性研究。

MRI对于NCRT后直肠癌T再分期的效果不如治疗前分期，且T0～T2期的符合率低于T3～T4期，对于N再分期的准确性亦不高。DWI及动态增强MRI可以提高再分期的效果。影像组学的研究被认为可以预测直肠癌NCRT后pCR及淋巴结的状态。

PET

PET是唯一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术，85%是用于肿瘤的检查。PET可与CT、MRI有机结合可以实现解剖结构和功能/代谢/生化影像的实时融合。有研究指出氟代脱氧葡萄糖(fludeoxyglucose，FDG)-PET/CT预测直肠癌NCRT后再分期的准确性优于MRI分期，93.5%的阴性预测值表明FDG-PET/CT基本可以排除pCR[43]。一项关于PET/MRI的研究报道PET/MRI和MRI对于直肠癌NCRT后T分期的符合为率为92%、89%，N分期的符合率为92%、86%[44]。PET作为一种无创的全身检查手段，不仅可以对直肠癌NCRT后进行肿瘤的局部再分期，还可监测远处转移情况，可作为一种重要的评估方法。但因其价格昂贵，没有完全普及，在这方面的研究尚少，是否可以将其作为直肠癌NCRT后唯一的检查手段尚需大样本研究。

综上所述，直肠癌NCRT后T再分期时，ERUS、MRI、CT的诊断准确性相差不大，均低于治疗前分期，T0～T2期的肿瘤患者可能会被高估为T3～T4期。评估淋巴结分期时三者的准确性均不满意，但CT、MRI评估环周切缘准确性较高。鉴于国内各医院对ERUS的使用情况不一，对于直肠癌NCRT后再分期的影像学检查临床使用性评价，MRI平扫加增强、ERUS及超声弹力成像均是通常适用的，结合MRI影像组学可以提高分期的准确性。MRI平扫因其较高的软组织分辨力是可能适用的。CT检查会产生电离辐射，但CT增强检查因其对环周切缘阳性判断的符合率高，在局部再分期时是可能适用的，胸腹盆CT增强检查可能改变直肠癌NCRT后围手术期的治疗方案。CT的平扫检查对于软组织分辨力差，且存在电离辐射，通常不适用。PET/CT及PET/MRI因其价格昂贵，局部再分期时也通常不适用。以上仅是基于证据的综合评价，最终指南的制订须遵循指南报告规范[45]。另外，影像学检查的临床适用性评价是普适性的方法，临床医师要严格的把握患者影像检查的禁忌症，根据具体情况进行灵活决策。