磁共振在食管癌诊疗过程中的应用进展

Progress in the Application of Magnetic Resonance in the Diagnosis and Treatment of Esophageal Cancer

摘要: 食管癌是一种全球性的上消化道恶性肿瘤，在全球高发癌症中排名第八，死亡率也位居前列。食管癌的治疗是一个系统性的治疗，其中治疗方案的选择、疗效评价依赖于早期诊断、术前分期及术前可切除性评估。现如今影像学已经成为食管癌诊断和评估疗效的重要手段，随着MRI技术的发展，其已成为食管癌诊疗过程中的重要手段，本文将对磁共振在食管癌诊疗过程中的应用进展进行综述，以期为临床提供有效的指导与建议。

Abstract: Esophageal cancer is a global malignancy of the upper digestive tract, ranking eighth among the most common cancers in the world, with one of the highest mortality rates. The treatment of esophageal cancer is a systematic treatment, in which the choice of treatment and the expectation of curative effect depend on early diagnosis, preoperative staging and preoperative resectable evaluation. Nowadays, imaging has become an important means to diagnose and evaluate the cura-tive effect of esophageal cancer. With the development of MRI technology, it has become an im-portant means in the diagnosis and treatment of esophageal cancer. This paper will review the ap-plication progress of magnetic resonance in the diagnosis and treatment of esophageal cancer, in order to provide effective guidance and suggestions for clinical practice.

1. 引言

食管癌是一种全球性的上消化道恶性肿瘤，在全球高发癌症中排名第八，死亡率也位居前列 [1] 。食管癌的发病率在不同地区之间存在很大差异。在北美和欧洲等国家，食管腺癌较为常见，而在中国地区，食管鳞癌更为普遍 [2] 。许多因素被认为与食管癌的发生有关，其中包括吸烟、饮酒、年龄、饮食以及某些芳香族化合物的摄入 [3] 。

食管癌的治疗是一个系统性的治疗 [4] 。早期食管癌主要是通过外科手术实现根除，而中晚期食管癌则需要术前新辅助放化疗及术后辅助治疗来实现最佳的治疗效果 [5] 。因此食管癌治疗方案选择、疗效预期明显依赖于早期诊断及术前精准分期、术前可切除性评估。随着影像学技术的发展，它已成为食管癌诊断和评估治疗疗效的重要手段，本文对食管癌影像学研究进展进行综述，以期为临床提供有效的指导与建议。

2. X线成像

食管钡餐造影，这种方法的成本较低，且无创，患者的接受程度较高。检查时由于钡剂的附着性及流动性，可以动态观察食管的蠕动功能，并且可以帮助诊断食管癌术后是否发生吻合口瘘。但是其对食管癌肿瘤浸润程度及远处转移无法判断，对于确定食管癌的TNM分期具有很大的局限性。

3. 计算机断层成像(Computed Tomography, CT)

CT一种常用的影像学食管癌诊断方法，它可以利用增强扫描更准确地显示出食管癌的增厚程度及病灶位置，并且可以清晰地显示肿瘤与周围组织和器官之间的侵袭关系。但目前CT对评价食管癌术前壁外侵犯程度的优势并不明显，特别是对于T1期食管癌，准确率仅为42% [6] 。同时由于CT的软组织分辨率不高，食管管壁的分层不能很好地观察 [7] 。

4. 食管超声内镜(Endoscopic Ultrasound, EUS)

EUS是一种有效的食管癌术前诊断及TNM分期的重要手段 [8] ，它将内镜检查与超声检查结合起来，不仅能够清晰地显示出食管的结构，还能够更加准确地探测出淋巴结的转移情况，从而更好地对食管癌进行TN分期。与CT相比，EUS在确定肿瘤T分期和N分期更具优势 [9] ，但食管超声内镜检查受操作者影响大，同时超声内镜属于侵入性检查，并且由于食管癌会导致食管管腔狭窄，超声内镜无法通过。

5. PET-CT (Positron Emission Tomography-Computer Tomography, PET-CT)

PET-CT将PET与CT两种技术相融合，不仅可以获得病灶的解剖信息，而且还可以获得病灶的功能代谢信息和，在进行包括食管癌在内的多种不同类型的恶性肿瘤诊断时，PET-CT较其他影像学对于判断肿瘤淋巴结转移和远处转移方面更具优势。根据Cheung [10] 的研究：PET-CT对食管癌原发病灶的检出率可高达92.7%。虽然PET-CT在食管癌的诊断上具有较高的准确率，但其空间分辨率和对比度分辨率较低，限制了对肿瘤的范围和侵及深度的的观察，同时高昂的费用也限制其广泛应用，导致其在食管癌T分期方面价值有限。

6. 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)

食管镜、EUS、X线钡餐检查对于食管癌T分期及管周侵犯情况评估效能不高，主要作为判断的辅助依据；CT对于食管癌T分期及可切除性评估虽具有一定效能，也常应用于临床，但尚不能完全满足临床术前精准T分期及可切除性评估的需求。MRI的显著优势在于它的高分辨率和无电离辐射，这使得它成为一种更加先进的影像学检查方法，尤其是在食管癌TN分期、放化疗后的疗效评估和病理分级预测方面，它的优势更加明显。

6.1. MRI评价食管癌壁外侵犯/T分期

T分期是对肿瘤浸润程度以及原发病灶周边组织关系的综合性评估，也是决定患者是否适合进行根治性手术的关键因素之一。有研究显示：若食管癌患者能够进行外科根治性手术治疗，其5年生存率可以达到34%，而姑息性手术患者的5年生存率仅有8%左右 [11] 。

MRI常规T2WI序列扫描层厚厚、空间分辨率低，导致MRI对食管癌T分期的诊断难以进行 [12] 。但高分辨率T2WI的出现改变了这一现状，高分辨率T2WI具有层厚较薄、空间分辨率高等优点，可以较好的显示食管管壁分层及周围组织和器官 [13] ，更加有利于对食管癌进行T分期诊断。Yamada等 [12] 运用7.0T磁共振成像技术对食管癌切除后体外标本进行高分辨率T2扫描，结果可以清晰显示食管管壁的8层结构，并且诊断食管癌侵犯程度的符合率高达100%。

传统MRI扫描仅限于提供形态学信息，但无法显示所扫描部位的功能变化，而DWI序列可以满足功能观察的要求，其可以在无创和无对比剂的情况下，反映组织功能信息，从而提高病变检出率 [14] 。陈伟等 [15] 学者研究表明：在DWI序列测量得出的食管癌病变的长度和术后病理结果的病灶长度相对比，统计学无明显差异；常规T1WI、T2WI结合DWI序列对食管癌进行T分期时，与术后病理结果T分期之间的吻合系数为0.733，较单独使用常规MRI序列和CT有明显优势。孙静等 [16] 研究表明：T1期食管癌三次测量得出的平均ADC值明显高于T3期和T4期，而T2期肿瘤的ADC值高于T3期和T4期，结果显示随着肿瘤的进展，食管癌平均ADC值呈减小趋势，此外，国内有研究 [17] 显示：MRI平扫联合DWI诊断食管癌T分期整体准确率为68.9%。采用MRI动态增强扫描，可以进一步辨别病变的性质，观察对比剂进入人体后，病灶的强化规律，可以进一步了解肿瘤的血供。有研究显示 [17] ：使用T2、DWI序列联合动态增强扫描对食管癌分期的准确率为66.7%。同时，使用动态增强扫描，可以更加清晰的显示食管壁的结构，同时由于食管壁黏膜层强化较肌层明显，对于判断肿瘤侵犯食管管壁的情况更加有利。

MRI的技术和设备的进步使得它的扫描时间越来越短，同时还能够消除由于人体自身生理运动产生的伪影，也有了更适合食管检查的MRI序列及技术的出现，例如：① 刀锋伪影校正技术(BLADE)又称为螺旋桨技术，可以明显改善MRI图像质量 [18] 。根据最新的研究，BLADE-T2WI序列明显优于常规自由呼吸导航T2WI序列，BLADE-T2WI序列的对比噪声比(CNR)、图像信噪比(SNR)及边缘锐利度均更高，且采集时间更短，图像质量评分更高，组织结构显示更加清晰 [19] 。有研究显示，应用BLADE-T2WI序列诊断食管癌T分期与病理一致性的Kappa值为0.780 [20] 。② 自由呼吸放射状K空间填充方式的容积内插体部检查(Radial-VIBE)可在自由呼吸状态下进行扫描，减轻多种因素造成的运动伪影。Chandarana等学者研究表明 [21] ：Radial-VIBE序列应用于呼吸配合欠佳及不能配合呼吸的患者时，相较于传统的屏气序列，可获得更好的图像质量。张风光等学者 [22] 的研究表明：延迟期Radial-VIBE对黏膜的连续性显示最好，因此对评价食管癌T1、T2期效果更好，从而提高了食管癌术前T分期诊断的准确率。③ 星形容积内插屏气检查技术(STAR-VIBE)在r-VIBE技术基础上进一步优化，它通过全新的数据采集与重组模式，在层间采取笛卡尔采样、层面内采取放射状采样 [23] ，结合频谱选择性脂肪抑制技术，能有效去除各种伪影。因此，延迟增强STAR-VIBE技术在食管检查中具有明显的优越性，大大提高了食管癌T分期及可切除性评估效能 [24] 。

6.2. MRI评价食管癌淋巴结转移/N分期

食管癌患者的五年生存率与淋巴结是否发生转移关系密切。研究发现 [25] ：未出现淋巴结转移的食管癌患者，其5年生存率可达70%~92%，而出现淋巴结转移的患者，这一数字会大幅下降，仅在18%~47%之间。MRI可以较准确地鉴别食管癌是否发生淋巴结转移。通过分析短时间反转恢复序列(STIR)和快速自旋回波序列中淋巴结信号强度与正常食管管壁信号强度的比值，Alper等 [26] 人发现良恶性淋巴结的差异明显，其中正常淋巴结的信号强度明显高于转移性淋巴结。DWI序列可以从细胞水平上探究淋巴结是否转移。国外有学者研究对比了PET-CT和DWI在诊断食管癌淋巴结转移方面的准确性，结果显示：DWI与PET对N分期的准确性具有统计学上的相似性，并且对于颈部和上胸部淋巴结转移评价方面，DWI敏感性更高 [27] 。Giganti等研究显示，DWI诊断食管癌术前N分期的准确度明显高于EUS和CT检查 [28] 。张帆等研究表示超顺磁性氧化铁(SPIO)静脉给药后被巨噬细胞吞噬，而转移性淋巴结内巨噬细胞数量相对减少，导致转移性淋巴结对SPIO的摄取明显减少，进一步加强了MRI对淋巴结转移的诊断价值 [29] 。MRI对食管癌淋巴结转移的诊断有较高的准确性，但有时会出现MRI不能显示所有的淋巴结情况，所以对于MRI扫描未发现阳性淋巴结转移的患者仍要谨慎评价，

6.3. MRI评价食管癌远处转移/M分期

远处转移是食管癌患者行根治性外科手术的禁忌症。在评价食管癌是否发生远处转移方面，常用的影像学检查方法包括CT、MRI、PET-CT。其中PET-CT在评价肿瘤转移情况方面具有显著优势 [30] 。但由于PET-CT价格昂贵，病人接受程度低，在临床在难以广泛开展。Cafagna等 [31] 研究发现：全身背景抑制弥散加权成像 (DWIBS)序列结合常规序列，恶性肿瘤检出率较高，Wang等 [32] 发现DWIBS在评价脑和骨的病灶敏感度超过了PET-CT。但目前，DWIBS在评价食管癌患者远处转移的应用仍没有PET-CT广泛。

6.4. MRI在放疗靶区勾画中的应用

放疗是一种有效的治疗食管癌的方法，它可以通过释放射线来有效地抑制杀伤癌细胞，从而使病灶缩小。放射治疗前靶区的勾画，对于确保肿瘤有足够的靶点覆盖，同时防止放射治疗对周围组织的毒性尤其重要。在临床上，MRI已经用于各种肿瘤的靶区勾画。食管癌放射治疗中的靶区勾画，目前较为常用的是CT。然而，有研究表明，CT对肿瘤长度的评估和病理之间的相关性很弱，CT经常过高评估了靶区的测量 [33] 。MRI良好的软组织对比度也可以大大提高肿瘤勾画的准确性。通过Hou等 [34] 的研究，发现DWI序列较CT检查可以更加准确地测量出食管癌病灶的大小和边缘，从而为放射治疗提供了一个更加精准的参考依据。李胜业 [35] 等人将CT和CT与MRI的融合图像对比，得出的融合图像较单独的CT显示食管癌放射治疗的靶区更加准确，融合图像的GTV体积差值明显小于CT图像。由此可见融合图像在晚期食管癌患者放疗靶区的划定中有重要指导价值。

6.5. MRI在食管癌新辅助治疗疗效评估中的应用

根据2020年国家临床肿瘤学会的《食管癌诊治指引》，为了确保食管癌的有效诊断和治疗，建议对T1b~2N+或N3~4a、N0~N+的胸段食管癌患者进行新辅助放化疗，然后评估食管癌是否降期，达到外科治疗的适应症，再进行外科手术治疗。根据最近的一项研究，在晚期食管癌病例中，采用新辅助化疗能够明显缩小肿瘤体积，从而提高了手术的成功概率，张宇琳 [36] 等人的研究表明，新辅助化疗联合手术治疗患者的生存率明显高于单纯手术组，且单纯手术治疗的食管癌患者Cyfra21-1、TSGF等肿瘤标志物含量明显高于联合治疗患者。这表明辅助化疗可以提高食管癌患者的5年生存率。然而，不同患者对新辅助治疗的效果存在明显差异，因此在对患者进行放化疗治疗后，对于疗效的评估显得非常重要 [37] 。

运用动态增强扫描技术，并测量相关定量参数的变化可以评估放化疗疗效。Lei等 [38] 的研究显示：在放化疗三周后，容量转移常数(Krans)和流率常数(Kep)数值在完全缓解(CR)组降低，但在部分缓解(PR)组增加。通过构建TIC曲线还可以观察到食管癌和正常食管壁之间的显著差异。食管癌组织主要表现为I型(快升降型)和II型(快上升平台型)，而正常食管壁主要表现为III型(慢升平台型)和IV型(持续上升型)。在新辅助治疗中期，TIC肿瘤组织类型有III型和IV型，而正常食管壁中没有这两种类型。此观察结果与DCE-MRI检测的其他肿瘤的TIC类型一致 [39] 。

磁共振弥散加权成像及ADC在肿瘤疗效评估中运用广泛，恶性肿瘤在DWI序列上通常表现为高信号，ADC测量值通常为为低值，有研究显示 [40] ：弥散加权成像预测早期治疗反应的敏感性和特异度的∆ADC值(放化疗前后的差值)分别为93% (95%CI：77%~98%)和85% (95%CI：72%~73)，这表明弥散加权成像在评估食管癌对于新辅助治疗反应发挥了作用。Heethuis S.E. [41] 等人的研究发现，食管癌患者接受放化疗后，其ADC值会显著提高，张文宝等 [42] 的相关文章表明：食管癌病灶的ADC值在放化疗过程中、放化疗结束后均比治疗前有显著性升高，但治疗中ADC值和治疗后ADC值比较并不明显。这项研究提示早期ADC值变化率能有助于预测治疗效果，ΔADC%与患者预后正相关。除此之外，马秀梅等 [43] 等通过随访患者患者预后，通过比较死亡组和存活组的相关资料发现：死亡组的ADC值和存活组存在显著差异，死亡组的ADC值低于存活组；而在微血管密度评分方面，死亡组高于生存组。该研究表明ADC值及微血管密度评分与患者的预后存在相关性，另有研究发现 [44] ，通过DWI及DCE-MRI扫描并测量相关定量参数，发现完全缓解患者的Ktrans、Ve、f低于部分缓解患者，ADC值高于部分缓解患者，DWI联合DCE扫描，治疗前后Krans、Ve、ADC值存在显著差异，这证实了DCE联合DWI技术的图像参数在食管癌患者放疗疗效的预测价值。

7. 小结

当前，磁共振影像技术已成为食管癌治疗的重要手段，其目的在于准确识别TN分期，精确定位放射治疗靶点，以及对治疗后的疗效进行准确评估，并预测患者的预后。尽管MRI在食管癌诊断中具有重要作用，但由于样本量有限，研究设计的方法存在差异，因此其在食管癌诊断中的价值尚待进一步探讨和验证。此外，由于检查费用昂贵，患者接受度有限，以及部分医院缺乏完整的食管癌检查序列，使得其在临床上的应用尚未得到充分发挥。随着MRI技术的进步，它的应用范围越来越广泛，特别是在食管癌的诊断和治疗方面，它的作用将变得越来越重要。这些新技术和发展可能会提高MRI对食管癌的诊断和分期准确性，提高对肿瘤的监测能力，以及提供更加准确的预后预测。尽管MRI在食管癌的诊断和治疗上仍然存在一些挑战和局限，但随着技术的持续改善，它的临床应用前景将变得更加光明，可以为患者带来更多的福祉。

NOTES

$$

^*通讯作者。