本研究经过天津市人民医院学术伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：2022B15。回顾性分析2017年10月至2021年6月期间天津市人民医院肛肠诊疗中心收治的局部进展期中低位直肠癌患者病例129例。病例纳入标准：（1）距肛门10 cm以内、经病理确诊的直肠腺癌；（2）术前MRI评估为局部进展期直肠癌（cT3～4和/或cN+）；（3）完成常规长程新辅助同步放化疗；（4）心、肝、肾功能及凝血功能正常；（5）放化疗完成后接受根治性手术。病例排除标准：（1）MR图像存在较为严重伪影；（2）治疗前及治疗过程中影像学检查发现肝、肺等远处转移。

129例患者均行常规长程同步放化疗。采用三维适形放疗技术，照射野包括肿瘤或瘤床及其周围2～5 cm的安全边缘、直肠系膜区、髂内和闭孔血管淋巴引流区和骶前区。T4期肿瘤侵犯前方结构时（男性前列腺或女性阴道）需照射髂外血管淋巴引流区。照射剂量DT 45.0～50.4 Gy，单次剂量1.8～2.0 Gy，共25～28次。放疗期间同步进行化疗，化疗方案为口服卡培他滨825 mg/m²，每天两次。放疗结束后6～12周行根治性手术。

使用Siemens Skyra 3.0 T MRI扫描仪（西门子，德国）、18通道体部线圈进行MRI检查。所有病例均于同步放化疗前1周及结束后4周进行MRI检查。扫描序列包括常规T1WI（横轴位）、高分辨率T2WI （矢状位、斜轴位、斜冠状位）和DWI（斜轴位，b值0、1000s/mm²）。具体扫描参数见表1。

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表1

磁共振检查序列及参数

表1

磁共振检查序列及参数

序列	扫描方位	TR/ms	TE/ms	层厚/mm	层间距/mm	FOV/cm×cm	矩阵
T1WI	横轴位	512	7	7.0	1.0	38×38	349×282
T2WI	矢状位	7090	96	5.0	0.5	28×28	320×256
T2WI	斜冠状位	7500	82	4.0	0.4	16×16	448×256
T2WI	斜轴位	6600	96	4.0	0.4	24×24	320×256
DWI	斜轴位	4700	60	5.0	0.5	24×24	128×128

注：DWI为扩散加权成像。

参考国家卫生健康委员会中国结直肠癌诊疗规范（2020年版），将pTRG分为0～3级^[10]，参考MERCURY小组的研究将mrTRG分为1～5级^[8]，具体见表2。mrTRG评分的关键在于识别残余肿瘤，残余肿瘤在T2WI图上表现为中等信号，在DWI图（b=1000 s/mm²）上表现为高信号，而在ADC图上则出现相应的低信号。所有MRI图像均由两名具有5年以上胃肠影像学诊断经验的影像医师进行两次评估。首次评估仅观察高分辨T2WI序列图像，1个月后，观察高分辨T2WI序列联合DWI图评估mrTRG分级。对于意见不一致的病例，由两名观察者相互协商后形成统一的mrTRG分级。

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表2

肿瘤退缩分级

表2

肿瘤退缩分级

磁共振肿瘤退缩分级				病理肿瘤退缩分级
程度描述	退缩程度	分级		程度描述	退缩程度	分级
无肿瘤信号	完全退缩	1		无肿瘤细胞残留	完全退缩	0
75%以上纤维/黏液信号，较少肿瘤信号	显著退缩	2		单个或小灶肿瘤细胞残留	中等退缩	1
50%以上纤维/黏液信号，可见较多肿瘤信号	中等退缩	3		肿瘤残留，并见大量纤维化间质	轻微退缩	2
50%以下纤维/黏液信号，大多为肿瘤信号	轻微退缩	4		广泛肿瘤残留，无或少量肿瘤细胞坏死	无退缩	3
与治疗前相同/进展的肿瘤信号	无退缩	5

应用SPSS 22.0软件进行统计学分析。以pTRG作为金标准，采用二分类法（mrTRG 1～2对应pTRG 0～1，代表应答良好；mrTRG 3～5对应pTRG 2～3，代表应答较差）计算mrTRG的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、约登指数、总符合率。采用Kappa检验（二分类法）分析mrTRG与pTRG结果的一致性（Kappa≤0.40表明一致性较差，0.40＜Kappa＜0.75表明一致性中等，Kappa≥0.75表明一致性较好）。采用分层分析，评估不同因素（DWI、T分期、T2WI高信号、MRF+、EMVI+）对mrTRG评分准确性的影响。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

入组患者年龄为（57.9±10.4）岁。肿瘤长径（5.1±1.5）cm，肿瘤下极与肛缘平均距离（4.9±2.2）cm，其他信息见表3。

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表3

人口学及影像学一般特征

表3

人口学及影像学一般特征

特征	病例数/例	占比/%
性别
男	94	72.9
女	35	27.1
T分期（nCRT前）
2	2	1.6
3	104	80.6
4	23	17.8
T2WI序列高信号（黏液成分）	24	18.6
MRF+	69	53.5
EMVI+	76	58.9

注：MRF+为直肠系膜筋膜侵犯阳性；EMVI+为壁外血管侵犯阳性。

单独采用T2WI序列进行评估，mrTRG 1～2级57例，3～5级72例。采用T2WI联合DWI序列进行评估，mrTRG 1～2级70例，3～5级59例。病理评估结果显示，pTRG 0～1级66例，pTRG 2～3级63例。mrTRG与pTRG间总体一致性中等（单纯T2WI：Kappa=0.602，P＜0.001；T2WI+DWI：Kappa=0.693，P＜0.001）。与单纯应用T2WI序列相比，T2WI联合DWI提高了mrTRG的敏感度（86.4% vs. 82.9%）、特异度（83.9% vs. 77.1%）、阴性预测值（89.7% vs. 79.4%）、约登指数（70.3% vs. 60.0%）、总符合率（84.9% vs. 80.2%）（图1）。因此，下文中评估不同因素对mrTRG诊断效能的影响选用mrTRG（T2WI+DWI）。

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图1

男，62 岁，直肠中分化腺癌。1A～1F 为初诊MR图像，分别为矢状位、斜冠状位和斜轴位T2WI、斜轴位DWI 及ADC图，示直肠下段癌（红箭），MR分期为T3c（MRF-，EMVI-）。1G～1K为新辅助放化疗后复查MR图像，示肿瘤体积明显减小，肿瘤于T2WI 序列主体为低信号（图1G~1I 红箭），代表纤维化，右侧壁局限性T2WI 高信号被认为是黏液变性（图1H、1I 白箭），在没有联合DWI 的情况下mrTRG评分为1 级；图1J、1K示右侧壁9 点位可见局限性弥散受限区域（红箭），提示肿瘤残余可能，因此联合DWI 后mrTRG评分为2 级。术后病理证实pTRG1 级。DWI：扩散加权成像；ADC：表观扩散系数；MRF：直肠系膜筋膜；EMVI：壁外血管侵犯；mrTRG：MR肿瘤退缩分级。

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图1

男，62 岁，直肠中分化腺癌。1A～1F 为初诊MR图像，分别为矢状位、斜冠状位和斜轴位T2WI、斜轴位DWI 及ADC图，示直肠下段癌（红箭），MR分期为T3c（MRF-，EMVI-）。1G～1K为新辅助放化疗后复查MR图像，示肿瘤体积明显减小，肿瘤于T2WI 序列主体为低信号（图1G~1I 红箭），代表纤维化，右侧壁局限性T2WI 高信号被认为是黏液变性（图1H、1I 白箭），在没有联合DWI 的情况下mrTRG评分为1 级；图1J、1K示右侧壁9 点位可见局限性弥散受限区域（红箭），提示肿瘤残余可能，因此联合DWI 后mrTRG评分为2 级。术后病理证实pTRG1 级。DWI：扩散加权成像；ADC：表观扩散系数；MRF：直肠系膜筋膜；EMVI：壁外血管侵犯；mrTRG：MR肿瘤退缩分级。

分层分析结果显示，mrTRG的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、约登指数、总符合率随着T分期升高而减低。T2WI高信号、MRF+、EMVI+使mrTRG的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、约登指数、总符合率不同程度减低（T2WI高信号对敏感度的影响除外）,具体见表4。

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表4

不同因素对mrTRG诊断效能的影响

表4

不同因素对mrTRG诊断效能的影响

MR指标	敏感度/%	特异度/%	阳性预测值/%	阴性预测值/%	约登指数/%	总符合率/%	Kappa值	P值
T分期
2	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	1.000	0.083
3	84.6	82.6	83.0	84.0	67.2	83.5	0.670	＜0.001
4	80.0	69.2	66.7	81.8	49.2	73.9	0.481	0.019
T2WI 高信号
阴性	83.7	85.7	83.7	85.7	69.4	84.7	0.694	＜0.001
阳性	85.7	50.0	70.6	71.4	35.7	70.8	0.373	0.058
MRF
阴性	96.4	84.3	84.3	96.4	80.7	90.0	0.801	＜0.001
阳性	74.3	76.5	76.5	74.3	50.8	75.3	0.507	＜0.001
EMVI
阴性	85.0	87.9	80.9	90.6	72.9	86.7	0.722	＜0.001
阳性	83.7	72.7	80.0	77.4	56.4	78.9	0.568	＜0.001

注：mrTRG为MR肿瘤退缩分级；MRF为直肠系膜筋膜；EMVI为壁外血管侵犯。

直肠癌nCRT后，瘤床区域病理变化复杂，包括炎性反应、纤维化、黏液变性、水肿等，于T2WI图像表现为混杂信号，难以区分，这就决定了基于T2WI的mrTRG评估存在很多不确定性^[11]。反应良好的患者中，肿瘤坏死纤维化，主要表现为T2WI序列信号降低，但纤维化内仍可能存在少量肿瘤，常规T2WI序列无法准确分辨。

DWI能反映组织结构微观水平的变化，能够对残余肿瘤活性进行评估。残余肿瘤在DWI图中表现为高信号，在纤维瘢痕低信号背景中更容易发现。既往大量研究发现DWI可提高mrTRG的观察者间一致性和准确性^{[12, 13, 14, 15]}。而且，通过测量ADC值，能定量评估肿瘤的病理变化，预测直肠癌nCRT的疗效，尤其对病理完全缓解具有较高的预测价值^{[16, 17, 18, 19, 20]}。本研究结果显示，T2WI联合DWI可提高mrTRG与pTRG间的总体一致性。与单纯应用T2WI相比，T2WI联合DWI显著提高了mrTRG的敏感度、特异度、阴性预测值、约登指数、总符合率，与上述研究相符。DWI能够提升mrTRG的诊断效能，推荐作为直肠癌nCRT后MR检查的常规扫描序列。

nCRT前T分期高、黏液成分（T2WI高信号）、MRF+、EMVI+是直肠癌不良预后的危险因素^{[2,21, 22, 23, 24, 25]}。而这些因素对mrTRG的评估是否存在影响还不甚清楚。本研究结果显示，在采用T2WI联合DWI进行图像评估的条件下，T分期高、T2WI高信号、MRF+、EMVI+使mrTRG的准确性降低。且mrTRG的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、约登指数、总符合率随着T分期升高而减低。

T分期高、MRF+、EMVI+提示肿瘤体积负荷较大、壁外浸润深度大。由于肿瘤本身存在异质性，肿瘤体积越大，往往提示nCRT后出现复杂病理变化的可能性就越大，影像鉴别肿瘤残余的难度随之增加。尤其是nCRT后肿瘤内部及周边出现反应性炎症，尽管联合DWI，亦很难与残余肿瘤鉴别，导致mrTRG准确性下降。如果将残余肿瘤误诊为急性炎症，可能延误患者的治疗。相反，如果将急性炎症误诊为残余肿瘤，可能导致过度治疗。而T2WI高信号代表肿瘤内部含有黏液成分。黏液区域由于T2WI透过效应可在DWI图中可表现为高信号，这时需结合ADC图加以鉴别。残余肿瘤于ADC图表现为低信号，而黏液区域表现为高信号。

本研究存在一定的局限性。首先，肿瘤退缩为动态变化过程，单个时间点的评估无法反映和代表肿瘤的全部变化，采用跟踪扫描的方式或许能够带来更为准确的诊断结果。其次，患者性别、年龄、生活方式、肿瘤病理类型、淋巴结状态、基因类型、是否合并其他疾病等因素均可能会影响肿瘤对放化疗的反应及疗效评估，本研究未进行一一评价。以影像组学和深度学习为代表的人工智能可利用海量影像数据，在肿瘤诊断和疗效评估方面具有广阔应用前景^{[26, 27, 28, 29, 30, 31]}。利用人工智能评价局部进展期直肠癌nCRT后疗效是我们的下一步研究方向。

综上，本研究结果表明，DWI联合T2WI能够提高mrTRG的诊断效能，而T分期高、T2WI高信号、MRF+、EMVI+使mrTRG的诊断准确性降低，对于这类患者在实际工作中要更为细心、谨慎。研究结论对临床实践具有较高的指导价值，能有效降低因疗效评估不当造成治疗决策失误的发生率。