直肠肛管和肛周解剖结构与病变的高分辨率成像

关于直肠肛管和肛周解剖结构与病变的高分辨率成像

肛管直肠位于人体消化道的末端，是控制和排泄粪便的重要器官；肛管直肠是胚胎发育的内胚层和外胚层交汇处，肛管直肠及其周围的解剖结构非常复杂。由于解剖生理的特殊性，肛管直肠也是多种疾病好发的区域。好发于肛管直肠及其周围的疾病包括：肛周脓肿、肛瘘、骶尾部畸胎瘤、皮样囊肿、先天性肛门闭锁、先天性直肠狭窄、直肠阴道瘘、直肠脱垂、肛管直肠恶性肿瘤、外伤性肛门失禁等等。因此，通过影像学对肛门直肠周围组织准确的解剖定位和成像，在肛管直肠病变的诊断和治疗中具有重要意义。前言第2页,共28页，2024年2月25日，星期天研究目的

目前医学影像学用于肛管、直肠区域的疾病检查方法有很多种，包括直肠内超声、CT、MRI等。但是超声的组织对比度比较弱，而且还存在一定的操作者依赖，并且声像图的解释需要一定的技能。CT由于没有较高的软组织分辨率故不能清晰地显示直肠、肛管及其周围解剖结构，并且CT只能横轴位扫描成像。磁共振腔内线圈因为其痛苦大、费用高、视野小，所以不能被患者和大夫接受而不能广泛应用；第3页,共28页，2024年2月25日，星期天

高分辨MRI用多次激励、较小视野、较大矩阵、无相位卷折等技术可以增加信噪比，获得较小体素的MR图像和较高的空间分辨率，并且可提供所需要的视野，弥补了腔内超声和腔内MR线圈检查的不足。第4页,共28页，2024年2月25日，星期天

本课题从以下三个方面进行研究:

尸体和志愿者正常解剖⇒MRI在肛瘘中的应用⇒MRI在直肠癌中的应用。第5页,共28页，2024年2月25日，星期天技术路线实验对象尸体和正常志愿者肛瘘组直肠癌组解剖观察数据测量疾病和正常结构关系疾病和正常结构关系统计分析临床应用第6页,共28页，2024年2月25日，星期天

一、直肠、肛管和肛周解剖

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材料与方法

1.1肛管组20例健康志愿者年龄19岁～56岁，平均年龄34岁。本研究制定的剔除标准包括：①存有习惯性便秘、肛肠疾病或大便失禁等；②有肛管区域的创伤史或手术史。1.2直肠组

20例志愿者包括女性10例和男性10例，年龄20～36岁，年龄平均28岁。剔除标准：①存有肛肠疾病者；②曾经有直肠区域的手术病史或创伤病史。第8页,共28页，2024年2月25日，星期天

图像分析和测量

肛管组：取肛管中部冠状位图像测量肛管、耻骨直肠肌和肛门外括约肌的长度，括约肌间沟的宽度，肛提肌、肛门内、外括约肌、耻骨直肠肌和联合纵肌的厚度等。在正中矢状位图像上测量肛门外括约肌的前后部的长度与厚度。在肛管上部横轴位断面及中部横轴位断面分别测出会阴体和球海绵体肌的厚度。分别在各个被测肌肉的最厚部位进行测量。分别测量左、右侧后进行评估。把(左侧+右侧)除以2作为各被测肌肉的平均厚度和长度。肛管长度测量范围定为从耻骨直肠肌的最头侧到肛门外括约肌的最尾侧。采用SPSSl0．0统计软件包进行数据分析，肛管与肛周结构和左右侧测量值之间采用Pearson分析，男、女肛管与肛周结构的测量值的比较使用非参检验的两相关样本检验和两独立样本检验，P<0.05有统计学意义。第9页,共28页，2024年2月25日，星期天直肠组：选择横轴位像T2WI图像进行各项指标的观察。观察指标包括：①肠壁粘膜、粘膜下层与肌层的显示；②直肠系膜筋膜，包括前、后方，左、右侧系膜筋膜的具体显示情况。第10页,共28页，2024年2月25日，星期天2.结果肛管、直肠均呈圆柱状，正常肛管直肠组磁共振表现：肛管粘膜、粘膜下层、肛门内外括约肌和会阴部如会阴浅横肌、会阴体、坐骨海绵体肌、球海绵体肌等结构在T2WI上均可以显示。齿线以下部分，自内向外的肌肉组织分别为肛门内括约肌、联合纵肌、肛门外括约肌；齿线以上部分，自内向外的肌肉组织分别为肛门内括约肌、联合纵肌和耻骨直肠肌。男、女性的肛管存在差别，女性肛门外括约肌的前份较后份短，会阴体比男性稍大，女性的球海绵体肌较男性薄。第11页,共28页，2024年2月25日，星期天

在MRIT2WI图像上,直肠壁结构显示为三层，粘膜层呈稍高或等信号，粘膜下层呈现高信号，肌层包括内环和外纵肌均表现为短T2低信号；直肠周围脂肪组织呈高信号。直肠系膜筋膜呈线样结构包绕直肠系膜，TlWI和T2WI上均呈低信号改变，后方和两侧的直肠系膜筋膜显示率达100％，前方的直肠系膜筋膜显示率为28％。

2.结果

2.1MRI观测第12页,共28页，2024年2月25日，星期天表1-1男、女性肛管及肛周结构厚度与长度的平均数值X(—)±SD(min～max)mm项目男女肛管长度38.22±4.02(31.80～44.52)41.81±4.20（37.14～48.12）内括约肌厚4.12±1.08(1.56～5．51)3.98±0.85（2.33～4.74）联合纵肌厚度1.43±0.48（0.77～2.18）1.51±0.61(0.68～2.34）括约肌间沟宽度2.61±0.98(1.56～5.46）2.35±0.92（1.08～4.11）会阴体厚度3.52±0.84（2.33～4.68）6.77±1.68（3.51～9.43）球海绵体肌厚度4.31±0.91（2.82～5.68）2.49±0.81(1.75～4.42)肛提肌厚度2.97±0.93（1.54～4.55）3.76±1.39（2.10～7.46）耻骨直肠肌长度15.56±3.32（10.93～22.98）15.74±3.84（8.58～26.26）耻骨直肠肌厚度5.98±5.60（3.92～8.52）6.32±1.72（3.90～10.18）外括约肌长度24.01±3.61（15.40～30.62）26.83±2.72（21.24～32.42）外括约肌厚度4.41±0.96（2.46～5.53）3.82±0.76（2.46～0.76）外括约肌前部长度12.56±2.67（6.71～15.81）11.12±2.81（11.12～17.67）外括约肌前部厚度5.02±1.12（3.08～7.01）18.42±3.21（13.01～22.75）外括约肌后部长度18.01±3.96（13.63～24.45）18.42±3.21（13.01～22.75）外括约肌后部厚度17.58±2.62（13.63～21.66）18.22±4.66（10.76～25.62）第13页,共28页，2024年2月25日，星期天3.讨论患者行高分辨磁共振的肛管、直肠检查时在无任何痛苦的情况下不但能清晰地显示肛管、直肠的结构，而且还能清晰地显示膀胱、前列腺、精囊腺、子宫、卵巢、阴道等盆腔许多器官或组织，这对肛门直肠区域的病变的诊断、肿瘤的分期及治疗方案的准确确定有重要的意义。磁共振成像不但可以清楚的显示肠壁的三层结构，而且还可清晰地显示直肠系膜及其筋膜，这为术前准确地判断直肠癌的TNM分期，显示环周切缘与肿瘤的准确关系奠了良好的解剖基础，从而为直肠癌术前治疗方案的制定和手术方法的选择有重要的指导意义。第14页,共28页，2024年2月25日，星期天磁共振肛管疾病组

引言肛管是腹膜外位器官，位于直肠的远端。肛管的作用主要是控食物残渣的排泄，多种疾病容易发生，如肛瘘、肛周脓肿、大便失禁和肛管恶性肿瘤等。肛瘘，又被称为肛管直肠瘘，是肛管直肠和肛周皮肤的异常沟通，内口大多在齿状线肛窦内，外口是继发性的，常位于肛周皮肤；大多数肛瘘是由于肛腺炎症迁延不愈发展而来，少数由某些全身性疾病引起，如结核、Crohn’s病等。肛管与肛周结构的检查手段有直肠内超声、CT、MRI等。本组用相控阵线圈对31例疑是肿瘤或肛瘘和1例肛管癌进行了高分辨磁共振检查，旨在研究高分辨磁共振对肛瘘和肛管癌的显示情况及高分辨磁共振在该区域疾病检查中是否有临床应用和推广价值。第15页,共28页，2024年2月25日，星期天材料与方法2008年元月-2010年12月间来我院诊治的可疑肛瘘患者31例，其中男22例，女9例；年龄17~64岁，平均43岁；所有患者均在MRI检查前进行系统的局部检查并临床评价。其中5例患者进行过1次手术，3例患者进行过2次以上肛瘘手术。第16页,共28页，2024年2月25日，星期天图像分析

肛瘘组的任务是评价瘘管、外口、内口、脓肿是否存在及瘘管的数量和分型，原发肛瘘根据Parks分型分为括约肌间型、经括约肌型、括约肌外型和括约肌上型；根据肛周脓肿的位置把脓肿分为括约肌间脓肿、肛提肌上脓肿和坐骨肛门窝脓肿。括约肌间肛瘘指原发瘘管位于括约肌间隙，经括约肌型肛瘘是瘘管穿过内、外括约肌到坐骨肛门窝，瘘管在括约肌间向上走行通过肛提肌或穿过耻骨直肠肌到外口被称为括约肌上型肛瘘，括约肌外型指瘘管由外口穿过肛提肌直接达直肠内口。内口位置应用钟表位置法确定。术前肛肠科大夫在磁共振图像引导下对患者进行麻醉后用探针和美蓝寻找确定内口的位置做为判定肛瘘诊断的金标准。我们制定磁共振检查正确的标准是磁共振检查的内口与外科医生通过临床检查所确定的内口位置同属相同象限（我们将肛周分为左前、左后、右前、右后四个象限）。将磁共振结果与手术结果进行对照统计，计算磁共振对原发瘘管、内口、肛周脓肿显示的敏感度、特异度和准确度。第17页,共28页，2024年2月25日，星期天结果31例患者均被诊断为肛瘘。31例肛瘘共31个原发瘘管、35个内口，25个外口，14个肛周脓肿。31例肛瘘刚Parks分类显示：经括约肌肛瘘9例，括约肌间肛瘘16例，括约肌外肛瘘1例，括约肌上肛瘘5例，能够正确显示内口位置27例，单纯性肛瘘11例，复杂性肛瘘20例。第18页,共28页，2024年2月25日，星期天2.4讨论瘘管造影检查，常因瘘管曲折、瘘管部分暂时粘连闭合，造成显影不全，且有发生辐射损伤、增加患者痛苦的可能；由于瘘管造影术对大部分复杂性肛瘘不能得到良好的显示，所以诊断准确率不高并可能加重感染的扩散机会，且无法判断瘘管与肛门括约肌之间的关系。直肠腔内超声准确率为60％～70％左右，其最大的缺点是由于无法显示肛周肌肉的影像，且图像为单平面投射，无法对瘘管与肛周括约肌的关系做出判断。MRI直肠内线圈的软组织分辨很高，信号噪声比好，但线圈太小导致距离线圈较远的受检查部位信噪比降低。另外经直肠线圈视野较小导致视野范围以外的瘘管或脓肿不能显示。体外相控阵线圈不但能清晰地显示瘘管，能较清楚地显示瘘管与肛门周围的结构关系，因为瘘管和瘢痕含水量及成份不同而容易被磁共振准确分辨，而且不存在并发症和辐射风险，克服了直肠内线圈信号过强、视野小的缺点、获得临床需要的分辨率和大的视野成像，因此高分辨的MRI相控阵线圈检查现已替代腔内超声、传统的X线瘘管造影和直肠内线圈，成为术前诊断肛瘘的主要检查方法。第19页,共28页，2024年2月25日，星期天原发性直肠癌组直肠癌是常见的消化道恶性肿瘤之一，在欧美国家其位于恶性肿瘤的第二位，在我国患病率也在不断升高。直肠癌术后复发率不仅影响到患者的生存，而且由于疼痛、多次迁延的放疗和化疗等均影响患者生活质量。近年来全直肠系膜切除术和术前辅助放化疗使原发性直肠癌患者局部复发率明显降低，生存率得到显著提高，是否能采取全直肠系膜切除术和术前新辅助放化疗要依据准确的高分辨磁共振检查。第20页,共28页，2024年2月25日，星期天直肠系膜解剖学无“直肠系膜”这一名词；在外科学直肠系膜是指在中下段直肠的后方和两侧包裹着直肠形成半圈1.5-2.0cm厚的结缔组织，内含动静脉、淋巴组织及大量的脂肪组织，上自第3骶椎前方，下达盆膈。第21页,共28页，2024年2月25日，星期天3.2材料与方法对我院在2009年1月～2011年12月期间来诊治的直肠癌15例患者进行回顾性分析，其中男22例，女8例，年龄35-69岁，平均年龄50岁。临床主要症状为腹痛、大便频次增多、大便习惯改变、黏液性血便和便血等。全部病例经肠镜检查取活组织进行病理组织学检查确诊，术前行MR检查，手术方式为直肠癌根治术（Dixon术式或Miles术式），手术中均遵循TME手术原则。一经MR检查后手术时间在一周内进行。第22页,共28页，2024年2月25日，星期天3.2.3图像分析和数据处理正常直肠壁各层结构在T2加权图像上显示清晰，在T2WI图像上能显示三层结构即高信号的黏膜和黏膜下层,低信号的固有肌层和高信号的肠周脂肪,直肠癌术前MRI的T分期标准如图,T1期:肿瘤侵犯黏膜下层,T2WI图像表现为肿瘤相对低的信号未超过黏膜下层。T2期:肿瘤侵犯肌层,表现为肌层与黏膜下层分界消失，肿瘤信号侵犯肌层；鉴别T1和T2期的是判断肌层是否受侵犯,由于直肠肿瘤在MRI上Tl期和T2期较难分辨，而且两期采取的治疗方案相似，因此可以将两期并为≤T2期，即肿瘤局限于肠壁内与肠周脂肪分界清晰；T3期:肿瘤穿透肌层达浆膜下或侵犯直肠周围组织,表现为肿瘤信号穿过肌层,累及直肠周围高信号的脂肪，鉴别T2与T3期主要是看周围脂肪是否受侵及；T4期:肿瘤直接侵犯周围器官、结构或腹膜。在横轴位图像上肿瘤浸润后残余肠壁最薄层面上测量肿瘤边缘到直肠系膜筋膜的最短距离，如果直肠系膜内有癌结节或直径不小于5mm的淋巴结更接近直肠系膜筋膜，则测量它们之间的最短距离。在MRI图像上测量的最短距离<5mm和与环周切缘<lmm高度相关，被认为环周切缘阳性，记做CRM(+)，否则记做CRM(-)。第23页,共28页，2024年2月25日，星期天3.3结果最终的病理分期显示15例直肠癌包括T1期1例，T2期8例，T3期15例，T4期6例。高分辨MRI能正确诊断其中的13例，高分辨MRI对T分期判定的整体准确度为86．7％。对T分期的判