骨盆影像學測量預測直腸癌手術難度的研究進展

余淼, 李瑞杰, 袁子涵, 董曉強

(蘇州大學附屬第一醫院普外科, 江蘇 蘇州 215000)

2023年最新癌癥統計顯示,全球男性、女性結直腸癌發病率均居惡性腫瘤第三位,死亡率均居第二位[1］。然而中國的結直腸癌發病率遠高于發達國家,且發病率和死亡率均在上升,并呈現年輕化的趨勢[2］。直腸癌手術自20世紀80年代Heald等[3］引入標準化的全直腸系膜切除術(total mesorectal excision,TME)以來,直腸癌外科手術治療發生了革命性變化。TME結合了沿直腸系膜筋膜的精確解剖、原發腫瘤完全切除和最大化局部區域清除的理念,能做到原發腫瘤的整塊切除及其血液供應和淋巴引流的清掃,已成為中低位直腸癌的標準治療方法。TME是中低位直腸癌外科治療的金標準,已被證實可以顯著提高生存率[4-5］。環周切緣狀態是腫瘤復發的重要預測因素,是腫瘤預后的有力預測因子[6］。對于超低位及局部晚期的直腸癌患者,環周切緣的腫瘤陽性率往往較高,然而采用TME的創新手術方式,例如:經肛門全直腸系膜切除術(TaTME)、機器人直腸手術,可能會降低此類患者陽性率的發生[7］。目前對影響手術的難治性骨盆仍沒有明確的定義,各國對此的看法也不盡相同,文獻中幾乎沒有相關的研究報告。本文主要對近些年的直腸癌手術技術發展、手術難度鑒定、骨盆影像學測量及其與直腸癌手術難度的關系等進行綜述。

1 直腸癌手術技術發展

直腸癌手術有近兩百年歷史,隨著手術的發展,形成了一些經典的手術方式,例如Dixon手術、Miles手術、Hartmann手術等。近二十年來,隨著微創手術的發展,腹腔鏡手術均可與經典手術相結合,從而達到微創。腹腔鏡切除術與開腹手術相比,在近期療效方面有較大優勢[8］。而且,TaTME和機器人直腸手術等新興技術為直腸癌的治療提供了更多的選擇,TaTME是一種自下而上的手術策略和TME的手術理念,在深而狹窄的骨盆中,使用這種方法進行腸系膜切除和低位直腸切除可能會更容易[9-10］,為低位直腸癌提供了保留括約肌的可能性。機器人直腸手術有多個可以360°旋轉的機械臂,可以克服骨盆解剖帶來的困難,執行人手和傳統腹腔鏡都無法完成的操作,但機器人手術昂貴,只能選擇性地應用于能從這項新技術中受益的患者。此外,尚有直腸經腹肛管拉出切除術(Bacon術)、超低位直腸前切除結腸肛管吻合術(Parks術)、經內外括約肌間直腸切除術(ISR術)與腹腔鏡手術相結合改良,可為保肛愿望強烈的超低位直腸癌患者提供保肛機會,為困難的骨盆手術提供便利。手術原則均是沿著直腸盡可能地解剖至盆底水平,從而減少腹部傷口;功能化、精細化、微創化的解剖分離有利于盆腔自主神經的保護,在保證根治性切除(R0)的前提下一定程度地保存患者的肛門括約肌控制力、排尿及性功能,使患者創傷最小化,功能保留最大化[11］。綜上所述,隨著新興技術及手術方式的迅速崛起,直腸癌手術方式在不斷創新。但直腸癌患者存在個體差異性,術前需評估手術的難度,根據患者不同的情況,選擇適合個體的最佳手術方式,從而提升患者的預后和生活質量。

2 直腸手術難度鑒定

對于直腸手術難度的診斷標準尚無明確定義。文獻中相關研究報告也較少,并且標準不一致。例如Escal等[12］根據手術難度制定了如下評分標準:手術持續時間>300 min為3分、轉為開放手術為3分、經肛門切除為2分、術后住院時間>15 d為2分、失血量>200 mL和并發癥(Ⅱ級和Ⅲ級)均為1分;手術難度等級范圍為0～12分,得分≥6分的直腸癌手術被認為是高難度的手術。Yamamoto等[13］分析了121例接受微創直腸手術患者的數據,發現失血量中位數僅為30 mL,因此,對失血量的閾值進行了調整。此外,手術時間和術后住院時間中位數分別為310 min和18 d,所以對這些標準也進行了相應調整。而在Sun等[14］和Chen等[15］的研究中,術后平均住院時間分別為8 d和7.7 d,因此將術后住院的標準臨界值調整為7 d進行分析;此外,他們定義總分>3分為高難度手術,而不是Escal等研究中使用的≥6分。而一部分作者只將手術時間和(或)出血量作為手術難度診斷的標準,從而來尋求骨盆測量參數與手術難度間的關系[16-19］。尚有部分作者將TME質量和環周切緣狀態納入結局變量中,尋求手術質量及效果與骨盆測量參數之間的關系[15,20-23］。

3 骨盆影像學測量

臨床上,MRI與CT對于直腸癌診斷及術前分期都具有重要的應用價值。CT通過對人體進行逐層掃描,經計算機處理而獲得重建圖像,以不同灰度顯示其密度的高低,具有很高的密度分辨力,易于檢查病變,特別是能夠較早地發現小病變和較準確顯示病變范圍。在直腸癌檢查中CT能夠顯示出病變處軟組織腫塊和遠處轉移征象[24］。而且薄層螺旋CT成像可以3D重建骨盆[25］,可以測量骨盆任何軸向的距離,從而更準確地評估骨盆參數。與CT相比,MRI具有更高的組織分辨力,對直腸癌的術前評估有許多優點[26］:① MRI對測量盆腔解剖方面具有較高準確性,在重建盆底肌肉、神經和血管方面也具有優勢;② MRI可以更清楚地顯示直腸周圍的軟組織,更準確地檢測直腸系膜狀況;③ MRI還可以評估腫瘤侵犯黏膜的深度和直腸系膜周圍可疑的淋巴轉移[27］。術前患者CT/MRI的骨盆解剖影像學測量可以用來評估手術難度。MRI骨盆影像學測量見圖1,包括以下數據[28-30］:骶岬頂點與恥骨上緣中點之間的距離;恥骨聯合下緣中點與骶尾部前緣中點的連線;恥骨聯合下緣至尾骨尖的距離;恥骨矢狀面中線的長度;骶骨頂點到尾骨尖的距離;從骶尾凹陷最深處到骶尾部距離的垂線;恥骨聯合下緣至骶岬上緣中點的距離;兩側坐骨棘間的距離;兩側坐骨結節間的距離;第五骶椎尖端嚴格軸位T2加權圖像直腸腸管面積;第五骶椎尖端嚴格軸位T2加權圖像直腸系膜周圍的整體區域,包括直腸區和直腸系膜脂肪區面積;第五骶椎尖端嚴格軸位T2加權圖像上的直腸系膜脂肪面積;恥骨聯合上緣與骶骨岬連線的夾角;構成骨盆入口前后徑的連線延長線與骨盆出口前后徑延長線之間的夾角。

a:入口前后徑;b:中骨盆前后徑;c:骨盆出口前后徑;d:恥骨上下徑;e:骶尾徑;f:骶尾曲度深度;g:骶恥內徑(又稱對角徑);h:坐骨棘間徑;i:坐骨結節間徑;j:直腸面積;k:直腸系膜面積;l:直腸系膜脂肪面積;m:恥骨-骶骨角;n:骶尾-恥骨角

4 骨盆影像學測量參數與直腸癌手術難度的關系

4.1 骨盆測量參數與手術時間

骨盆測量最初用于評估陰道分娩成功的可能性[31］,隨著腹腔鏡技術的不斷探索,近年來,國內外眾多結直腸專家也將目光投向了骨盆的測量。他們的手術難度標準各不相同,且選擇從不同的角度、不同的參數來尋找手術難度與骨盆測量之間的關系。手術時間和手術中出血量是衡量手術難度最方便的指標。Teng等[19］按所有外科醫生的手術時間中位數設置為截點值,手術時間大于截點值的直腸癌患者分配到長手術時間組,其他患者分配到短手術時間組,通過單因素及多因素分析發現只有體重指數和骨盆入口前后徑是手術時間的獨立預測因子;此外,長手術時間組吻合口瘺發生率較高。Wang等[32］收集了14例直腸癌患者人口統計數據、腫瘤特征和骨盆測量值,使用相關系數分析、主成分分析和線性回歸,發現骨盆橫徑、體重指數、恥骨-骶骨角和恥骨到尾骨距離對手術時間有明顯影響,且所建模型能較好地用于術前預測手術時間。Zhou等[16］研究顯示體重指數、腫瘤高度、淋巴結轉移、骨盆入口前后徑、骨盆出口前后徑、恥骨上下徑、骶尾部曲度深度、骶尾-恥骨角、恥骨到尾骨距離是影響直腸癌患者手術時間的主要因素。除了相關的臨床病理參數外,更寬、更淺和更少彎曲的骨盆可能會減少手術時間和術中失血量;相反,當治療更深、更窄或更大彎曲骨盆的患者時,手術難度可能會增加[28］。表觀擴散系數(ADC)顯示的是水分子在細胞間隙中的相對運動,由磁共振彌散加權成像(DWI)確定,DWI可分析水質子在細胞外運動的差異,以區分不同細胞結構的組織[33］。ADC值的降低意味著水分子的自由度降低,因為細胞內空間變窄[34］。因此,ADC值被認為反映了組織中細胞的充血情況。Suzumura等[35］發現直腸系膜較低的ADC值是延長手術時間和失血量增加的獨立危險因素,可能是腹腔鏡直腸癌手術難度的預測指標。Huang等[36］對機器人輔助的直腸系膜切除術和ISR術進行了亞組分析,結果對于中低位直腸癌患者,腫瘤距肛緣的距離和骶骨長度與手術時間獨立相關;病理T分期、骶尾徑和直腸系膜脂肪面積是機器人輔助直腸系膜切除術手術時間的獨立預測因素,較小的直腸系膜區域與機器人輔助的ISR術較長的手術時間獨立相關。

4.2 骨盆測量參數與術中及術后綜合指標

當然,也有結合直腸手術術中和術后指標來綜合定義手術難度的。Escal等[12］收集164例直腸癌患者,并制定了手術難度的評分標準:手術持續時間>300 min為3分、轉為開放手術為3分、經肛門切除為2分、術后住院時間>15 d為2分、失血量>200 mL為1分和并發癥(Ⅱ級和Ⅲ級)為1分;得分≥6分的直腸癌患者分到高難度手術組,得分<6分的直腸癌患者分到低難度手術組。通過多因素分析發現,體重指數>30 kg/m2、結腸肛門吻合術、坐骨結節間徑<10.1 cm、直腸系膜脂肪面積>20.7 cm2與較高的手術難度相關。Yamamoto等[13］按照此標準調整后將直腸癌患者分成低難度手術組和高難度手術組,多因素分析顯示,體重指數>25 kg/m2、腫瘤直徑>45 mm、肛門直腸角度>123°、骨盆出口前后徑<82.7 mm與手術難度高度相關;用這些指標設計的4變量評分模型對手術難度顯示出較好的預測價值。在高難度手術的患者中吻合口瘺的發生率為53%,而低難度手術的患者中吻合口瘺的發生率為6%,且高難度組的局部復發率顯著高于低難度組。此外Yuan等[37］共納入122例中低位直腸癌患者,多因素Logistic回歸分析顯示,體重指數、入口前后徑和坐骨結節間徑是手術難度的獨立預測因素,結合這些預測因素構建的諾模圖模型可較好預測手術的難度。

4.3 骨盆測量參數與TME質量

TME的質量和環周切緣狀態也是評價直腸手術指標之一,是直腸癌局部復發最重要的預后因素。在Ferko等[20］的一項研究中,對198例中低位直腸癌手術的患者進行分析,發現恥骨-骶骨角對TME標本的完整性有顯著影響;他們認為,恥骨-骶骨角角度越尖銳,操作越困難,TME標本質量越差。此外,Zur Hausen等[21］確定,入口前后徑較短會增加TME標本損壞的可能性;而坐骨棘間距越短,TME標本質量下降風險越高,較短的坐骨棘間距可能是手術質量差的獨立危險因素。環周切緣狀態也是評價手術質量的重要參數之一。然而對于骨盆參數預測環周切緣狀態的可用性仍然存在爭議。Gojayev等[22］研究結果表明,骨盆解剖參數對環周切緣受累的影響并不顯著。而距離肛門邊緣的腫瘤高度、腫瘤大小和性別是環周切緣受累的重要危險因素。但最近一項國際化、多中心、優越性的隨機對照試驗中發現,對于中低位直腸癌,TaTME的環周切緣優于腹腔鏡TME的環周切緣,對于那些術前評估經腹部手術可能導致較差的環周切緣,患者可選擇TaTME[38］。Killeen等[17］的研究也表明,除了手術類型(直腸前切術與腹會陰聯合切除術)之外,沒有其他因素與環周切緣狀態相關。也就是說,環周切緣狀態與任何骨盆測量值、角度或衍生測量值均無關聯。

4.4 直腸系膜脂肪面積與手術難度

先前對骨盆發育不良的研究主要集中在骨結構本身,而直腸癌手術中骨盆的可操作間隙也受到骨盆脂肪組織的影響。因此,在直腸癌手術中,所有手術空間有限的骨盆都是一個手術困難的骨盆。一般來說,肥胖會縮小腹部的相對空間,使手術更加困難,一些研究已經證實體重指數對直腸手術有負面影響[15-16,39］。然而,Chen等[40］通過多元回歸分析發現,直腸系膜脂肪面積比例越大,直腸系膜完全切除的可能性就越低,而體重指數對直腸手術結果的影響并不顯著。在肥胖患者中,直腸系膜脂肪面積似乎比體重指數更能預測手術質量和腹腔鏡直腸手術的難度。同樣,Levic等[41］發現,盡管體重指數為30 kg/m2的患者術中失血量增加,體重指數并非接受腹腔鏡直腸癌手術患者不良預后的顯著預測指標。這可能是由于內臟脂肪區域的分布在不同的患者中存在差異。體重指數反映了整體的肥胖程度,而腹部,特別是直腸周圍的脂肪含量,對手術的難度有重大影響。因此,直腸系膜脂肪面積可能是反映手術難度的較好指標。此外,骨盆測量均是在二維圖像截面上測量,無法完全呈現骨盆及直腸周圍軟組織形狀,測量存在偏差。如借助3D圖像重建技術,便可以在任何軸向測量骨盆參數,從而更準確地評估直腸手術的難度。

綜上所述,骨盆的影像學測量已經被證實可以預測直腸癌手術難度,當骨盆入口前后徑越短、中骨盆前后徑越短、骨盆出口前后徑越短、恥骨上下徑越短、骶尾徑越長、骶尾曲度深度越深、恥骨-骶骨角越小、骶尾-恥骨角越小、坐骨棘間距越短、坐骨結節間徑越短,直腸系膜面積越大時,直腸癌手術難度就越高。

5 小結與展望

直腸癌是一種嚴重危害人類健康的疾病,手術仍是其主要的治療方法。隨著手術和影像學技術的發展,許多骨盆影像學測量參數已經被用來預測TME的手術難度,包括骨盆尺寸和骨盆角度。但哪些骨盆參數對手術難度的影響最大仍然存在較大爭議,這可能是由于目前對于困難骨盆定義尚不明確,國內外研究各持不同觀點,且存在病例少、手術難度評價指標不一等問題。此外,骨盆的解剖參數較多,直腸癌的手術方法也較多,直腸癌手術難度的預測可能需要綜合的方法,如3D圖像重建、諾模圖、機器學習和人工智能來解決。外科醫生結合術前檢查結果評估手術難度,對于術前診斷為困難骨盆的患者可以選擇合適的手術方式,如腹腔鏡TME、機器人手術或TaTME,甚至轉診給更專業、經驗豐富的外科醫生。因此,通過骨盆影像學測量參數預測直腸手術難度,有很大的探索空間。