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磁共振是直肠癌局部分期最准确的方法。MRI上直肠系膜在T1像和T2像均表现为高信号。直肠系膜、筋膜表现为线状的低信号，TME上直肠系膜是手术切除的界面。从肿瘤或转移淋巴结至系膜、筋膜最短的距离为环周切缘，这是局部复发最常见的部位。MRI可以高度准确的评价环周切缘的情况，当癌肿距离环周切缘的距离<1㎜，为环周切缘阳性，当肿瘤与环周切缘的距离>1㎜，则为环周切缘阴性。T1期和T2期肿瘤仅限于直肠壁，可以直接进行TME手术。常规MRI对直肠周围腺癌反应增生及直肠周围侵犯无法识别，T3期为肿瘤生长超过直肠壁，直肠周围侵犯，这些肿瘤是要确定是否涉及直肠的环周切缘。T3a期肿瘤是肿瘤上皮外侵犯<1mm，T3b为肿瘤向直肠壁外侵犯1-5mm，T3c是肿瘤向直肠壁外侵犯在5-10mm，T3d是肿瘤向壁外侵犯>15mm，T4期是肿瘤侵犯到周围结构，如盆壁、阴道、前列腺、膀胱、精囊，属于晚期的转移。