3 .0T MR 擴(kuò)散加權(quán)成像中的表觀彌散系數(shù)在鼻咽癌放化療療效的評(píng)估價(jià)值

張可名,王小紅,孫世元,劉淑霞,劉漢菊,李 麗,許 珊,王月琦

(吉化集團(tuán)公司總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，吉林 吉林132022)

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)是我國(guó)最常見(jiàn)的頭頸部惡性腫瘤之一，癌細(xì)胞生長(zhǎng)活躍，呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，常發(fā)生頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，而且鼻咽癌發(fā)病部位隱蔽，周圍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毗鄰許多重要器官，手術(shù)切除困難。鼻咽癌對(duì)放射線敏感，又鑒于特殊的臨床生物學(xué)行為和復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，目前鼻咽癌的治療模式是以放射治療為主的綜合治療。因此，如何早期預(yù)測(cè)療效從而及時(shí)調(diào)整治療方案并進(jìn)行個(gè)體化治療已成為目前臨床進(jìn)行鼻咽癌治療的研究熱點(diǎn)。然而，腫瘤直徑體積在治療的早期并不會(huì)發(fā)生明顯變化，形態(tài)影像學(xué)已不能準(zhǔn)確對(duì)腫瘤療效進(jìn)行早期的預(yù)測(cè)評(píng)估。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是磁共振功能成像，具有分子功能影像的特點(diǎn)，是目前唯一能夠觀察活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)方法，并且能同時(shí)提供定量參數(shù)表觀彌散系數(shù)(ADC)，ADC值在以往對(duì)其他腫瘤的研究中被證實(shí)可以用來(lái)評(píng)估療效[1，2]。然而目前關(guān)于DWI早期評(píng)估鼻咽癌放化療(chemoradiotherapy,CRT)療效的報(bào)道較少。因此，本研究旨在探討DWI對(duì)鼻咽癌放化療療效的早期預(yù)測(cè)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

搜集我院2014-03-2015-04 53例鼻咽癌患者，其中男38例，女15例，年齡35-78歲，平均55.6±8.2歲。所有病人均有完整的臨床及MRI資料，而且均經(jīng)過(guò)鼻咽鏡活檢病理診斷為鼻咽癌，其中鱗癌，49例，腺癌1例，未分化癌3例，首次MRI掃描前未經(jīng)任何治療，全程規(guī)范的放射治療。經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者自愿參加該研究，均簽署知情同意書，患者資料的使用遵循匿名原則。

1.2 設(shè)備及掃描參數(shù)

美國(guó) GE 公司 Discovery MR750 3.0T 超導(dǎo)磁共振成像儀，8通道頭頸聯(lián)合線圈。受檢者頭頸部固定，耳塞屏蔽噪音。采用單次激發(fā)的平面回波成像SE-EPI 序列。掃描方位：橫軸位 。 掃 描 參 數(shù) ： TR/TE=6 000 ms/系統(tǒng)默認(rèn)最小值，矩陣128×128，F(xiàn)OV=22 cm×22 cm，層厚5 mm，層間距0.5 mm。分別在 X、Y、Z 軸 3 個(gè)方向上施加擴(kuò)散敏感梯度。頻率編碼方向：R/L，b值選用 0、800 s/mm2，NEX=2，自動(dòng)開(kāi)啟勻場(chǎng)及脂肪抑制。掃描時(shí)間：1 min12 s。掃描范圍：顳葉中部至胸廓入口水平。對(duì)比劑為釓噴酸葡胺注射液(北京北陸藥業(yè)股份有限公司)，0.2 ml/kg，高壓注射器肘靜脈注射。

1.3 治療方案、檢查時(shí)間及分組

治療方案：48例病人放療，5例病人放療同時(shí)輔助化療。(1)放療：適形調(diào)強(qiáng)放射治療，每次原發(fā)灶放射劑量1.8-2.0Gy，每日照射一次，每周5次，總放射劑量70-73Gy，同時(shí)對(duì)頸部淋巴結(jié)引流區(qū)域行常規(guī)分割式預(yù)防性照射，總劑量50Gy。(2)化療：FLP方案或FP方案(F：5-氟尿嘧啶，L：亞葉酸鈣，P：順鉑或奈達(dá)鉑)。

檢查時(shí)間：CRT前一周、CRT2周、CRT5周(放射劑量達(dá)50Gy)、CRT結(jié)束、CRT結(jié)束一個(gè)月。

分組方案：根據(jù)隨訪結(jié)果腫瘤范圍按RECIST[3](response evaluation criteria in solid tumors)標(biāo)準(zhǔn)，分為完全有效(CR)組，腫瘤消失，部分有效(PR)組，腫瘤長(zhǎng)徑縮小>30%，無(wú)效(SD)組，腫瘤長(zhǎng)徑縮小<30%或增大<20%。

1.4 圖像分析及數(shù)據(jù)測(cè)量

將原始圖像傳至 GE ADW4.4 工作站，均由2名10年以上頸部影像診斷經(jīng)驗(yàn)放射醫(yī)師進(jìn)行腫瘤體積大小及ADC值測(cè)量，腫瘤邊界劃線有爭(zhēng)議時(shí)協(xié)商后確定，在增強(qiáng)T1WI上勾畫出腫瘤及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)。測(cè)定腫瘤體積：由Functool軟件自動(dòng)生成每層的多形性興趣區(qū)(region of interest，ROI)面積，體積(V)=每層ROI面積總和×(層厚+層間距)。腫瘤ADC值亦由Functool軟件自動(dòng)算出，ROI測(cè)量時(shí)包括層面內(nèi)所有異常信號(hào)區(qū)，取平均值得到腫瘤的ADC值。

腫瘤及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)體積降低比例=(前次體積-本次體積)/前次體積

ADC值提高比例=(本次ADC值-前次ADC值)/前次ADC值

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用 SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在數(shù)據(jù)經(jīng)分析符合正態(tài)分布及方差齊性后采用單因素方差分析及SNK法兩兩比較以下幾組數(shù)值有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(1) CRT前一周CR、PR及SD組的腫瘤及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)體積。(2) CRT2周、CRT5周CR、PR及SD組的腫瘤及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)降低比例。(3) CRT前一周、CRT2周、CRT5周、CRT結(jié)束CR、PR及SD組的ADC值。(4) CRT2周、CRT5周CR、PR及SD組的ADC值提高比例。

2 結(jié)果

見(jiàn)表1。

表1 各腫瘤組CRT前一周、CRT2周、CRT5周、CRT結(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)

3 討論

DWI能從分子水平反映人體水分子的功能變化，可以檢測(cè)出與組織含水量改變有關(guān)的形態(tài)學(xué)和病理生理學(xué)的早期改變，是目前唯一能觀察活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的影像學(xué)方法。既往多數(shù)動(dòng)物模型及臨床實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)DWI技術(shù)在評(píng)估和預(yù)測(cè)腫瘤治療療效方面具有重要價(jià)值[1,3-6]。早期DWI序列因掃描時(shí)間長(zhǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影非常敏感，隨著3.0T高場(chǎng)強(qiáng)磁共振的應(yīng)用，尤其是單次激發(fā)平面回波成像EPI及多線圈并行采集技術(shù)的應(yīng)用，明顯縮短了掃描時(shí)間，采集時(shí)間可縮短至50 ms以下，呼吸、心跳、血流和胃腸道蠕動(dòng)等生理活動(dòng)均可被凍結(jié)，對(duì)圖像質(zhì)量的影響降至最低，使體部DWI的應(yīng)用成為可能。目前DWI對(duì)鼻咽癌的研究主要集中在腫瘤的檢出、分期及良惡性腫瘤鑒別診斷方面，而對(duì)鼻咽癌放化療療效研究較少。筆者將鼻咽癌治療前、治療早期、治療中期及治療結(jié)束后MRI病灶大小及ADC值動(dòng)態(tài)觀察，旨在更全面詳細(xì)評(píng)估ADC值對(duì)鼻咽癌放化療療效的預(yù)測(cè)及檢測(cè)價(jià)值，為臨床個(gè)體化治療方案制定提供客觀依據(jù)。

3.1 治療前

本研究結(jié)果顯示治療前CR、PR及SD各腫瘤組腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)體積、ADC值間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，由此筆者推論鼻咽癌病人的最終療效與治療前腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)體積、ADC值均無(wú)明顯相關(guān)性。

3.2 治療早期

放化療2周時(shí)，CR、PR及SD各腫瘤組在治療早期腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)體積降低比例之間及ADC值之間無(wú)明顯差異，而CR組的ADC值提高比例均高于PR組與SD組。各腫瘤組治療早期的ADC值提高比例與腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)體積降低比例之間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這說(shuō)明腫瘤在治療早期的ADC值改變?cè)缬诮M織的宏觀形態(tài)學(xué)變化，ADC值可體現(xiàn)組織的微觀生理學(xué)變化，因此根據(jù)腫瘤在治療早期的ADC值變化能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)療效。

既往研究[7,8]顯示，惡性腫瘤細(xì)胞擴(kuò)增迅速，細(xì)胞密度增高，細(xì)胞外容積減小，同時(shí)，細(xì)胞膜的限制以及大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)對(duì)水分子的吸附作用的增強(qiáng)，這些因素都限制了腫瘤內(nèi)水分子的有效運(yùn)動(dòng)，限制了擴(kuò)散，使得ADC值降低。放射線及化療藥物可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞膜的破壞，細(xì)胞質(zhì)游離鈣及活性氧類物質(zhì)增多，引起腫瘤細(xì)胞損傷及凋亡，腫瘤細(xì)胞密度減低，細(xì)胞周圍間隙增寬，水分子擴(kuò)散能力增強(qiáng)，ADC值升高[5]。陳等[9]通過(guò)觀察NPC轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)早期的放療反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在腫瘤放療 1周后對(duì)放療有反應(yīng)的病灶 ADC值升高，而無(wú)反應(yīng)的病灶A(yù)DC值降低或無(wú)變化。因此，ADC值能在腫瘤體積變化之前觀察腫瘤細(xì)胞的微觀變化，并可進(jìn)行定量分析，早期預(yù)測(cè)腫瘤治療的療效。

3.3 治療中期

放化療5周時(shí)CR、PR及SD各腫瘤組在腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)體積降低比例、ADC值、ADC值提高比例間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，以ADC值提高比例預(yù)測(cè)NPC療效敏感度最高，可達(dá)94.7%，特異度91.3%，這說(shuō)明放化療5周時(shí)腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)體積降低比例、ADC值雖可反映NPC對(duì)治療的敏感性，但ADC值提高比例仍是預(yù)測(cè)NPC療效敏感性較好的指標(biāo)。這與Pan等[10]通過(guò)ADC值預(yù)測(cè)異種移植鼻咽癌小鼠放射敏感性動(dòng)物模型研究的結(jié)論相似，研究發(fā)現(xiàn)放療后體積變化與ADC之具有相關(guān)性，ADC值變化率是預(yù)測(cè)NPC放射敏感性的較好指標(biāo)。

3.4 治療結(jié)束后

CRT結(jié)束后CR組的ADC值明顯高于PR及SD組，而PR組ADC值僅略高于SD組，且此差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明在治療結(jié)束后即可根據(jù)ADC值有效判斷有無(wú)腫瘤殘余。

3.5 研究局限性

考慮到數(shù)據(jù)量較大及掃描時(shí)間等因素，多b值DWI未納入本研究，今后將加大樣本量，針對(duì)不同病理類型，采用多b值聯(lián)合DWI，分項(xiàng)研究ADC值對(duì)預(yù)測(cè)NPC療效的臨床價(jià)值。

綜上所述，通過(guò)筆者對(duì)擴(kuò)散加權(quán)成像中的表觀彌散系數(shù)ADC值在鼻咽癌治療中動(dòng)態(tài)觀測(cè)，認(rèn)為腫瘤水分子微觀變化較形態(tài)學(xué)變化能更早發(fā)生，從而ADC值能在早期預(yù)測(cè)鼻咽癌放化療療效。隨著磁共振技術(shù)的日益發(fā)展，擴(kuò)散加權(quán)成像必將有更廣泛的發(fā)展空間和臨床應(yīng)用前景。這將有助于我們尋找更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、無(wú)創(chuàng)的鼻咽癌治療敏感性的預(yù)測(cè)方法，對(duì)實(shí)施鼻咽癌個(gè)體化治療、提高鼻咽癌的療效具有重要的意義。