磁共振彌散加權(quán)成像預(yù)測宮頸癌放射敏感性的應(yīng)用價值

1.福建醫(yī)科大學(xué)附屬龍巖市第一醫(yī)院(福建省龍巖市第一醫(yī)院)放療科(福建 龍巖 364000)

2.福建省腫瘤醫(yī)院婦科(福建 福州 350014)

3.福建省腫瘤醫(yī)院放射診斷科(福建 福州 350014)

童遠和1倪曉雷1王 敏2肖友平3廖 江3陳韻彬3

磁共振彌散加權(quán)成像預(yù)測宮頸癌放射敏感性的應(yīng)用價值

1.福建醫(yī)科大學(xué)附屬龍巖市第一醫(yī)院(福建省龍巖市第一醫(yī)院)放療科(福建 龍巖 364000)

2.福建省腫瘤醫(yī)院婦科(福建 福州 350014)

3.福建省腫瘤醫(yī)院放射診斷科(福建 福州 350014)

童遠和1倪曉雷1王 敏2肖友平3廖 江3陳韻彬3

目的探討磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)技術(shù)在預(yù)測宮頸癌放射敏感性的應(yīng)用價值。方法25例單純放療宮頸癌初診患者，外照射前、20GY以及結(jié)束時分別進行1.5T磁共振常規(guī)系列及DWI掃描，測量各時間點宮頸癌原發(fā)灶A(yù)DC值，分析差異性以及與腫瘤退縮率的相關(guān)性。結(jié)果外照射前、20GY及結(jié)束時ADC值分別為(0.93±0.14)×10-3、(1.25±0.17)×10-3s及(1.55±0.13)×10-3mm2/s，兩兩之間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P值＜0.01)；外照射前與20GY的ADC值差值(R值)為(0.33±0.16)×10-3mm2/s。外照射前后腫瘤退縮率為(0.86±0.11)。外照射前、20GY以及結(jié)束時各ADC值與腫瘤退縮率均無相關(guān)性(P值＞0.05),R值與腫瘤退縮率有正相關(guān)性(r=0.423，P=0.035)。結(jié)論宮頸癌原發(fā)灶A(yù)DC值放療后升高；放療后ADC值的早期變化與腫瘤退縮率具有正相關(guān)性，可作為預(yù)測宮頸癌放射敏感性的潛在性功能影像學(xué)指標。

宮頸癌；放射敏感性；磁共振彌散加權(quán)成像；表觀擴散系數(shù)

宮頸癌放療后復(fù)發(fā)是其治療失敗的主要原因之一，與放療敏感性差異密切相關(guān)。因此進行放射敏感性預(yù)測顯得尤為重要。磁共振彌散加權(quán)成像(Magnetic resonance diffusion-weighted imaging, MR DWI)技術(shù)屬于分子功能影像范疇，可在形態(tài)學(xué)變化之前檢測出腫瘤生理狀態(tài)的變化，可通過表觀擴散系數(shù)(apparent difusion coefficient,ADC)予以量化，是預(yù)測腫瘤放療敏感性的潛在性指標。本研究旨在探討DWI技術(shù)預(yù)測宮頸癌放射敏感性的應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料2009年2月～2010年5月收治的宮頸癌初診25例，均病理證實，鱗癌22例，腺癌3例。年齡38～70歲，中位年齡52歲。FIGO 2008分期標準，ⅡA期2例，ⅡB期12例，ⅢA期2例，ⅢB期9例。排除標準：有放療禁忌癥、子宮切除病史、盆腔放療病史、懷孕、MRI檢查禁忌癥。

1.2 放療方法25例患者均進行單純盆腔放療。放療方案：電子直線加速器6-18MVX射線，全盆腔4野常規(guī)鉛擋外照射DT：30GY/15F-40GY/20F，之后改前后對穿野加中央鉛擋外照射至50GY/25F-56GY/28F。中央鉛擋期間同期進行192 Ir高劑量率腔內(nèi)后裝近距離放射治療，1次/周，A點劑量DT35-42GY/5-6F。

1.3 磁共振掃描

1.3.1 掃描時間：于常規(guī)外照射之前、外照射20GY/10F時、外照射結(jié)束時3個時間點分別進行磁共振掃描常規(guī)序列掃描及彌散加權(quán)成像(DWI)掃描。

1.3.2 掃描方法：使用超導(dǎo)型磁共振成像儀(Signa 1.5T Excite III HD，美國GE公司)。常規(guī)MR掃描采用8通道相控陣表面線圈。DWI掃描采用體線圈。MRI常規(guī)掃描序列包括橫斷面T1WI FSE、橫斷面 T2WI FSE、矢狀位FSE T2WI及橫斷面DWI掃描；DWI掃描采取自旋回波-平面回波(SEEPI)序列。最后，在以1.5ml/s的速度注射對比劑Gd－DTPA(劑量0.1mmol/kg)后，進行橫斷面、矢狀面及冠狀面3D-LAVA掃描。掃描范圍從恥骨聯(lián)合下緣2cm至腹主動脈分叉水平。掃描完成后將數(shù)據(jù)傳入adw 4.2工作站(美國GE公司)，進行圖像后處理及ADC值測量。

1.4 磁共振圖像處理

1.4.1 ADC值的測量：在b值分別為0及800s/mm2的ADC融合圖上測量宮頸癌原發(fā)灶的ADC值。感興趣區(qū)(region of interest,ROI)盡量接近腫瘤實質(zhì)的最大截面積的3/4，并避開壞死區(qū)。在外照射過程中以及外照射結(jié)束時，如原發(fā)腫瘤已經(jīng)退縮，而宮頸原形可見，則在同一位置正常宮頸上組織測量ADC值。數(shù)據(jù)由一名主治以上的MR診斷醫(yī)師和一名放療科醫(yī)師采用雙盲法，取平均值。差異較大的數(shù)據(jù)討論取得一致意見后確定。

1.4.2 腫瘤體積與退縮率的計算：將磁共振常規(guī)序列像發(fā)送至放療科ADAC三維放療計劃系統(tǒng)，由MR診斷醫(yī)師及放療科醫(yī)師分別在橫斷面及矢狀面的T2WI FSE圖像上勾畫出宮頸癌原發(fā)灶，定量計算腫瘤體積，取其平均值。腫瘤退縮率等于外照射前、后腫瘤減少的體積與外照射前的腫瘤體積的比率。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析采用SPSS15.0數(shù)據(jù)分析軟件包完成數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。設(shè)外照射中(20GY)與放療前ADC值的差值為R值。對宮頸癌原發(fā)灶外照射前、外照射20GY和外照射后ADC值、R值以及腫瘤退縮率進行統(tǒng)計學(xué)分析。差異性分析采用T檢驗，相關(guān)性分析采取Spearman's檢驗；雙側(cè)檢驗P值小于0.05認為具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 磁共振掃描時間外照射20GY的掃描時間為外照射的第12～18天，中位時間14天；外照射結(jié)束的掃描時間為外照射的第45～60天，中位時間49天。

2.2 ADC值的變化情況宮頸癌原發(fā)灶外照射前、外照射20GY及外照射結(jié)束時的ADC值分別為(0.93±0.14)×10-3mm2/ s(1.25±0.17)×10-3mm2/s及(1.55±0.13)×10-3mm2/s。ADC值隨著外照射劑量的增加呈進行性升高的趨勢。T檢驗兩兩之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(兩兩比較，t值分別為-10.508，-19.257，-12.540，P值均＜0.01)。

2.3 R值外照射前與外照射20GY的宮頸癌原發(fā)灶A(yù)DC差值為(0.33±0.16)×10-3mm2/s。

2.4 腫瘤退縮率外照射前、后宮頸癌原發(fā)灶減少的體積與外照射前的體積的比率，即最終腫瘤退縮率為(0.86±0.11)。

2.5 腫瘤退縮相關(guān)性情況外照射前、外照射20GY以及外照射結(jié)束時宮頸原發(fā)灶A(yù)DC值與腫瘤退縮率均無明顯相關(guān)性(P值＞0.05)，外照射前與外照射20GY的宮頸原發(fā)灶A(yù)DC差值即R值與腫瘤退縮率有正相關(guān)性(r=0.423，P值=0.035)。

3 討 論

宮頸癌是全球婦女第二常見惡性腫瘤，83%發(fā)生在發(fā)展中國家，放射治療是宮頸癌的主要治療方法之一[1]。近年來隨著放療技術(shù)的發(fā)展和改進，宮頸癌放療療效顯著提高，但放療后照射野內(nèi)復(fù)發(fā)仍占治療失敗的60%～80%，其重要原因之一是宮頸腫瘤細胞固有的放射敏感性差異。因此，在放療前或放療早期進行宮頸癌放射敏感性預(yù)測，并針對不同敏感性進行個體化綜合治療，是提高放療療效的重要途徑。

臨床發(fā)現(xiàn)，部分腫瘤在放療結(jié)束一段時間后才開始退縮，解剖形態(tài)學(xué)技術(shù)很難用于放療敏感性預(yù)測。腫瘤組織功能變化往往出現(xiàn)在體積變化之前，是預(yù)測治療敏感性較好的指標。磁共振彌散加權(quán)成像技術(shù)是利用MR來觀察活體組織中水分子微觀擴散運動的一種成像方法，能夠提供常規(guī)序列所不能提供的生理功能信息，可在形態(tài)學(xué)變化前發(fā)現(xiàn)腫瘤生理狀態(tài)變化，并通過表觀擴散系數(shù)(apparent difusion coefficient, ADC)值的DWI量化指標來表達，可能是較理想的放療敏感性預(yù)測因子。

DWI技術(shù)在惡性腫瘤診斷方面的研究較成熟。Naganawa、段陽等研究表明，DWI能很好的鑒別宮頸癌與正常宮頸[2,3]。莫蕾等研究發(fā)現(xiàn)，定量分析ADC值還有助于評估宮頸癌病理類型及分級[4]。我們的前期研究顯示，宮頸癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)ADC值低于正常淋巴結(jié)及反應(yīng)性增生淋巴結(jié)。DWI預(yù)測腫瘤放療敏感性研究方面不多，最早是在一些動物和細胞模型研究提示DWI在腫瘤療效預(yù)測方面具有潛能。Theilmann等對乳腺癌肝轉(zhuǎn)移患者化療反應(yīng)的研究表明，治療反應(yīng)差的病灶A(yù)DC值變化不大，而反應(yīng)好的病灶A(yù)DC值變化明顯，提示DWI可以預(yù)測化療反應(yīng)[5]。曹崑等研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌放化療后殘留組的平均ADC值變化幅度低于無殘留組，認為ADC變化值的差異可成為判斷宮頸癌放化療后病灶是否易于殘留的指標[6]。

本研究結(jié)果表明，宮頸癌原發(fā)灶的ADC值隨著放療劑量的累積而進行性升高，該結(jié)果與Naganawa等、張赟等的研究相類似[2,7]，反映了放療后腫瘤細胞密度以及水分子運動障礙物的減少。外照射前與外照射20GY的ADC差值和放療后宮頸癌原發(fā)灶腫瘤退縮率具有正相關(guān)性，該結(jié)果與Harry等研究結(jié)果相一致[8]，證明了放療的早期(本研究中位時間為放療第14天)，ADC差值可能可以預(yù)測宮頸癌放射敏感性。實踐中我們?nèi)粲么思夹g(shù)預(yù)測到宮頸癌對放療不敏感的時候，可以及時利用放射增敏劑、配合化療或生物治療，或改用調(diào)強放療技術(shù)增加單次劑量，甚至創(chuàng)造條件手術(shù)等諸多臨床干預(yù)措施。

Mardor等研究證明，腦瘤放療前ADC值與放療腫瘤體積退縮有關(guān)，說明DWI技術(shù)可能在治療開始前就作為非侵入性的腫瘤療效預(yù)測工具[9]。我們的研究顯示宮頸癌治療前ADC值與腫瘤退縮率無關(guān)，可能與本研究腫瘤退縮率觀察時間不足或例數(shù)較少有關(guān)。Kim等研究表明，前列腺癌復(fù)發(fā)后ADC值再次降低，可預(yù)測復(fù)發(fā)[10]。本研究對25例宮頸癌病人進行隨訪，2例原發(fā)灶復(fù)發(fā)時再次進行磁共振掃描，分別在放療后7、19個月，其ADC值均再次降低，初診治療前、放療后、復(fù)發(fā)時的ADC值分別為：0.96×10-3、1.26×10-3與0.98×10-3mm2/s，以及0.93×10-3、1.65×10-3與1.12×10-3mm2/s。因此DWI技術(shù)在腫瘤復(fù)發(fā)的監(jiān)測與診斷上亦可能有一定的應(yīng)用價值。

總之，磁共振DWI掃描作為惡性腫瘤診斷影像學(xué)檢查的一項內(nèi)容，在不增加醫(yī)療費用的情況下，該非侵入技術(shù)有希望在放療早期對腫瘤放療敏感性進行預(yù)測，其在經(jīng)濟學(xué)及實用性方面上均有相當?shù)难芯績r值。

1. 連利娟.林巧稚婦科腫瘤學(xué)[M].第4版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2006；312.

2. Naganawa S,Sato C,Kumada H,et al. Apparent diffusion coefficient in cervical cancer of the uterus: comparison with the normal uterine cervix [J]. Eur Radiol,2005,15(1):71-78.

3. 段陽,董雪,羅婭紅,等.磁共振彌散成像對宮頸癌表觀彌散系數(shù)的研究[J].中國CT和MR雜志,2013,9(3):49-51.

4. 莫蕾，江新青，陳阿梅，等.DWI對宮頸癌的診斷劑腫瘤密度相關(guān)性的初步研究[J].中國CT和MR雜志,2011,11(2):44-46.

5. Theilmann RJ,Borders R,Trouard TP,et al．Changes in water mobility measured by diffusion MRI predict response of metastatie breast cancer to chemotherapy[J]. Neoplasia,2004,6(6):831-837．

6. 曹崑,張曉鵬,汪寧,等.MR擴散成像評價宮頸癌放(化)療早期療效[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2009,25(9):1657-1660.

7. 張赟,梁碧玲,高立等.正常子宮頸和宮頸癌的擴散加權(quán)成像特點[J]．癌癥,2007，26(5)：508-512．

8. Harry VN, Semple SI, Gilbert FJ,et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the early detection of response to chemoradiation in cervical cancer[J].Gynecol Oncol,2008,;111(2):213-220.

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（本文圖片見封三）

(本文編輯: 汪兵)

Diffusion-weighted Magnetic Resonance Imaging in Predicting the Radiosensitivity of Cervical Cancer

TONG Yuan-he1, NI Xiao-lei1, WANG Min2,et al., 1 Department of Radiation Oncology, The First Hospital of Longyan affiliated to Fujian medical university, Longyan, 364000, China; 2 Department of gynecological oncology,Fujian Cancer Hospital, Fuzhou,350014,China; 3 Department of Radiology, Fujian Cancer Hospital,Fuzhou, 350014, China

Objective To investigate the cinical value value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) in predicting the radiosensitivity of cervical cancer.Methods Twenty-five women with cervical cancer received radiotherapy were included, DWI was carried out prior to radiation, and repeated after 20GY and after the readiation using MRI scanner. The apparent diffusion coefficient (ADC) was calculated, compared and correlated with final tumour retraction.Results The ADC values of prior to radiation, 20GY and t after the readiation was (0.93±0.14)×10-3, (1.25±0.17)×10-3and (1.55±0.13)×10-3mm2/s, it showed significant difference each other (P＜0.01). The change of ADC between prior to radiation and 20GY therapy was (0.33±0.16)×10-3mm2/s, final tumour retraction was (0.86±0.11)×10-3mm2/s. No correlation was found between ADC values and tumour retraction (P＞0.05), while the changes in ADC showed a significant correlation with tumour retraction (r=0.423,P=0.035).Conclusion The ADC values of cervical cancer increased after radiotherapy, the early change of ADC value showed a correlation with final tumour retraction, Which has the potential to provide a surrogate biomarker of radiosensitivity in cervical cancers.

Cervical Cancer; Radiosensitivity; Diffusion-weighted MRI; Apparent Diffusion Coefficient

R445.3；R737.33

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.01.19

2014-12-09

倪曉雷