MRI彌散加權(quán)成像在鼻咽癌診斷中的應(yīng)用

方楠 鄭露 齊斌 鄧穎 陳冬平

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科 510095

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）是我國(guó)常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，具有明顯的地域高發(fā)現(xiàn)象。放療或以放療為主的綜合治療是NPC目前公認(rèn)的有效根治性治療手段。在調(diào)強(qiáng)放療時(shí)代，NPC的3年總生存率更是達(dá)到90%以上［1］。但盡管如此，仍有30%～40%的NPC患者在初治后出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，這也是NPC患者治療失敗、死亡的主要原因。因此NPC的早期發(fā)現(xiàn)、診斷治療尤為重要。影像學(xué)檢查是NPC的重要檢查手段，磁共振成像技術(shù)（magnetic resonance imaging，MRI）因具有多參數(shù)成像和較高的軟組織分辨率等優(yōu)點(diǎn)，在NPC的定性診斷、確定病變范圍、靶區(qū)勾畫(huà)、觀察療效和跟蹤隨訪中有著不可替代作用。彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）是磁共振的一種功能成像技術(shù)，在NPC診斷中的作用日漸受到重視。

1 MRI-DWI的原理及優(yōu)勢(shì)

1.1 MRI-DWI的原理 在人體的微觀組織中，水分子的自發(fā)性隨機(jī)流動(dòng)被稱為布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的程度即為彌散。彌散主要受細(xì)胞膜的限制，因此組織中水分子彌散受限程度與組織中的細(xì)胞密度成正比。根據(jù)機(jī)體組織密度的不同，水分子的彌散也就會(huì)受到不同程度的限制。MRI-DWI則可用于觀察布朗運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)程度的差異對(duì)圖像灰度信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）是反映活體組織中水分子彌散的指標(biāo)。ADC值受b值，即擴(kuò)散梯度因子的影響，b值越大，對(duì)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的敏感程度越高，測(cè)得的ADC值越準(zhǔn)確，但圖像信噪比也越高，反之亦然。一般的DWI通常采用高低不同的兩種b值，通過(guò)單指數(shù)定量計(jì)算模型（the mono-exponential decay model）計(jì)算出ADC值，為達(dá)到成像質(zhì)量與ADC值準(zhǔn)確性之間的平衡，低b值通常為0 s/mm2，高b值通常為800 s/mm2左右［2］。

1.2 MRI-DWI的優(yōu)勢(shì) 與傳統(tǒng)MRI依賴于組織的自旋質(zhì)子密度、T1值或T2值等屬性的差異來(lái)成像不同，DWI可真實(shí)地反映活體組織中水分子彌散的生物學(xué)特征。腫瘤本質(zhì)上是細(xì)胞的失控性生長(zhǎng)，細(xì)胞排列緊密［3］，從而引起其中水分子彌散受限，DWI圖像中呈高信號(hào)，ADC圖像中呈低信號(hào)。因此ADC值一定程度地反映了腫瘤的分化、增殖程度，能從分子水平觀察組織的早期病理學(xué)改變，并有著安全、無(wú)輻射、無(wú)需使用造影劑的優(yōu)勢(shì)。這一技術(shù)起初被用于診斷腦部疾?。?-5］。近幾年，DWI也逐漸被用于各種惡性腫瘤的研究［6-8］。而其在NPC中的應(yīng)用亦受到廣泛關(guān)注。

2 MRI-DWI在NPC診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 NPC淋巴結(jié)良惡性鑒別 組織學(xué)活檢是腫瘤原發(fā)病灶的最可靠確診手段，但在NPC中，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的活檢尚存在爭(zhēng)議，因曾有研究表明NPC遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率與是否行頸部淋巴結(jié)活檢、穿刺有關(guān)，頸部淋巴結(jié)穿刺的患者有著更高的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率［9］，對(duì)于解剖位置相對(duì)較深、不易進(jìn)行活檢和手術(shù)切除的咽后淋巴結(jié)（retropharyngeal lymph nodes，RLN），無(wú)創(chuàng)的影像學(xué)評(píng)估更顯得尤為重要，而MRI檢查是轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的主要檢查手段之一。不同于傳統(tǒng)MRI檢查僅能從淋巴結(jié)直徑進(jìn)行良、惡性的判斷，DWI可從分子水平進(jìn)行淋巴結(jié)的定性診斷［10］。如前所述，腫瘤組織細(xì)胞密度較高，ADC值較低，這種與正常組織的信號(hào)差異可通過(guò)測(cè)量ADC值進(jìn)行觀察，并診斷轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)。已有研究者將DWI應(yīng)用于宮頸癌、肺癌等腫瘤轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)診斷［11-13］，而其在判斷NPC轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中的準(zhǔn)確性也得到了肯定。

黃濤等［14］對(duì)88例NPC患者進(jìn)行多b值DWI掃描檢查，發(fā)現(xiàn)NPC患者原發(fā)灶、頸部轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)ADC值均低于良性淋巴結(jié)腫大患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），當(dāng)b值取800 s/mm2時(shí)，鑒別和診斷淋巴結(jié)良惡性的價(jià)值最高，對(duì)應(yīng)的受試者操作特性曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）下面積為0.91。而對(duì)于大小、形態(tài)等傳統(tǒng)影像學(xué)表現(xiàn)與良性淋巴結(jié)極為相似的頸部轉(zhuǎn)移性小淋巴結(jié)來(lái)說(shuō)，鑒別診斷更為困難，但DWI卻可為二者的區(qū)分提供一定的參考價(jià)值：劉芬與方向軍［15］學(xué)者的研究以健康志愿者的頸部良性淋巴結(jié)為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)短徑≤15 mm的26枚轉(zhuǎn)移性小淋巴結(jié)ADC值均低于良性淋巴結(jié)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），ADC值用于鑒別良性淋巴結(jié)與轉(zhuǎn)移性小淋巴結(jié)的ROC下面積為0.862，截?cái)嘀禐?.842×10-3mm2/s。Li等［16］對(duì)NPC患者轉(zhuǎn)移性與良性RLN的ADC值分析研究同樣表明轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的平均ADC值及最小ADC值均小于良性淋巴結(jié)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且最小ADC值是鑒別以上兩種淋巴結(jié)的最敏感指標(biāo)，當(dāng)最小ADC值取0.89×10-3mm2/s時(shí)，敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分別為95.7%、95.1%、96.5%。

2.2 輔助NPC分期 NPC的綜合治療方案需根據(jù)分期來(lái)確定，精確判斷腫瘤侵犯范圍是準(zhǔn)確分期的關(guān)鍵。鼻咽部的解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、隱蔽，MRI不僅軟組織分辨率優(yōu)良，還能獲得橫斷、矢狀面和冠狀面的成像信息，故而NPC分期檢測(cè)首選MRI。但部分NPC患者腫瘤部位與鼻咽炎性增生等良性病變的影像表現(xiàn)類(lèi)似，常規(guī)MRI難以判斷；鑒于DWI可通過(guò)測(cè)量水分子運(yùn)動(dòng)情況對(duì)良、惡性組織進(jìn)行區(qū)分，陸續(xù)有研究將此技術(shù)應(yīng)用于NPC分期。閆鳳全等［17］分別測(cè)量了病理確診NPC患者的腫瘤原發(fā)灶、受累肌肉、受累斜坡的ADC值，發(fā)現(xiàn)三者的ADC值均低于健康人群，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。與單純MRI或DWI的檢查手段相比，MRI聯(lián)合DWI診斷對(duì)腫瘤T分期的準(zhǔn)確率較高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但對(duì)其各臨床分期的診斷準(zhǔn)確率對(duì)比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

亦有學(xué)者對(duì)腫瘤ADC值與T分期、N分期之間的相關(guān)性進(jìn)行探討，但結(jié)論不一。王國(guó)杰等［18］回顧性分析了154例初治NPC患者，并按腫瘤體積將患者為小病灶組（＜2.0 cm3）、大病灶組（≥2.0 cm3），發(fā)現(xiàn)小病灶組T1、T2、T3、T4分期中的平均ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），且ADC值與T分期正相關(guān)；但大病灶組不同T分期ADC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。周瑋等［19］的研究也指出ADC值與NPC患者的T分期呈正相關(guān)性（r＝0.436，P＜0.05）。但黃婉云等［20］的研究卻發(fā)現(xiàn)無(wú)論是T分期或N分期，均與ADC值呈負(fù)相關(guān)。

就目前文獻(xiàn)來(lái)說(shuō)，DWI多用于輔助T分期的診斷，結(jié)論也存在爭(zhēng)議，且鮮少有研究將ADC值與臨床分期的相關(guān)性進(jìn)行探討。綜合以上研究，筆者認(rèn)為相比單純測(cè)量ADC值，與MRI聯(lián)合診斷的方法在判斷NPC分期上更具優(yōu)勢(shì)，因此更建議將二者結(jié)合，對(duì)惡性腫瘤分期進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。

2.3 NPC放化療敏感性的評(píng)估

2.3.1 治療前ADC值對(duì)NPC放化療敏感性的預(yù)測(cè)關(guān)于ADC值應(yīng)用于頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的研究普遍認(rèn)為，治療前ADC值較低者療效更佳［21-22］。這可能是由于分化較差的腫瘤細(xì)胞致密程度和細(xì)胞更新速度更甚，從而導(dǎo)致組織中水分子彌散受限程度較分化好的腫瘤細(xì)胞更為嚴(yán)重，ADC值更低，而放化療通常對(duì)低分化癌更為有效。因此，治療前ADC值也可一定程度地預(yù)測(cè)放化療敏感性。

在NPC方面，早年有學(xué)者提出治療有效組的治療前平均ADC值顯著高于無(wú)效組（P＜0.05），治療前ADC值與腫瘤消退程度呈負(fù)相關(guān)［23］，近年也有學(xué)者認(rèn)為治療有效組的腫瘤ADC值高于無(wú)效組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）［24］，ROC曲線顯示ADC值用于預(yù)測(cè)療效的ROC下面積為0.684，ADC截?cái)嘀禐?.60×10-3mm2/s時(shí)的敏感度為0.74，特異度為0.68。這與ADC值在預(yù)測(cè)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌放化療敏感性研究的結(jié)論相反。但也有研究發(fā)現(xiàn)治療前更低的ADC值預(yù)示著治療敏感，比如郭煒等［25］利用DWI對(duì)NPC患者進(jìn)行誘導(dǎo)化療敏感性的預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示16例完全緩解患者化療前ADC值為（0.73±0.03）×10-3mm2/s；20例非完全緩解患者化療前ADC值為（0.81±0.07）×10-3mm2/s。達(dá)到完全緩解患者治療前ADC值較低（P＜0.05），且當(dāng)ADC＝0.76×10-3mm2/s為閾值預(yù)測(cè)誘導(dǎo)化療后達(dá)完全緩解時(shí)取得了較好的敏感度與特異度。

2.3.2 治療開(kāi)始后ADC值對(duì)NPC放化療敏感性的早期評(píng)估 有效的放化療使腫瘤細(xì)胞破裂壞死，水分子彌散增加，ADC值增加，且這些細(xì)胞水平上的改變較組織學(xué)形態(tài)學(xué)改變發(fā)生更早，因此對(duì)治療開(kāi)始后NPC患者行ADC值測(cè)量，可在治療較早時(shí)期預(yù)測(cè)患者對(duì)放化療是否敏感，并據(jù)此及早對(duì)治療方案進(jìn)行調(diào)整。

Chen等［26］進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性研究中，分別對(duì)NPC患者于誘導(dǎo)化療開(kāi)始前、誘導(dǎo)化療開(kāi)始后第3天、第20天、第50天進(jìn)行ADC值的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)治療后緩解者中第20天的ADC值、ADC值變化（ΔADC值）和ADC值變化百分比（ΔADC值%）均高于治療后無(wú)緩解者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；且誘導(dǎo)化療開(kāi)始后第20天的ADC值是監(jiān)測(cè)早期放化療療效的最佳選擇。

2.4 對(duì)NPC治療后殘留/復(fù)發(fā)的診斷 放射治療后的早期腫瘤細(xì)胞及正常細(xì)胞發(fā)生壞死、再增殖，晚期通過(guò)纖維細(xì)胞及其他組織的纖維化、過(guò)度生長(zhǎng)來(lái)修復(fù)受照組織的損傷。因此部分患者在放療后會(huì)出現(xiàn)鼻咽壁及咽隱窩黏膜不均勻增厚，鼻咽腔、咽隱窩變形、變窄，此種變化在MRI中與腫瘤殘留/復(fù)發(fā)的表現(xiàn)類(lèi)似，僅通過(guò)MRI檢查難以明確；對(duì)于壞死、水腫等良性組織，水分子擴(kuò)散強(qiáng)于腫瘤組織，DWI常為低信號(hào)，ADC值較高，而對(duì)于復(fù)發(fā)組織則相反，ADC值常較低。故DWI及ADC值的測(cè)量可作為鑒別NPC殘留/復(fù)發(fā)的重要參考。

梁梅與鄒光成［27］對(duì)60例NPC患者放療后的隨訪進(jìn)行DWI掃描，測(cè)量復(fù)發(fā)灶與非復(fù)發(fā)灶A(yù)DC值，對(duì)兩者ADC值進(jìn)行比較，結(jié)果顯示復(fù)發(fā)灶為（0.77±0.02）×10-3mm2/s，非復(fù)發(fā)灶為（0.97±0.01）×10-3mm2/s，放療后纖維化灶為（1.32±0.11）×10-3mm2/s，復(fù)發(fā)病灶與良性病灶之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），明顯更低。鐘華等［28］的研究同樣認(rèn)為復(fù)發(fā)者鼻咽部腫塊ADC值［（0.96±0.08）×10-3mm2/s］低于無(wú)復(fù)發(fā)者［（1.31±0.16）×10-3mm2/s］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。此外，曾有學(xué)者進(jìn)行了18F-FDG PET/CT（PET/CT）對(duì)比DWI用于判斷NPC放療后殘留/復(fù)發(fā)價(jià)值的meta分析，得出的結(jié)論為PET/CT與DWI的敏感度分別為92%和88%，特異度分別為85%和87%，二者ROC下面積均為0.94，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）［29］。二者診斷效能相當(dāng)，而相較于價(jià)格昂貴的PET/CT，DWI無(wú)疑是更具優(yōu)勢(shì)的檢查手段。

2.5 對(duì)NPC與鼻咽部淋巴瘤（nasopharyngeal lymphoma，NPL）的鑒別診斷 淋巴瘤是亞洲地區(qū)高發(fā)的惡性腫瘤之一，也可發(fā)生于鼻咽部，NPL是發(fā)病率僅次于NPC的鼻咽部惡性腫瘤。二者僅從流行病學(xué)、生物學(xué)行為方面難以鑒別診斷，但在治療、預(yù)后方面卻存在明顯差異，故其鑒別尤為重要。曾有研究表明，傳統(tǒng)的MRI平掃及增強(qiáng)成像中，NPL與NPC表現(xiàn)類(lèi)似，而ADC值則表現(xiàn)通常為前者明顯低于后者，具有ADC測(cè)量值的DWI在淋巴瘤與NPC的鑒別診斷中起補(bǔ)充作用［24］。但就目前文獻(xiàn)所限，這一結(jié)論尚存爭(zhēng)議。

宋承汝等［31］回顧性分析對(duì)比了經(jīng)病理確診的22例NPC和27例NPL患者腫瘤原發(fā)病灶的MRI平掃、增強(qiáng)及DWI圖像，發(fā)現(xiàn)NPL組ADC值［（0.653±0.834 7）×10-3mm2/s］低于NPC組［（0.842±0.9466）×10-3mm2/s］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。孫俊旗等［32］的研究認(rèn)為NPL組ADC值［（1.039±0.015）×10-3mm2/s］高于NPC組［（0.803±0.049）×10-3mm2/s］（P＜0.05）。Ichikawa等［33］的回顧性分析則表明NPL患者及NPC患者ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。NPL與NPC在病灶A(yù)DC值的比較中未得到統(tǒng)一結(jié)論。

3 小結(jié)與展望

DWI在NPC診斷過(guò)程中的應(yīng)用范圍隨著人們研究的不斷深入而拓寬，相比于內(nèi)鏡檢查、組織活檢等傳統(tǒng)手段，DWI具有快速、無(wú)創(chuàng)等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為惡性腫瘤診斷過(guò)程中的重要輔助檢查手段。目前，DWI對(duì)于NPC的研究主要為以上提及的方面，亦有研究者對(duì)ADC值與NPC的病理分化程度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移發(fā)生情況的相關(guān)性進(jìn)行分析［34-35］。但DWI也有一定的局限性，如ADC值在腫瘤的診斷中無(wú)特定閾值，且ADC圖像清晰度較差，并且參數(shù)的設(shè)置和腫瘤測(cè)量區(qū)域的選取不當(dāng)均會(huì)對(duì)ADC值產(chǎn)生一定程度的影響，這可能也是部分關(guān)于DWI的研究結(jié)論存在爭(zhēng)議的原因。因此該指標(biāo)難以在不同的檢查機(jī)構(gòu)間進(jìn)行橫向比較，DWI圖像也一般不單獨(dú)應(yīng)用于診斷，需要與傳統(tǒng)MRI相結(jié)合。另外，NPC的侵襲性、療效及預(yù)后受多種高危因素的影響，包括腫瘤體積大小、腫瘤細(xì)胞代謝程度以及某些基因的表達(dá)等［36-38］。而既往研究多為將ADC值作為單一指標(biāo)進(jìn)行的分析，目前，尚未見(jiàn)ADC值與其他高危因素聯(lián)合用于NPC診斷的報(bào)道。在以后的研究中，或許可將ADC值與不同的高危因素結(jié)合、對(duì)二者間相關(guān)性進(jìn)行分析，為NPC的診斷治療提供更為精準(zhǔn)的參考指標(biāo)。