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综述
直肠系膜淋巴结影像与病理定位方法的研究现状
贾玉萍 李盼盼 吴瑞 洪宇 宋歌声

Cite this article as: Jia YP, Li PP, Wu R, et al. Research status of mesenteric lymph node imaging and pathologic localization[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(8): 162-165.本文引用格式:贾玉萍, 李盼盼, 吴瑞, 等. 直肠系膜淋巴结影像与病理定位方法的研究现状[J]. 磁共振成像, 2022, 13(8): 162-165. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.08.037.


[摘要] 直肠癌是常见的消化道恶性肿瘤,近年来发病率逐渐提高,发病年龄也趋于年轻化。淋巴结转移是直肠癌常见的转移方式,与患者术后复发和转移密切相关,其中直肠系膜内淋巴结是其最常见也是最容易发生转移的区域淋巴结。直肠系膜内准确的淋巴结定性不仅可以获得准确的淋巴结分期、评估全系膜切除手术的环周切缘情况,还可以提供直肠癌复发风险信息,从而综合评估患者预后。因此,术前诊断直肠系膜内淋巴结的转移情况非常有意义。但目前淋巴结诊断比较困难,除了转移性淋巴结和非转移性淋巴结在影像学表现上的重叠性外,主要是术后解剖结构的改变导致了影像与病理淋巴结定位困难,从而导致术前诊断与术后验证的准确性降低。实现直肠癌淋巴结的影像学与病理对应是提高术前诊断转移淋巴结的关键。本文主要总结了直肠淋巴结的影像与病理对应方法,通过对比每种方法的利弊,以寻找一个简单可靠的对术前影像学和术后标本淋巴结进行验证的方法。
[Abstract] Rectal carcinoma is a common malignant tumor of digestive tract. The incidence rate has gradually increased in recent years, and the age of onset is also younger. Lymph node metastasis is a common way of metastasis of rectal cancer, and is closely related to postoperative recurrence and metastasis. Mesorectal lymph nodes are the most common and prone to metastasis. At the same time, mesenteric lymph node metastasis also affects the evaluation of circumferential margin. Therefore, preoperative diagnosis of mesenteric lymph node metastasis has very high clinical significance. However, at present, the diagnosis of lymph nodes is difficult. In addition to the overlap between metastatic and non-metastatic lymph nodes, the main point is the difficulty of postoperative lymph node follow-up. The changes of postoperative anatomical structure lead to the difficulty of image pathological lymph node location, resulting in the reduction of the accuracy of preoperative diagnosis and postoperative verification. Realizing the correspondence between imaging and pathology of mesorectal lymph nodes of rectal cancer is the key to improve the preoperative diagnosis of metastatic lymph nodes. This paper mainly summarizes the imaging and pathological corresponding methods of mesorectal lymph nodes. By comparing the advantages and disadvantages of each method, we can find a simple and reliable method to verify the preoperative imaging and postoperative lymph nodes.
[关键词] 直肠癌;直肠系膜;淋巴结;区域转移;影像病理对应;准确性;预后;磁共振成像
[Keywords] rectal cancer;mesorectum;lymph node;regional metastasis;the correspondence between imaging and pathology;accuracy;prognosis;magnetic resonance imaging

贾玉萍 1   李盼盼 2   吴瑞 2   洪宇 1   宋歌声 1*  

1 山东第一医科大学第一附属医院(山东省千佛山医院)放射科,济南 250014

2 山东大学附属千佛山医院放射科,济南 250014

宋歌声,E-mail:songgesheng921@126.com

作者利益冲突声明:全体作者均声明无利益冲突。


基金项目: 山东省科技发展计划项目 2014GSF118086 济南市科技计划(后补助)项目 201907034
收稿日期:2022-02-17
接受日期:2022-08-05
中图分类号:R445.2  R735.37  R735.4 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.08.037
本文引用格式:贾玉萍, 李盼盼, 吴瑞, 等. 直肠系膜淋巴结影像与病理定位方法的研究现状[J]. 磁共振成像, 2022, 13(8): 162-165. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.08.037

       结直肠癌是世界第三大最常见癌症,直肠癌患者占据了29%[1, 2],其近年来发病率逐渐升高,发病年龄也趋于年轻化。淋巴结转移是直肠癌常见的转移方式,与患者术后复发和转移密切相关[3, 4],有无转移是患者能否进行手术治疗的关键条件之一[5]。直肠癌主要的转移方式有血行转移、淋巴结转移、浸润与种植转移,其中淋巴结转移是其主要的转移方式。直肠系膜内的淋巴结是距离直肠病变最近的区域淋巴结,是最常见和最容易发生转移的部位[6]。术前明确淋巴结转移情况,特别是直肠系膜内淋巴结转移情况,对于治疗方案的规范、降低术后复发和转移、评估患者复发风险[7, 8]是非常有意义的。

       目前直肠癌淋巴结转移主要依靠影像学检查,如计算机体层摄影(computed tomography, CT)、MRI、超声等[9, 10, 11, 12]。不同成像技术的优劣不同,其诊断准确性也不同。无论采取何种影像学方式,对直肠癌的淋巴结转移的评估价值都非常有限。影像图像与术后标本上淋巴结对应困难可能是造成这一困境的原因之一。也就是说在临床工作中,医生很难对影像上诊断的淋巴结进行病理学验证,因为术后解剖结构的改变导致了淋巴结位置的改变,且常规病理处理过程仅对距离病变某一范围内的淋巴结进行统一处理和总结性报告。因此,若能实现对淋巴结的影像学定位与病理一一对应,从而对诊断条件进行优化和修改,那么影像学诊断淋巴结转移的准确性可能会有所提高。本文主要总结了直肠淋巴结的影像与病理对应方法,通过对比每种方法的利弊,以寻找一个对术前影像学和术后标本淋巴结进行验证的简单可靠的方法。

1 对照方法

1.1 取区域内最大淋巴结法

       Sato等[13]利用双能CT来定量分析直肠旁和盆腔外侧转移性淋巴结。该研究分别从CT上定位直肠旁和盆腔外侧区域中最大的淋巴结,并定义如果直肠旁或盆腔外侧区域淋巴结病理结果为阳性,则定位的最大淋巴结即为恶性淋巴结,反之,如果直肠旁或盆腔外侧区域淋巴结病理结果为阴性,则定位的最大淋巴结即为良性淋巴结。最终从44位患者中得到了44个淋巴结,其中29个良性、15个恶性。从24位接受盆腔外侧区域淋巴结清扫的患者中发现21个良性和3个恶性淋巴结,平均每个病例1个淋巴结。这种方法获取淋巴结效率较低,每一个病例最多仅入组一个淋巴结,而且该方法默认了转移性淋巴结的体积一定比非转移性淋巴结大。这导致了该方法具有一定的局限性。而该文作者也在文章局限性中提到,每个病例仅研究了一个最大的直肠旁淋巴结和(或)盆腔外侧淋巴结,且无法确定该淋巴结是否与病理转移恶性淋巴结一致。

1.2 离体标本使用影像学方法扫描

       有些研究使用包括CT、超声、MRI等影像学方法来对切除后的标本进行扫描,即建立一个中间介质来辅助淋巴结定位。

1.2.1 使用CT进行离体标本扫描

       Al-Najami等[14]利用双能CT诊断直肠癌转移性淋巴结时,将离体的标本进行扫描,扫描条件与活体扫描条件一致,然后结合扫描后的图像进行淋巴结定位。最终从43位患者中得到240个影像和病理对应的淋巴结,平均每个病例5.6个淋巴结。病理发现927个淋巴结中活体和离体都有的共345个淋巴结,只在离体CT上显示的有326个淋巴结。直肠系膜内约60%的淋巴结只在离体CT上显示,但没有在活体CT上对应。由于CT扫描速度快,使用CT进行标本的扫描不需要花费太多时间,可行性较高,但缺陷在于CT对软组织分辨能力较低,对于小淋巴结的显示能力欠佳;而且离体标本皱缩,脂肪层变薄,可能会进一步降低小淋巴结的识别能力。

1.2.2 使用MRI进行离体标本扫描

       Brown等[15]分析了淋巴结在高清MRI上的形态学改变在鉴别转移淋巴结和非转移淋巴结中的差异。该研究将术后标本固定后进行横断位MRI扫描,扫描参数与活体组织一致,然后从远端到近端以3 mm间隔对标本进行横切。病理医师和影像医师共同对离体标本、标本影像、活体影像进行淋巴结精准对应。最终共发现了42个患者中的284个淋巴结,平均每个病例6.8个淋巴结。

       Koh等[16]使用超小超顺磁氧化铁增强MRI(USPIO-enhanced MRI)来对直肠癌直肠系膜内转移性淋巴结和非转移性淋巴结进行鉴别诊断。该研究也是将术后标本进行相同条件的MRI扫描,然后将标本以3 mm间隔进行横切片,通过研究淋巴结相对于直肠的位置、淋巴结的形状和大小、肿瘤的外观和(或)淋巴结水平的直肠,将组织切除时发现的每个淋巴结与标本MRI图像上可见的相应淋巴结进行匹配,以及淋巴结水平直肠系膜内血管的位置。最终从10位患者的标本里定位了74个淋巴结,平均每个病例7.4个淋巴结。

       Stijns等[17]研究了USPIO-enhanced MRI在直肠癌淋巴结转移的诊断。该研究中将离体后的标本使用7 T MRI进行扫描,然后进行标本、标本影像、活体影像的淋巴结对应。最终从10位患者的标本里定位了70个淋巴结,平均每个病例7个淋巴结。

       上述三个研究均采用MRI进行活体扫描,均采用了离体标本MRI扫描这一中间步骤,除第三个研究使用了7 T MRI外,前两个研究采用了相同的1.5 T MRI设备和扫描参数,可以更好地匹配活体影像。这种方法在最大程度上保证了淋巴结定位的精确性,但为了保持离体标本扫描图像和活体图像匹配,需要保证标本的管状结构不被破坏,即肠管不被剖开,同时进行标本扫描需要占用MRI设备和病理标本处理时间,同时也有标本被污染或损毁的可能。因此对于较大数量的样本收集可能会比较困难。

1.2.3 使用超声进行离体标本扫描

       Park等[18]在评价术前MRI在预测直肠癌淋巴结转移性上的准确性研究中,使用超声对离体标本进行淋巴结定位。该研究认为使用和活体组织上相同的成像条件可以对淋巴结进行精确定位。最终从43例患者标本内定位了205个淋巴结,平均每个病例4.8个淋巴结。该研究中采用的超声对离体标本进行扫描较传统的病理寻找淋巴结的方法更加准确、快捷,但问题在于并没有很好地实现淋巴结的一一对应,只是提高了样本中淋巴结的检出率,此外实现条件也较为苛刻,需要在病理处理过程中引入超声机器,需要一定的设备和技术支持。

1.3 术前直肠系膜淋巴结分区定位

       Long等[19]在研究体素内不相干运动MRI(intravoxel incoherent motion MRI, IVIM-MRI)对直肠癌不同短轴直径转移性和非转移性直肠系膜淋巴结鉴别的价值中明确了将淋巴结影像学定位与病理一一对应。他们筛选了40个患者,在术前运用常规MRI T2序列的轴位和矢状位来定义患者直肠系膜淋巴结的位置,其定义原理为:(1)在轴向平面上,淋巴结按从左到右和从前(腹侧)到后(背侧)顺序标记;(2)在矢状面,结合轴向图像,淋巴结遵循从上(颅)到下(尾),然后从前(腹)到后(背)的原则标记;(3)如果矢状面和轴向平面之间存在冲突,则通过组合矢状面和轴向平面从上(颅)到下(尾)标记淋巴结。然后将标记好的淋巴结在IVIM-MRI图像上一一对应。MRI检查后平均隔7.3天切除肠系膜,然后进行病理评估,将MRI与IVIM图像与组织学结果不匹配的排除在外,最终成功匹配了154个淋巴结,平均每个病例3.9个淋巴结。

       许梅海等[20]探讨了单指数扩散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI)及IVIM-DWI在直肠癌淋巴结转移中的诊断价值。该研究根据淋巴结与肿瘤上下缘、肿瘤中线的位置关系,将直肠系膜淋巴结分为6个类型。首先根据横断位判断肿瘤的中心位置,并做垂线。然后在矢状位及冠状位上沿肿瘤的上下缘做两条平行线,这三条线将整个区间分为6个部分,同侧上中下三个、对侧上中下三个。术后由影像医师和病理医师合作对淋巴结进行寻找和对应。最终纳入的40例患者行全肠系膜手术切除后,将手术标本的淋巴结与MRI图像标记的淋巴结之间相匹配,病理检出230个淋巴结,MRI检出225个淋巴结,二者之间匹配成功的有151个淋巴结,平均每个病例5.6个淋巴结。

       这两种方法均是对淋巴结进行区域划分,然后在术后标本上相应区域进行淋巴结寻找和定位。这种方法相对于前面几种借助于标本二次扫描或者超声扫描来说,定位过程相对简单,但术前淋巴结划分相对烦琐,且标本固定后的皱缩也会导致区域划分改变。

1.4 影像与术后标本直接对应

       该方法是将标本沿长轴进行切片,根据影像学扫描层厚来确定切片厚度(一般为3 mm或5 mm),然后逐层进行对比分析。

       Lahaye等[21]在评估USPIO鉴别诊断直肠癌转移性淋巴结和非转移性淋巴结时使用的淋巴结定位中,方法是首先将标本在甲醛水溶液中固定24~48 h,然后在标本上垂直于直肠系膜每5 mm做横向切片一次。由专门的病理学家在每个组织切片上仔细寻找淋巴结。通过使用解剖图作为模板,将发现的每个淋巴结与MRI图像上可见的相应淋巴结进行匹配。影像医师和病理医师合作以确保逐病变分析。通过使用特定特征,如淋巴结的大小和淋巴结相对于直肠壁、小血管、直肠系膜筋膜、肿瘤和其他淋巴结的位置来提高匹配的准确性。最终从28例患者中发现了236个可以对应的淋巴结,平均每个病例8.4个淋巴结。Lahaye等[22]在研究新辅助治疗后重新评估如何判断受累淋巴结中同样使用了上述方法,即对标本进行5 mm横切,并根据淋巴结的大小和淋巴结相对于直肠壁、小血管、直肠系膜筋膜、肿瘤和其他淋巴结的位置等特定特征来对淋巴结进行影像与病理逐层分析定位。最终从39例患者得到可以对应的201个淋巴结,平均每个病例5.2个淋巴结。

       目前并没有研究对于有无中间影像学方法对淋巴结对位结果的影响进行比较验证。但Stijns等[17]的研究认为,由于1.5 T MR设备分辨率较低,不使用标本MRI扫描这一中间过程得到的淋巴结数量要少于使用时的,且不使用标本MRI扫描获得的淋巴结平均大小要大于使用时的。也就是说使用标本MRI扫描这一中间过程可以提高对小淋巴结的检出率。按照影像学扫描层厚来对离体标本进行横断切片,摆脱了将离体标本进行再次扫描的烦琐过程,降低了对标本病理处理的影响,但是需要在标本处理前保持其肠管的完整性,这样才能更好地与术前MRI图像进行对应。

1.5 其他定位方法

       Driessen等[23]利用USPIO-enhanced MRI首先进行体内扫描检查,标注感兴趣区域的可见淋巴结。对切除的组织进行活体MRI扫描,如果灌注时间与离体MRI时间间隔<2~3天,根据淋巴结的大小、形状、与解剖标志的位置(如大血管、与原发肿瘤的关系、所在淋巴结的水平)、淋巴结强化方式等淋巴结特征进行单个淋巴结匹配。随后,在病理科将淋巴结切除标本进行解剖,3D离体MRI图像显示在屏幕上,并向病理学专家显示有注释的淋巴结。在所有方向的3D MRI数据集中自由移动,允许病理学专家指导定位和解剖标注的淋巴结。

       Cho等[24]首先将区域淋巴结进行分组,如果各组采集的所有淋巴结均为转移性淋巴结,则MRI图像上所有识别的淋巴结在相应组均被视为转移性淋巴结。这一规则对于非转移性淋巴结也是一样的。在混合淋巴结的例子中,则试图通过淋巴结的大小及其与肿瘤的方向和距离来跟踪区域淋巴结。从34例患者中发现了144个淋巴结,平均每个病例4.2个淋巴结。

       Chen等[25]根据术前MRI图像上扫描野可见的局部淋巴结,由一位具有结直肠癌专业知识的外科医生在手术期间连续定位并记录了不同组的局部淋巴结,并在用甲醛水溶液固定标本前该医生就将淋巴结取出。为了对MRI图像和组织病理学检查结果进行精确逐节比较,除了淋巴结相对于肿瘤、直肠壁、直肠系膜筋膜、血管和邻近淋巴结的位置外,还需要特别注意淋巴结的大小和形态。最终70个病例发现441个淋巴结,平均每个病例6.3个淋巴结。

       Yamada等[26]直接对离体标本进行MRI扫描和分析,并对观察到的淋巴结进行影像学分析,包括信号、形态等,然后取出做病理学处理,形成对应。该研究的局限性是对甲醛水溶液固定后的标本进行成像而不是新鲜标本。但有研究显示甲醛水溶液固定对结肠直肠壁、胃壁和食管壁T2WI图像的信号强度和软组织对比度没有实质性影响[27],因此Yamada等认为该研究结果可能适用于活体标本以及甲醛水溶液固定标本的高分辨率MRI。

       Jensen等[28]描述并评估了一种通过软X射线识别结直肠癌患者组织标本中淋巴结的方法。收到标本后,在肠系膜和外膜对面切开肠道,并移除主要血管韧带。此后,将标本切成与肠道长轴成直角的薄片(平均厚度7 mm)。将切片按近端至远端方向编号,并在X光片上定位及记录哪些切片含有肿瘤。X射线固定电流为3 mA,而电压可在0~110 kV范围内变化,曝光时间为0~5 min。在X射线胶片上淋巴结可以被识别为圆形、光滑的不透射线影,而脂肪组织呈现为均匀的背景结构。对单个切片中的淋巴结进行编号,并借助X线片分离淋巴结。该方法有一定的局限性,对于组织结构的分辨能力不够,一些标记为淋巴结的结构被证明是其他结构,主要是血管。此外,在淋巴结重叠和淋巴结聚集的情况下,不可能确定淋巴结的数量。该研究入组的10例患者获得了655个淋巴结。

       Yamada等和Jensen等的研究没有涉及活体和离体标本之间的淋巴结定位,但对于以形态或信号来鉴别淋巴结性质的研究提供了一个新的思路。

2 淋巴结定位中影像与病理匹配的意义

       直肠癌的预后与淋巴结是否会发生转移关系密切,淋巴结转移是直肠癌死亡和局部复发的主要因素[29]。术前如果能够通过影像学方法正确诊断淋巴结转移与否可以对直肠癌进行正确分期,针对患者的情况考虑是否要实施放化疗,从而选择对患者最有利的治疗方式。虽然已有研究表明,与常规MRI相比,高分辨率MRI可以更好评估直肠系膜内淋巴结转移情况[30, 31],并且目前还有基于深度学习模型评价淋巴结状态[32],然而现在对转移的淋巴结的准确诊断还是有很大的难度。如果能够将影像学检测到的与病理分离出的淋巴结实现一一对应,就能掌握直肠癌转移淋巴结的影像学参数的准确数据,从而提高影像学诊断直肠癌转移淋巴结的准确率。如果能够通过充分利用影像学诊断单纯依据影像表现来确定转移的淋巴结,就可以在术前清楚地了解淋巴结转移情况,并且是无创的,不会破坏患者的生理结构。于患者来说,可以减少其痛苦,降低风险。于医生来说,可以减少不必要的操作,正确判断患者的情况。

3 淋巴结匹配方法的讨论

       术前活体组织和术后标本上淋巴结的一一对应一直是淋巴结诊断的难点。通过相关研究我们发现,淋巴结定位主要方法可以归纳为四种:第一种是对术后离体标本使用影像学检查建立一个中间状态,辅助淋巴结定位。这种方法比较复杂、费时,但理论上是最准确的,特别是以MRI扫描作为中间状态。第二种是对术后标本进行横断面切片,得到和术前活体检查相同的层面,然后依靠淋巴结的相对解剖位置进行定位。第二种种方法较第一种方法简单,虽然没有研究比较两种方法有效率方面的差异性,但有研究称使用标本MRI扫描这一中间过程可以提高对小淋巴结的检出率。但这两种方法都需要保证术后标本解剖结构保持完整的管状结构。第三种方法是根据淋巴结与肿瘤的相对位置关系进行分区,然后在术后标本相应区域内寻找淋巴结,该方法不要保证术后标本完整的管状结构,但术前分区域相对烦琐。第四种方法是选择代表性淋巴结或全/无淋巴结,前者是取区域内最大淋巴结作为代表,如果最终病理为阳性则该淋巴结为恶性,反之为良性,后者是如果最终病理所有的淋巴结均为恶性,则影像上所有可见淋巴结均为恶性,反之均为良性,前者的局限性是淋巴结获取效率低,且无法保证对应,后者的局限性是病理淋巴结全恶性的病例非常少,也无法保证获取效率。

       同时,术后标本内淋巴结的获取过程和步骤也是一个需要讨论的问题。这涉及临床(术者)、影像科和病理科三个不同科室的医生。有些研究中心是术者在标本切下后立即对其内的淋巴结进行寻找和定位,经过分类后送到病理科进行诊断分析。而有些研究中心则是术后将标本第一时间直接送至病理科,由病理科进行淋巴结的寻找、定位,进而诊断。笔者认为由术者进行淋巴结的寻找和定位是合理的,因为他需要对术前做出的诊断[TNM分期、环周切缘(circumferential resection margin, CRM)等]进行验证,其关注点要求他们做好影像和标本的淋巴结定位。而且在术中进行淋巴结定位保证了解剖学结构和MRI扫描结果的异质性,可能会更容易、更准确。而病理科医师可能更关注于淋巴结的检出数量是否足够、淋巴结的病理诊断是否准确,对于术前的影像学表现或TNM分期、CRM情况并不会特意关注。影像科医生进行淋巴结定位、选择参与点时,是选择和术者合作在病理科处理标本之前进行定位,还是选择和病理科合作在标本处理后,需要结合自身研究中心的实际情况进行决定。

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