壁外血管侵犯（extramural vascular invasion，EMVI）是指直肠癌侵犯到直肠固有肌层以外的血管腔内，是影响直肠癌患者预后的重要因素之一^[1]。MRI是直肠癌治疗前后评估的重要方法，在无创性评估EMVI状态时也有重要作用。本研究回顾性分析与直肠癌EMVI状态相关的MRI表现，探讨术前MRI对EMVI的诊断效能，以期为直肠癌的风险分层、治疗决策及预后评估提供新的影像学方法。

从湖南省肿瘤医院住院病历检索系统中检索2019年2—11月经手术病理证实的直肠癌患者550例，其中266例于术前1周行直肠MRI检查。266例中，83例被剔除（32例临床、MRI或病理资料不完整，51例于MRI前或术前曾行抗肿瘤治疗），余183例最终纳入本研究，其中男101例，女82例；年龄29~81岁，平均（58.1±10.9）岁。纳入标准：①经手术病理证实为直肠癌；②术前1周内行MRI检查。排除标准：①临床、MRI或病理资料不完整；②MRI检查前或术前曾行抗肿瘤治疗。

采用GE Discovery 750W 3.0 T MRI扫描仪及腹部相控阵线圈于术前1~3 d行MRI检查。检查前，患者无需清洁灌肠或肠腔内充填液体胶状物，对无禁忌证患者肌内注射山莨菪碱10 mg以抑制肠蠕动。患者取仰卧位头先进，依次行：①直肠矢状位高分辨T₂WI，TR 2 698 ms，TE 103 ms，视野200 mm×220 mm，矩阵256×288，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2；②直肠横轴位高分辨T₂WI，TR 3 273 ms，TE 105 ms，视野200 mm×220 mm，矩阵288×256，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2，扫描层面垂直于直肠病变；③直肠冠状位高分辨T₂WI，TR 2 049 ms，TE 105 ms，视野200 mm×220 mm，矩阵256×288，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2，扫描层面垂直于横轴位T₂WI图像；④盆腔横轴位DWI，采用单次激发自旋回波扩散加权平面回波成像（ssSE-DW-EPI）序列，b=1 000 s/mm²，TR 2 935 ms，TE 75 ms，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，矩阵128×128，视野320 mm×380 mm，激励次数4；⑤盆腔横轴位增强T₁WI，TR 3.53 ms，TE 1.72 ms，视野320 mm×380 mm，矩阵221×224，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，激励次数2。

由1名不知道病理结果的放射科医师（正高职称，具有20年腹部MRI诊断经验），以高分辨T₂WI图像为主要依据，参考DWI及T₁WI增强扫描图像，按SMITH等^[2]提出的基于MRI的EMVI评分体系（简称mrEMVI）进行评分：0分，病灶穿透肠壁、非结节状，邻近无血管；1分，病灶穿透肠壁、呈条状深入直肠系膜，邻近无血管；2分，血管与病灶相邻，但轮廓、管径及信号正常；3分，血管腔内出现肿瘤信号，血管轮廓及管径轻微异常；4分，血管腔内出现肿瘤信号，轮廓及管径明显异常。0~2分为阴性；3~4分为阳性。

由另1名不知道病理结果的放射科医师（副高职称，具有12年腹部MRI诊断经验），以高分辨T₂WI图像为主要依据，参考DWI及T₁WI增强扫描图像，对直肠病灶的其他状态进行评估，包括肿瘤位置、肠壁累及范围、原发肿瘤临床分期（cT分期）及临床淋巴结分期（cN分期）情况。①依据肿瘤距肛缘的距离判断肿瘤位置：高位 > 10 cm；中位5~10 cm；低位 < 5 cm。②依据国立综合癌症网络（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）直肠癌诊疗指南（版本2018.V2）行cT分期^[3]。对cT3期患者，再依据其最大壁外侵犯深度进行亚分期^[4]：cT3a，< 1 mm；cT3b，1~5 mm；cT3c，6~15 mm；cT3d，> 15 mm。③在直肠横轴位高分辨T₂WI图像上评估肿瘤对肠壁的侵犯范围：将整圈肠壁的弧度定义为360°，肿瘤侵犯肠壁≥180°，视为肠壁累及范围≥1/2圈；< 180°则为肠壁累及范围＜1/2圈。④cN分期分为cN0（无淋巴结转移）及cN+（有淋巴结转移）。区域淋巴结符合以下任一条件^[5]，即评估为cN+：a.短径≥9 mm；b.短径5~8 mm伴至少2个形态学异常征象；c.短径 < 5 mm伴3个形态学异常征象；d.淋巴结内含黏液（任何短径）。形态学异常征象共3个，即圆形、边缘不规则、信号不均匀。

所有患者均行全直肠系膜切除术，以术后病理检查结果作为EMVI状态的诊断金标准。其病理示直肠固有肌层外衬有血管内皮细胞、平滑肌细胞或弹力纤维管腔内出现癌细胞^[6]。

采用MedCalc软件（版本19.1.3，MedCalc Software bv，Ostend，Belgium；https://www.medcalc.org；2019）进行统计分析。计量资料以x±s表示，计数资料以频数表示。各MRI指标与EMVI状态之间的关联分析采用χ²检验。根据χ²检验结果，将与EMVI状态显著相关的MRI指标纳入评分体系^[2]，以便构建一种新的基于MRI的EMVI评分体系（暂称为N-mrEMVI）。采用ROC曲线及四表格诊断试验评价MRI对EMVI状态的诊断效能。采用MedCalc软件中的Comparison of ROC Curves功能模块，比较mrEMVI评分体系^[2]与N-mrEMVI评分体系在预测EMVI状态方面的效能差别。以P＜0.05为差异有统计学意义。

病理示EMVI阳性45例，阴性138例。肿瘤EMVI状态与其肠壁累及范围、cT分期及cN分期显著相关（均P＜0.01），与肿瘤位置无明显关系（表 1）。在N-mrEMVI体系中，肠壁累及范围＜1/2圈、cT1~cT3a及cN0均计0分，而肠壁累及范围≥1/2圈、cT3b~cT4及cN+均各计1分，再加上患者原有的mrEMVI评分，作为其N-mrEMVI的评分（评分范围0~7分）。分别以mrEMVI评分≥3分及N-mrEMVI评分≥5分作为上述2种MRI评估方法中EMVI阳性的诊断标准，探讨其对EMVI的诊断效能，N- mrEMVI相比于mrEMVI，具有更高的准确率、敏感度和更大的ROC曲线下面积（均P＜0.05）（表 2，图 1）。1例EMVI阳性患者的MRI及病理图像见图 2。

表 1

表 1 EMVI状态与其MRI表现之间的关系

表 1 EMVI状态与其MRI表现之间的关系  例 病理结果 肿瘤部位 肠壁受累范围 cT分期 cN分期 直肠上段 直肠中段 直肠下段 ＜1/2圈 ≥1/2 圈 cT1~cT3a cT3b～cT4 cN0 cN+ EMVI 阳性 5 25 15 7 38 17 28 11 34 EMVI 阴性 30 63 45 62 76 87 51 69 69 χ2值 2.702 12.396 8.781 8.958 P 值 0.259 ＜0.001 0.003 0.003 注：EMVI，壁外血管侵犯；CT分期，临床T分期；cN分期，临床淋巴结分期。

表 2

表 2 不同MRI评分体系对EMVI状态的诊断效能

表 2 不同MRI评分体系对EMVI状态的诊断效能 评分体系 病理结果（例） 曲线下面积 敏感度（%） 特异度（%） 阳性预测值（%） 阴性预测值（%） 准确率（%） EMVI阳性 EMVI阴性 mrEMVI 阳性 29 18 0.757 64.44 86.96 61.70 88.24 81.42 阴性 16 120 N-mrEMVI 阳性 39 17 0.872 86.67 87.68 69.64 95.28 87.43 阴性 6 121 P 值 0.007 0.013 1.000 0.049 注：mrEMVI，传统MRI评分体系；N-mrEMVI，新的MRI评分体系。

图 1

图 1 新的MRI评分体系（N-mrEMVI）及传统MRI评分体系（mrEMVI）诊断壁外血管侵犯（EMVI）的ROC曲线

图 2

图 2 男，49岁，EMVI阳性直肠癌（中分化腺癌，pT3N1）  图 2a  直肠横轴位高分辨T2WI，示直肠中段肿块突破肌层（cT3b）、累及肠壁＞1/2圈  图 2b  图 2a上方层面示瘤灶邻近血管明显增粗、轮廓不规则（燕尾箭），直肠系膜内可见形态不规整、信号不均的淋巴结（箭头）  图 2c  直肠矢状位高分辨T2WI示瘤灶后方增粗的血管（箭）  图 2d  盆腔矢状位增强T1WI示血管腔内充盈缺损（箭）  图 2e  病理切片示肌层外血管内瘤栓（HE×100）。N-mrEMVI评分为7分，mrEMVI评分为4分

直肠癌EMVI状态与其术前肠壁累及范围、cT分期及cN分期之间具有一定相关性，并据此对传统mrEMVI评分体系进行改进，且改进后的N-mrEMVI能更准确地预测直肠癌EMVI状态。本研究发现，肠壁受累范围广（≥1/2圈）的直肠癌患者更易出现阳性EMVI，一方面可能是肠壁受累范围越广，参与病灶供血及引流的直肠系膜血管越多，因而直肠癌侵犯系膜血管的概率越大；另一方面，肠壁受累范围广也可能代表病灶生长迅速（恶性度高）或存在时间长，因而出现阳性EMVI的概率更大。另外，直肠癌EMVI状态与其T、N分期显著相关，即T、N分期越高，EMVI阳性概率越大，与以往文献^[7-9]相似。

以往研究^[1]表明，EMVI阳性直肠癌患者的局部复发、远处复发及死亡率均显著高于EMVI阴性患者。因而，EMVI状态是直肠癌重要的预后影响因素，对治疗方式的选择也有影响^[10-11]。治疗前被评估为EMVI阳性的直肠癌患者，需先行新辅助放（化）疗再行手术治疗^{[3, 11]}。因此，须在治疗前准确评估直肠癌的EMVI状态。目前，病理检查仍是评估直肠癌EMVI状态的金标准，但也存在一定不足^[12]：①病理EMVI状态仅能在术后获得，具有一定滞后性，无益于术前早期治疗决策；②新辅助放（化）疗会引起组织纤维化及血管内皮破坏，从而导致病理检查时易低估EMVI状态^{[2, 12]}，不利于作出准确的治疗决策。文献^[12]报道，新辅助放（化）疗可能使得EMVI的病理诊断假阴性率达30%。因此，有必要探寻一种能够在术前准确预测直肠癌EMVI状态的新方法。

SMITH等^[2]于2007年提出了mrEMVI评分体系。该体系也是评价EMVI状态的传统MRI方法，根据直肠病灶外侵的形态、病灶与直肠系膜内血管的位置关系、受累血管的粗细及血管腔内信号改变进行评分，并以此判断EMVI状态。但多项研究^{[2, 6, 9, 13]}发现，mrEMVI在判断EMVI状态方面存在特异度高而敏感度较低的不足，其敏感度为28%~62%，提示该方法需进一步完善。mrEMVI敏感度较低的原因可能是受MRI空间分辨力的限制，尽管高分辨力成像已普遍应用于该评分体系，但该评分体系仍主要用于评估较粗（管径≥3 mm）的血管^{[9, 13]}。本研究在传统的MRI评分体系（mrEMVI）基础上，尝试纳入与EMVI状态显著相关的其他因素（肠壁受累范围、cT分期及cN分期），以构建一种新的MRI评分体系（N-mrEMVI）。结果发现，该体系能够显著提高预测EMVI状态的敏感度、准确率及ROC曲线下面积，且不降低特异度。说明，在评估直肠癌EMVI状态方面，N-mrEMVI优于mrEMVI，原因可能为新评分体系中纳入了与EMVI状态相关的更多指标，从而提升了MRI对EMVI的诊断效能。

总之，本研究发现直肠癌术前原发灶及淋巴结MRI特征对预测其EMVI状态具有一定的补充价值，有望为治疗前准确评估直肠癌病情提供帮助。