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    不同b值的磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在評估食管癌同步放化療療效中的價值

    2019-04-29 01:44:10徐亞運(yùn)鄭歡歡劉松張慶雷周正揚(yáng)任偉陳文萍
    中國醫(yī)療設(shè)備 2019年4期
    關(guān)鍵詞:放化療磁共振食管癌

    徐亞運(yùn),鄭歡歡,劉松,張慶雷,周正揚(yáng),任偉,陳文萍

    南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院 a. 醫(yī)學(xué)影像科;b. 腫瘤科,江蘇 南京 210000

    引言

    食管癌是世界范圍內(nèi)最常見的惡性腫瘤之一[1],對于中晚期食管癌患者,放化療是主要的治療方法[2]。近年來,磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(Diffusion Weighted Imaging,DWI)在食管癌診斷、分期及放化療領(lǐng)域方面都處于初步探討中。擴(kuò)散敏感系數(shù)(b值)是DWI成像技術(shù)中的一個重要參數(shù),它影響圖像信噪比及表觀擴(kuò)散系數(shù)(Apparent Diffusion Coefficient,ADC)測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性[3-4]。本文重點(diǎn)研究不同b值下食管癌患者放化療前后的ADC值是否存在差異,旨在為臨床評估及預(yù)測食管癌同步放化療療效時提供合適的b值。

    1 材料與方法

    1.1 臨床資料

    本研究得到醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),并獲得患者知情同意書?;颊呒{入標(biāo)準(zhǔn):① 內(nèi)鏡活檢病理證實(shí)為食管癌;② 準(zhǔn)備在南京鼓樓醫(yī)院行食管癌同步放化療且之前未行其他相關(guān)治療;③ 準(zhǔn)備通過磁共振評估療效;④ 無磁共振禁忌癥(體內(nèi)有心臟起搏器、神經(jīng)刺激器、胰島素泵及幽閉恐懼癥等)。排除標(biāo)準(zhǔn):① 未完成同步放化療治療方案;② 未在規(guī)定時間完成磁共振掃描;③ 圖像有偽影,影響病灶分析測量;④ 病灶體積小,無法清晰顯示。

    2015年12月至2017年10月前瞻性收集食管癌患者30例,其中有5例未完成全部磁共振檢查(1例患者轉(zhuǎn)院治療,1例患者治療期間去世,3例患者放療結(jié)束時未復(fù)查磁共振),3例病灶無法測量(2例圖像偽影大,1例病灶體積?。?,最終納入22例患者入組。其中男15例,女7例,年齡40~81歲(中位數(shù)63歲),20例位于頸段或胸上段,2例位于胸中段或胸下段,所有入組患者為鱗狀細(xì)胞癌。臨床分期:Ⅱ期3例,Ⅲ期16例,Ⅳ期3例。

    1.2 磁共振檢查與方法

    全部患者分別在接受同步放化療前及放化療結(jié)束時行MR檢查,MR檢查設(shè)備采用3.0 T掃描儀(Ingenia 3.0 T;Philips Medical Systems;Best,the Netherlands), 使 用32通道腹部線圈,檢查前訓(xùn)練患者規(guī)律呼吸,囑咐患者喝200 mL溫水以排除食管中殘留物,并告知患者掃描過程中保持平靜狀態(tài),避免吞咽等動作。檢查時患者取仰臥位,頭先進(jìn),對腫瘤區(qū)進(jìn)行掃描。掃描序列如下:軸位T2WI采用快速自旋回波(Turbo Spin Echo,TSE),TR 1000 msec,TE 80 msec;軸位 T2-weighted 壓脂(T2-Weighted Spectral Presaturation Attenuated Inversion Recovery,T2-weighted-SPAIR),TR 1000 ms/585 ms,TE 70 ms; 軸 位DWI成像采用單次激發(fā)自旋回波平面成像(Single Shot Diffusion Weighted Echo Planar Imaging,SS-SE-EPI),TR 3000/8000 ms,TE 55 msec;三者的FOV(30 cm)、矩陣(130×159)、層厚(5 mm)及層間距(0.5 mm)一致,并采用呼吸觸發(fā)門控技術(shù)采集原始圖像,同時利用化學(xué)位移脂肪抑制技術(shù)采集DWI原始圖像。DWI的彌散敏感梯度分別為b=0~500、0~800及0~1000 sec/mm2,激勵次數(shù)分別為3、5、3。這3個b值在同一序列一次掃描完成,確保不同b值病灶位置的一致性。

    1.3 圖像分析

    分別采用 b=0~500、0~800 及 0~1000 sec/mm2,將原始數(shù)據(jù)傳到工作站(Extended MR Workspace 2.6.3.4;Philips Medical Systems;Best,the Netherlands)后自動生成 ADC 圖。

    ADC值計算公式如下:ADC=(lnSI0-lnSI)/(b-b0)

    其中,SI0為b0(b0=0 sec/mm2)下的信號強(qiáng)度,SI分別為各個b值(b=500、800及1000 sec/mm2)下的信號強(qiáng)度,ln是自然對數(shù)。

    感興趣區(qū)(Region of Interest,ROI)選定原則:根據(jù)相應(yīng)的T2WI、T2-weighted-SPAIR及DWI軸位圖像,在ADC圖上選取腫瘤最大橫斷面,在實(shí)性部分手動勾畫圓形或橢圓形ROI,避開病灶邊緣及液化壞死區(qū),若放化療后病灶顯示不清時,將ROI放置在治療前病灶所在位置。分別由兩名放射科醫(yī)生獨(dú)立測量每例病灶圖像的ADC值,包括最大ADC值(ADCmax)、最小ADC值(ADCmin)及平均ADC值(ADCmean),兩名醫(yī)師僅知道病灶位置,但對內(nèi)鏡及治療等其他情況均未知。以上測量值均取兩者平均值以減少誤差。

    1.4 治療方案

    所有患者均于本院行同步放化療。放療方案:全部患者均接受調(diào)強(qiáng)適形放療,采用常規(guī)分割體外照射,每次2 Gy,放療總次數(shù)30~33次,總劑量60~66 Gy,視患者一般情況而定?;煼桨福夯颊咴诜暖煹耐瑫r接受同步紫杉醇(50 mg/m2)+奈達(dá)鉑化療(25 mg/m2),化療周期為~6周期。

    1.5 療效評估標(biāo)準(zhǔn)

    患者同步放化療結(jié)束后一個月復(fù)查CT、上消化道鋇劑造影及內(nèi)鏡檢查,綜合判斷治療療效。腫瘤消退率=(治療前長徑-治療結(jié)束后一個月長徑)/治療前長徑×100%。依據(jù)RECIST標(biāo)準(zhǔn)[5],將療效分為:① 完全緩解(Complete Response,CR)組:腫瘤病灶消失;② 部分緩解(Partial Response,PR)組:腫瘤最大徑之和縮小≥30%;③ 疾病穩(wěn)定(Stable Disease,SD)組:腫瘤最大徑之和縮小率介于PR與PD之間;④ 疾病進(jìn)展(Progress Disease,PD):腫瘤最大徑之和增加≥20%或其絕對值增加至少5 mm,若出現(xiàn)新轉(zhuǎn)移灶也視為PD。

    1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

    所有數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析,計量資料先行正態(tài)性檢驗(yàn),如符合正態(tài)分布,參數(shù)值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,并采用配對樣本t檢驗(yàn)比較不同b值下治療前后病灶的ADC值(包括ADCmax、ADCmin及ADC+)是否存在差異,另外采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較不同療效組間ADC值的差異;如不符合正態(tài)分布,則用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示,并分別用Wilcoxon和Mann-Whitney U檢驗(yàn)分析組間差異。應(yīng)用受試者工作曲線(Receiver Operating Characteristic,ROC)分析ADC值在鑒別療效方面的敏感性與特異性,通過約登指數(shù)法確定界。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

    2 結(jié)果

    2.1 一般情況

    對納入的22例患者進(jìn)行療效評價,CR 13例(59.1%)、PR 9例(40.9%)。不同b值下,治療前所有病灶在DWI上呈高信號,ADC圖上為低信號。治療結(jié)束后,CR組病灶完全消失,ADC圖上低信號消失,見圖1。PR組殘余病灶在DWI上呈淺淡稍高信號,ADC圖上為稍低信號,見圖2。

    圖1 CR組病灶在DWI與ADC圖像上的表現(xiàn)

    圖2 PR組病灶在DWI與ADC圖像上的表現(xiàn)

    2.2 食管癌治療前后及不同療效組間ADC值的變化

    所測ADC數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布,所以均用中位數(shù)表示。同步放化療后ADC值較治療前升高,當(dāng)b=0~500及0~800 sec/mm2時,治療后病灶A(yù)DC值(ADC2max、ADC2min及ADC2mean)在不同療效組間均存在顯著差異(P<0.05)。而當(dāng)b值為0~1000 sec/mm2時,病灶的ADC值在不同療效組間均無顯著差異(P>0.05)。具體見表1。

    2.3 ADC值預(yù)測食管癌同步放化療療效的效能

    不同b值下各參數(shù)指標(biāo)的ROC曲線分析結(jié)果,見表2。

    3 討論

    近年來,功能MR發(fā)展日新月異,功能序列如DWI,已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)可以反映部分腫瘤的內(nèi)部信息,如腦膠質(zhì)瘤、肝癌等[6-9],而DWI在食管癌的應(yīng)用相對較少。不同b值的選擇可以影響DWI的圖像質(zhì)量及ADC值,頭頸及部分體部腫瘤b值的選擇已經(jīng)有充足的研究,而在食管癌中研究較少,本研究通過不同b值的選擇得到的ADC值,來評估食管癌放化療效果。

    不同b值下放療前后所測量的ADC值的比較,治療后ADC值較治療前顯著升高。當(dāng)b=0~500及0~800 sec/mm2時,治療后病灶A(yù)DC值(ADC2max、ADC2min及ADC2mean)在不同療效組間均存在顯著差異,而當(dāng)b值為0~1000 sec/mm2時,病灶的ADC值在不同療效組間均無顯著差異。b值是DWI的彌散敏感因子,不同臟器選用的最佳b值可能存在差異[9-10],孫應(yīng)實(shí)等[11]認(rèn)為選擇合適的b值既要使病變能夠清晰顯示且與周圍結(jié)構(gòu)可清楚分辨,也要能夠有效抑制其他因素對DWI圖像的影響,在此基礎(chǔ)上盡量選擇較高b值,使所測病變的ADC 值與其真實(shí)ADC值更貼近。高b值對于病灶的檢出很有幫助,但是過大的b值會引起圖像信號的衰減,圖像質(zhì)量較差。Wang等[12]以及劉輝等[12]均認(rèn)為選取b值為0~500 sec/mm2時所得到圖像變形和磁敏感偽影嚴(yán)重,圖像邊緣模糊,不適合作為評價食管癌放療療效的指標(biāo),與本研究的結(jié)果相符。

    表1 三種不同b值下食管癌不同療效組間ADC值的變化(sec/mm2)

    本研究顯示,b值為0~800 sec/mm2時,ADC值(ADC2max、ADC2min及ADC2mean)在預(yù)測食管癌放化療療效時的曲線下面積為 0.893、0.829、0.897,較 b值為0~ 500 sec/mm2(0.817、0.817、0.865)大,說明放化療后,利用b值為800得到的ADC值更能準(zhǔn)確客觀反映評價療效。選取小b值時,DWI主要反映組織灌注的變化,所測得的ADC值不太真實(shí)。劉輝等[13]認(rèn)為b值取0~800 s/mm2時所得到的DWI圖像及ADC圖更利于食管癌放射治療療效的評價,與本研究結(jié)果相符合。鄭向東等[14]與張明等[15]認(rèn)為b取0~600 sec/mm2時,食管癌病變的DWI圖像效果最好、最穩(wěn)定,能將病灶與組織擴(kuò)散程度準(zhǔn)確地反應(yīng)出來。劉小靜等[16]認(rèn)為,食管癌DWI的b值選用0~500 sec/mm2,有利于食管癌病灶的檢出和顯示,與本研究的結(jié)果有異,這可能與選用設(shè)備的不同及血流灌注影響的差異等有關(guān)。且本文選取的食管癌灶均位于頸段,頸段食管癌由于位置特殊,通過手術(shù)方法治療較難;放化療能夠縮小瘤體,提高患者的生存率[17],頸段及胸上段食管移動度不大;如果食管癌灶位于胸中段或胸下段,受呼吸及心臟搏動影響較大,氣體的影響也較大,更需要選擇較低b值來獲得較高的信噪比,滿足圖像診斷要求。

    表2 不同b值下各參數(shù)指標(biāo)的ROC曲線分析結(jié)果

    本研究表明,b值0~500、0~800 sec/mm2時ADC值作為預(yù)測食管癌放化療效果的指標(biāo)具有可行性。而本研究也存在不足,比如樣本數(shù)目較少,且病理分型均為鱗狀細(xì)胞癌,病理類型較為單一,需要收集更多病例來完成進(jìn)一步的驗(yàn)證。

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