声明：此为近期对直肠癌MRl学习之笔记，为编译形式而非原创，请批评指正！
直肠癌的多学科诊疗模式包括术前新辅助放化疗和TME手术，增加了对局部进展期肿瘤的局部控制，成为直肠癌的标准治疗方法。高分辨率盆腔磁共振成像（MRI）是直肠癌分期的主要方法，但尚未证明在再分期中有效，特别是在新辅助治疗后的完全应答评估中。新辅助放化疗在直肠肿瘤和相邻区域产生许多变化，结果不能准确地确定局部肿瘤范围。然而，将动态增强或者扩散加权序列添加到标准方法可以提高诊断准确性。
不建议使用腔内造影剂如超声波凝胶进行常规灌肠，因扩张直肠并压缩直肠系膜脂肪可能导致对筋膜受累的高估并干扰直肠系膜结节的评估。检查前一般不必肠道准备，但有过量的粪便时可以使用解痉剂。以此目的，除非禁忌，在将患者置于MRI台之前，肌肉注射40mg丁基莨菪碱。
成像协议
标准的直肠MR协议至少包括具有1-3毫米切片厚度的矢状位、轴位和斜冠状位的2D T2加权序列。矢状位用于确定纵向肿瘤轴线，使得轴向和冠状面可以分别垂直于和平行于肿瘤轴。冠状位必须与肛管一致以便为低位肿瘤评估肛门复合体和盆底肌肉的关系。
图1：T2加权矢状图像用于确定肿瘤纵轴，以便调整轴位和冠状位角度。
A：斜轴位在直肠肿块水平垂直于直肠壁;
B：斜轴位与盆底垂直，用于覆盖淋巴结引流区域;
C：冠状位与肛管平行，用于低位直肠肿瘤的成像。
直肠肿瘤用箭头表示。
图2：根据从肛门边缘的距离直肠分成三段
T2加权矢状图显示直肠上段（> 10厘米），中段（5-10厘米），和下段（<>
中上段直肠壁由三个独立的层组成，可在MRI中进行区分，T2加权MRI序列能很好地显示直肠壁解剖结构。
图3：A-示意图和B-T2加权轴位磁共振成像：
内侧高信号层代表粘膜和粘膜下层（两层之间不可区分）,
中间低信号层和外侧的高信号区域代表固有肌层和直肠系膜,
直肠系膜筋膜表现为低信号包绕直肠系膜（箭头）。
耻骨直肠韧带构成肛管的上限。肛管内层肌由内括约肌组成，是直肠固有肌层环形层的延续。肛管外层肌由耻骨直肠肌和外括约肌的尾端组成。
图4：低位直肠正常解剖，A-示意图和B-冠状位T2加权磁共振成像：
耻骨直肠韧带，耻骨直肠肌上部显示肛管的最高部分（虚线）；
肛门边缘是肛管的最下面部分（实线）。
LA：肛提肌; IS：内括约肌;ES：外括约肌
腹膜反折覆盖上段直肠前壁，矢状位在男性精囊腺上极和女性宫颈角上方。腹膜侵袭的评估在分期中非常重要，因为直肠肿瘤在腹膜受侵的情况下分期为T4a。
图5：腹膜受侵女性（A和B）和男性（C和D）T4a直肠肿瘤患者。
在矢状位T2加权图像上，腹膜是肿瘤前面的低信号线性结构（A，C中的箭头）。
在轴位T2加权图像上，腹膜具有V形并且附着在直肠癌的前面（B和D中的箭头）。
T：肿瘤； U：子宫； P：前列腺
位于腹膜返折下方的中段直肠完全被直肠脂肪组织包围，称为直肠系膜。直肠系膜由MRF构成环周切缘（CRM）。MRF可以被看作是围绕直肠和直肠系膜的薄、低信号。MRF在直肠下段逐渐变薄，MRF在后侧位很容易看到，虽然很难将其与前壁的Denonvilliers筋膜区分开。
图6：直肠系膜和直肠系膜筋膜共振成像解剖学。
在T2加权A-轴位和B-冠状位磁共振图像上，直肠系膜筋膜（箭头）被看作是一个薄的低密度层，包围男性直肠癌患者的直肠系膜脂肪组织（*）和直肠。
直肠癌分期
1.肿瘤高度与长度
因预后和手术管理受肿瘤部位的影响，应报告肿瘤高度和长度。矢状位上划线测量肿瘤长度，肿瘤位置是肿瘤最低处至肛缘距离，并分作上中下三段（图7）。
2.中高位肿瘤T分期
在T2加权成像中，固有肌层处于高密度直肠系膜脂肪和粘膜/粘膜下层之间，显示中度至轻度高信号。 T2加权图像上的直肠肿瘤的信号强度通常介于固有肌层和粘膜的信号强度之间 （图8）。
T1肿瘤局限于粘膜下层，T2肿瘤向下延伸但不超过肌层，非相控阵线图条件下或直肠内超声下T1与T2的区分并不可靠，肿瘤可直接分作T1/T2。肿瘤超过肌层并延伸入直肠系膜脂肪时称为T3，肌层受累时如果有穿透血管不要误将其划作T3（图8和9）
图8：直肠癌T分期。
美国癌症联合委员会根据侵润深度进行T3肿瘤的分层：小于5 mm，T3a; 5-10毫米，T3b; 和超过10毫米的T3c
图9：直肠癌T分期磁共振成像。
T2加权轴向图像显示不同T阶段的直肠癌：
A：T1肿瘤局限于粘膜下层，尚未进入固有肌层（箭头）;
B：T2肿瘤扩展到但不超出固有肌层（箭头）;
C：T3肿瘤超出固有肌层和并延伸入直肠系膜脂肪（箭头）;
D：T4a肿瘤侵入内脏腹膜（箭头）。
壁外侵犯深度指肿瘤超过肌层的延伸，美国癌症联合委员会建议根据壁外侵犯深度将T3分层：T3a＜5mm，T3b 5-10mm，T3c＞10mm。T3a者生存率更高，这些早期T3肿瘤单独手术就可控制，与T1/T2肿瘤预后相当。T4肿瘤延伸至脏层腹膜表面或邻近结构（表1，图8和10）
图10：磁共振成像中T3肿瘤的分层。
T2型加权轴向磁共振图像在T3直肠癌患者中显示肿瘤超出固有肌层延伸（双头箭头）。A：小于5毫米，T3a; B：5-10毫米，T3b; 和C：超过10毫米，T3c。
额外看几幅大图：
62岁直肠癌妇女，薄层T2加权轴位MR图像显示直肠癌，在9点钟位置
72岁直肠癌男性，T2加权轴位图显示T1肿瘤，紧邻肿瘤的粘膜下层消失而固有肌层完整。
62岁直肠癌男性，T2加权轴位图像显示T2期，环形肿瘤侵犯但未超过肌层
73岁直肠癌女性，T2加权轴位图像和相应的线图显示T3a肿瘤超出外肌层小于1毫米（箭头）。
56岁直肠癌女性，T2加权轴位图像和线图（b）显示：后壁环形肿瘤（箭头），浸润的部分在6点位置，T3b超过外肌层扩展＜5毫米
51岁直肠癌女性，T2加权图像显示T4期浸润性肿瘤（箭头），并通过腹膜反折扩张。
58岁低位直肠癌男性， T2加权冠状MR图像显示左侧入侵到内侧平面（箭头）。
3.与直肠系膜筋膜距离
对于T3肿瘤应测量肿瘤穿透最重处与MRF间的最短距离，它是非常重要的局部预后因子，肿瘤与MRF距离超过1mm是TME后可靠的切缘阴性预测指标。存在诸如肿瘤沉积、淋巴结或壁外血管侵犯（EMVI）时，应报告结节与MRF间的最短距离（图11和12）。
图12 ：T2加权轴向图像不同患者的直肠系膜筋膜和直肠系膜筋膜受侵的距离。
A：T3a肿瘤远离直肠系膜筋膜（双头箭头）;
B：T4a肿瘤（白色箭头）和可疑的直肠内淋巴结（箭头）邻接直肠系膜筋膜;
C：直肠肿瘤位于直肠系膜筋膜> 1mm处; 然而，位于直肠系膜筋膜之外的可疑淋巴结位于直肠系膜筋膜（箭头）的<>
直肠系膜筋膜用黑色箭头表示。
4.EMVI
EMVI与局部和远处复发相关，生存率差，定义为在直肠系膜脂肪的血管内存在恶性细胞。EMVI表现为接近肿瘤的血管明显不规则或肿瘤信号强度增加（图13）。
图13：EMVI。
T2加权（A）冠状和（B和C）连续轴向磁共振图像，在T4a直肠癌患者中显示不规则和扩大的血管信号插入肿瘤，与肿瘤有相同的信号强度（圆圈）。
5.低位肿瘤T分期
表1和图14、15显示了如何鉴别肿瘤T分期和环周切缘（CRM）。
图14：根据低直肠癌的每个阶段的示意图和高分辨率冠状T2加权磁共振图像。
不同患者的直肠肿瘤用磁共振图像上的箭头表示
图15：4期低位直肠癌。
在T2加权（A）冠状面（B，C）轴向磁共振图像显示，直肠癌浸润提肌（红色箭头）和直肠系膜筋膜（白色箭头）。
LA：肛提肌；PR：耻骨直肠肌;MRF：直肠系膜筋膜；BL：膀胱；V：阴道。
6.N分期
淋巴结分期对术前治疗计划很重要，TNM分期中仅累及区域淋巴结包括直肠系膜和髂内淋巴结（表1），其它淋巴结受累认为是转移。直肠系膜淋巴结通常最先也是最常受累，多位于肿瘤5cm范围内。直肠系膜外淋巴结（髂、直肠上或肠系膜下淋巴结）受累时为局部进展期，低位直肠肿瘤可转移至腹股沟浅淋巴结，提示预后不良。
淋巴结大小是使用MRI进行N分期的主要标准，当短轴超过0.5cm时认为是病理性的，但是没有最佳的阈值。在大小基础上加入形态学特征如圆形、轮廓不规则和信号强度不均一，提高了MRI诊断精确性。虽然MRI特征的描述不够准确，但对于定位可能有用（图16）。
图16：直肠系膜和直肠系膜外淋巴结受累。
A：T2加权
B：T1加权造影增强轴向MR图像;
C：18 F-FDG PET-CT;
D：DWI在直肠系膜内（红色箭头）和直肠系膜外（白色区域）显示可疑淋巴结。直肠系膜外淋巴结在DWI上比T2W和T1W序列更为明显。
新辅助治疗后再分期
新辅助CRT可以降期、缩小肿瘤，减小手术范围，减少局部复发和改善生存。重新分期需比较治疗前后图像所有因素，要尽量保证图像相同条件和层面。
1．T分期
采用传统MRI序列对CRT后肿瘤重新分期的精确性差于初始分期，尤其在证实完全缓解（yT0），主要是很难将残留的肿瘤与纤维化、水肿和正常粘膜区分开，因此CRT后正常的2层直肠壁提示为完全缓解，而残留纤维化既可以是肿瘤残留也可以是完全缓解（图17）。实际上CRT后T2加权MRI后上纤维化的信号强度很低，而残留肿瘤区域则为中等强度，仔细评估高分辨图像和DWI是能区分小的残留病变和纤维化的（图18）。
图17：新辅助放化疗后肿瘤重新分期。
在不同患者的T2加权MR图像上分别显示上-治疗前，下-治疗后
A：在ypT0直肠肿瘤中，治疗后的轴位图像显示正常的两层直肠壁（箭头），对应完全缓解;
B：在ypT3直肠肿瘤中，治疗后的轴位图像显示正常的双层直肠壁（箭头）。这是MR评估完全缓解的假阴性例子;
C：在ypT0直肠肿瘤中，原有肿瘤区域治疗后呈现厚的、纤维化的低信号强度疤痕（箭头）
除了形态学发现之外，DWI可以提供与细胞水平相关的功能信息变化。CRT后细胞密度减低、纤维化或坏死使弥散加强，从而降低弥散加强图像的弥散信号强度，并增加在ADC图像[ADC值和ADC的信号强度（图18和19）。虽然DWI能从纤维化中区分活的肿瘤细胞，也能区分治疗反应好与差，但不能预测完全缓解（图20）。而且CRT后不能使用DWI评估肿瘤反应，因为即便在治疗前此类肿瘤也显示为ADC高密度（图21）。
图18：DWI对放化疗后为ypT3的肿瘤重新分期
A-T2加权轴位显示治疗后半圆形浸润肿瘤，与残留的T3肿瘤相符（箭头）
B-治疗后DWI
C-ADC，图像分别对应肿瘤的高低信号强度，治疗前后ADC值分别为0.68-0.72和1.22-1.44×10-3 mm²/s，治疗后ADC值增加与治疗反应相符。
图19：DWI对放化疗后ypT0直肠肿瘤重新分期。
A：治疗后T2加权轴位图像显示先前直肠肿瘤区域的低信号强度纤维化厚壁（箭头），难以确定该区域是否含有肿瘤细胞还是完全缓解;
B：在治疗后DW图像（B-800）中，在以前的肿瘤区域（箭头）没有弥散信号，与完全缓解相符。在这种情况下，DWI正确区分肿瘤与纤维化;
C：ADC图像显示治疗后平均ADC增加(0.70 × 10-3 mm²/s vs 1.40 × 10-3 mm²/s) ）与治疗反应相符，但不能预测完全缓解。
图20：DWI对放化疗后ypT0直肠肿瘤重新分期。 A：T2加权轴位图像显示低信号强度纤维化的厚壁，可疑残留肿瘤区域具有中等信号强度（长箭头）;
B：治疗后DWI图像，低信号强度的小焦点与残留肿瘤（长箭头）相符;
C：ADC图像显示治疗后平均ADC增加，与治疗反应相符， 但没有完全缓解。可疑直肠淋巴结（箭头）在CRT后T2和DWI不可见，但另外两个仍然可见（短箭头）。此例是DWI评估肿瘤和淋巴结反应假阳性。
图21：粘液腺癌。粘液性肿瘤在治疗前后T2，弥散和ADC图像均显示出高信号，无论其治疗反应如何。他们对CRT的反应不能使用DWI进行评估。
2．直肠系膜筋膜距离
如果在CRT后距离MRF至少1毫米处观察无肿瘤边缘则认为CRM未累及，阴性预测值达98%，但阳性预测值很低。有些直肠癌，CRT导致肿瘤容积明显减少同时，也导致最初与MRF相接的缘收缩，此时难以确定此区域是否存在肿瘤细胞（图22和23）。
图23：放化疗对直肠肿瘤和周围切缘的影响。 不同病人的T2加权轴位磁共振图像，上-基线和下-CRT后。
A：在没有MRF侵袭的ypT2直肠肿瘤中，在直肠系膜筋膜（箭头）处厚厚的低信号组织浸润导致过度分期;
B：在没有MRF侵袭的ypT3直肠肿瘤中，肿瘤的纤维性纤维性缩小，CRM阳性可疑（箭头）;
C：直肠肿块明显缩小，低信号强度浸润直肠系膜筋膜（箭头）。手术中证实肿瘤侵犯了直肠系膜筋膜。
3．N分期
CRT后淋巴结大小用于重新分期更可靠，放疗导致的正常淋巴结形态学变化使得转移淋巴结与正常淋巴结很难采用形态学和DWI相区分，经常导致淋巴结过度分期（图24和25）。
图24：DWI对直肠癌放化疗后ypT0N0直肠系膜淋巴结评估假阳性。
A：T2加权轴位磁共振图像显示放化疗后结节大小明显减少，与阴性淋巴结（箭头）相符;
B：DWI图像，直肠周围淋巴结治疗后高弥散信号，与阳性淋巴结（箭头）相符。
图25：DWI成像，直肠癌放化疗后ypT0N0阳性直肠系膜淋巴结。
A：T2加权轴位图像显示淋巴结大小明显减少，与完全反应相符;
B：残余的纤维化淋巴结呈现高弥散信号强度，错误提示为转移性淋巴结（箭头）。
MRI重新分期的精确性通常低于初始分期，主要源于淋巴结过度分期，不能区分肿瘤浸润、肿瘤残留、治疗反应与纤维化的差异。有meta分析显示新辅助治疗后MRI重新分期的精确性变化很大，但如果联合DWI、有经验的专家结果会更好，也有报道MRI可用于CRM分期，但对淋巴结分期则一直是挑战。
参考文献：World J Clin Oncol. 2017 Jun 10;8(3):214-229. doi: 10.5306/wjco.v8.i3.214.
AJR Am J Roentgenol. 2008 Dec;191(6):1827-35. doi: 10.2214/AJR.08.1004.
