多參數(shù)磁共振成像(mp-MRI)對NSCLC非手術(shù)療效的評估和預(yù)測價(jià)值

王闖 王琨

非小細(xì)胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)療效評價(jià)使用實(shí)體瘤療效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.1(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors，RECIST1.1)[1]從解剖學(xué)角度對病灶的形態(tài)測量分析。病灶治療后體積改變與其內(nèi)部的血流供應(yīng)、細(xì)胞活性等生物學(xué)特征改變不一致，療效評估及預(yù)測并不能夠做到早期、及時(shí)、準(zhǔn)確。近年來功能影像學(xué)成為準(zhǔn)確、早期監(jiān)測肺癌療效的突破點(diǎn)，本文研究多參數(shù)磁共振成像(Multiparameter magnetic resonance imaging，mp-MRI)中，靶病灶最長徑之和(Sum of longest path distance，SLD)聯(lián)合ADC值改變對NSCLC非手術(shù)療效的評價(jià)及預(yù)測。

資料與方法

一、一般資料

前瞻性收集2019年6月-2020年11月在我院進(jìn)行非手術(shù)治療的49例NSCLC患者納入本次研究，年齡范圍為47～85歲，患者的基本情況及特征(見表1)。納入標(biāo)準(zhǔn)為：①病理為NSCLC患者；②無手術(shù)指征，擬行非手術(shù)治療，排除標(biāo)準(zhǔn)：有MR檢查禁忌癥。

表1 患者及病灶的基本情況及特征比較

二、檢查方法

mp-MRI掃描采用3.0T Skyra MRI超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)，掃描前訓(xùn)練病人呼吸，讓其平靜呼吸。具體掃描序列參數(shù)如下：①橫斷位T1WI-VIBE：TR4.00 ms、TE1.85 ms、矩陣189×384、 FOV262×400 mm、層厚3.0 mm、層間距0.6；②橫斷位T2WI-FS：TR4100 ms、TE98 ms、矩陣320×320、FOV340×340 mm、層厚3.0 mm、層間距0.6；③冠狀位T2WI：TR1400 ms、TE92 ms、矩陣248×256、 FOV349×360 mm、層厚3.0 mm、層間距0.6；④冠狀位T2WI-FS：TR3800 ms、TE98 ms、矩陣320×320、FOV300×300 mm、層厚3.0mm、層間距0.6 ⑤軸位DWI，采用橫斷位掃描、使用自旋回波平面成像、TR8400 ms、TE55.0 ms、帶寬2488、層厚5 mm、層間距1 mm、激勵(lì)次數(shù)3、回波間隙0.51 ms、視野380 mm×310 mm、呼吸方式采用自由呼吸(Breathe freely，F(xiàn)B)、采用2個(gè)b值(b=50 s/mm2、b=800 s/mm2)。DWI序列掃描應(yīng)用基于K空間算法的并行采集技術(shù)(generalized autocalibrating partially parallel acquisition ，GRAPPA)。

三、圖像分析及處理

由1名影像科副主任醫(yī)師和1名影像科主治醫(yī)師，對磁共振檢查結(jié)果按照RECIST 1.1 標(biāo)準(zhǔn)測量。分別測量治療前和治療后SLD。在ADC值(b=50、800 s/mm2)圖上采用最大層面勾勒法，沿著病灶邊緣勾畫 3次，取平均值。ADC值變化率第1療程后=(ADC測量值第1療程后-ADC測量值治療前)/ADC測量值治療前×100%，記錄為ADC2；ADC值變化量第一療程后=ADC測量值第一療程后-ADC測量值治療前，記錄為ADC3。

四、療效評估

參照RECIST1.1標(biāo)準(zhǔn)將病例分為完全緩解組(complete response，CR)：腫瘤靶病灶完全消失；部分緩解組(partial response，PR)：SLD減小≥30%；疾病進(jìn)展組(progressive diserse，PD)：SLD增加≥20%或者有新發(fā)靶病灶；疾病穩(wěn)定組(stable disease，SD)：SLD減小<30%或增加<20%。有效組：完全緩解+部分緩解組，無效組：疾病穩(wěn)定+疾病進(jìn)展組。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

2名影像科醫(yī)師對SLD、ADC值測量具有良好的一致性(ICC為0.862～0.983，WCV為 3.7%～4.6%)。治療第1療程后SLD與治療前SLD值無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=0.177、P=0.859)，治療后第2個(gè)療程SLD與治療前SLD值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=7.410、P<0.001)。治療后第1療程ADC值改變(ADC值、ADC變化率、ADC變化量)與第2療程SLD變化率之間的相關(guān)性分析(表2)。以第一療程結(jié)束后的各組參數(shù)對第二療程結(jié)束后治療療效的效能為依據(jù)，制作出ROC曲線，(表3、圖1)。圖2a～2l為某病例治療前、治療第一、二療程后所得圖像對比。

表2 第一療程ADC改變與第二療程SLD變化率相關(guān)性研究(spearman檢驗(yàn))

表3 SLD及ADC預(yù)測肺癌療效的ROC曲線分析結(jié)果表

圖1 第1療程后ADC值、ADC值變化率、ADC值變化量、SLD變化以及四種參數(shù)聯(lián)合(ADC值&ADC值變化率&ADC值變化量&SLD)診斷NSCLC療效ROC曲線

討 論

臨床上對NSCLC療效評估目前主要是腫瘤形態(tài)學(xué)監(jiān)測對比，目前大部分使用計(jì)算機(jī)斷層成像(computed tomography，CT)，其應(yīng)用成熟，掃描速度快。PET-CT(positron emission tomography-computed tomography，PET-CT)近年來臨床使用也較為頻繁，其可以反映出組織代謝放射性核素的狀況，較為準(zhǔn)確的反應(yīng)療效。單一的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，難以顯示腫瘤內(nèi)壞死，纖維化等成分。同時(shí)部分病灶的形態(tài)變化與實(shí)際腫瘤細(xì)胞的改變并不是同步的，如部分患者腫瘤治療后，瘤體內(nèi)部出血或囊變，導(dǎo)致病灶體積變大。CT對療效的評價(jià)存在一定的不足和滯后，對NSCLC的早期療效評價(jià)及預(yù)測并不能及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)出真實(shí)變化[2]。PET-CT是目前用于評估腫瘤早期療效，且可以定量評價(jià)體內(nèi)腫瘤組織生物學(xué)指標(biāo)的先進(jìn)技術(shù)，可以作為腫瘤治療的療效評價(jià)及預(yù)測的理想手段，對肺內(nèi)體積較小病灶進(jìn)行測量時(shí)，PET-CT掃描時(shí)容易受到病灶組織交界面部分容積效應(yīng)的影響，導(dǎo)致其對氟代脫氧葡萄糖(18F-FDG)攝取值的測量較實(shí)際偏低，同時(shí)炎性病灶也會(huì)影響測量值[3]。PET-CT檢查費(fèi)用較高，檢查時(shí)需注入放射性核素，其有輻射，在早期評價(jià)NSCLC療效也存在一定的局限性。目前對NSCLC非手術(shù)療效預(yù)測指標(biāo)或方法，主要有：臨床分期、病理分型、體質(zhì)狀況、體重丟失水平、PET-CT等，最新的TNM分期顯示出了臨床分期對NSCLC預(yù)測療效影響很大，部分研究發(fā)現(xiàn)盡管細(xì)化了分期，臨床分期對NSCLC的預(yù)測價(jià)值仍然有限[4-5]。影像學(xué)檢查因其可視、直觀、無創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)在預(yù)測腫瘤療效中也占據(jù)重要位置[6]。

DWI目前在臨床應(yīng)用較廣，不存在輻射傷害，技術(shù)成熟。DWI 基本原理是布朗運(yùn)動(dòng)，以活體組織細(xì)胞內(nèi)外水分子隨機(jī)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，間接反映水分子所處的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等微環(huán)境狀態(tài)。ADC值是臨床上最常用來描述水分子 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的速率和范圍的量化指標(biāo)，間接反映了水分子擴(kuò)散受限的程度。肺癌組織細(xì)胞排列緊密、細(xì)胞外間隙小，癌細(xì)胞核漿比大，細(xì)胞內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)空間亦相對狹小，自由擴(kuò)散阻力較大，因此擴(kuò)散受限明顯，ADC值降低[7]。本組病例中發(fā)現(xiàn)有效組治療前ADC值相對偏低，均值約為0.865±0.131×10-3mm2/s，在無效組中，病例治療前ADC值相對較高，均值約為0.908±0.129×10-3mm2/s，腫瘤病灶治療前ADC值偏高可能代表NSCLC病灶中細(xì)胞密度低，也有可能病灶中存在部分微小囊變、液化所致壞死等[8]。這些區(qū)域因細(xì)胞酸中毒、細(xì)胞缺氧、部分細(xì)胞及組織結(jié)構(gòu)低灌注等影響，對治療的反應(yīng)差，部分學(xué)者的臨床研究及實(shí)驗(yàn)室研究表示，當(dāng)治療有效時(shí)，病灶內(nèi)部分腫瘤細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生不同程度的溶解，壞死，同時(shí)腫瘤內(nèi)部細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生壞死，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)恢復(fù)，在DWI掃描序列顯示為信號(hào)減低，同時(shí)ADC值圖測量數(shù)據(jù)增加[9-10]。本組病例中各組患者1療程后復(fù)查，有效組ADC值均明顯較治療前增加。第一療程ADC值改變與第二療程SLD變化率呈正相關(guān)，表明ADC值改變能夠作為評估NSCLC非手術(shù)療效的一項(xiàng)功能性指標(biāo)。治療第1療程后，靶病灶SLD與治療前靶病灶SLD值無s明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=0.177、P=0.859)；治療后第2個(gè)療程靶病灶SLD與治療前靶病灶SLD值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=7.410、<0.0001)，表明有效組第二療程SLD才較治療前改變明顯。本研究中靶病灶SLD預(yù)測第2療程療效敏感性低于功能性參數(shù)，也證實(shí)腫瘤病灶醫(yī)治后，功能學(xué)改變要早于形態(tài)學(xué)。將ADC改變聯(lián)合SLD預(yù)測第二療程N(yùn)SCLC療均明顯優(yōu)于ADC值、ADC值變化率、ADC值變化量以及SLD單獨(dú)預(yù)測，SLD聯(lián)合ADC值改變可以更好、更早、更精確的評價(jià)及預(yù)測NSCLC療效。

圖2 患者男，68歲，周圍型肺癌，病理類型鱗癌。圖2A、2D、2G、2J、分別為治療前T1WI橫斷位、T2WI-FS橫斷位、DWI、ADC值圖(ADC=0.844×10-3 mm2/s)；圖2B、2E、2H、2K為第一療程后T1WI橫斷位、T2WI-FS橫斷位、DWI、ADC值圖(ADC=0.968×10-3mm2/s)；圖2C、2F、2I、2L為第二療程治療后T1WI橫斷位、T2WI-FS橫斷位、DWI、ADC值圖(ADC=1.376×10-3mm2/s)。放化療后第1個(gè)療程病灶大小較治療前變化不明顯，但ADC值升高；第2個(gè)療程后病灶縮小，屬于PR組及有效組。

部分其他研究者[11-13]僅用ADC或ADC改變與CT、CTP、IVIM等聯(lián)合進(jìn)行NSCLC非手術(shù)療效評價(jià)及預(yù)測，而本研究將ADC聯(lián)合SLD改變，減少了重復(fù)檢查、CT輻射性、造影劑毒副作用等，一次檢查即可準(zhǔn)確評估與預(yù)測NSCLC療效，更有利于NSCLC非手術(shù)患者診療。本研究中的不足之處：病例數(shù)偏少，結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)的偏倚。未對肺癌患者進(jìn)行病理類型分組，但是部分研究者[14-15]研究表明不同病理類型的肺癌ADC值一致性并無明顯差異；其次只研究了NSCLC，未將小細(xì)胞肺癌患者歸入本次研究。

綜上所述，NSCLC診療過程中，及時(shí)評價(jià)和預(yù)測療效，從而合理制定個(gè)體化治療方案尤為重要，通過mp-MRI掃描中SLD聯(lián)合ADC值改變對NSCLC非手術(shù)療效評價(jià)和預(yù)測效能均較高，從形態(tài)學(xué)(SLD)、功能學(xué)(ADC)更敏感、更準(zhǔn)確的評估預(yù)測NSCLC非手術(shù)療效，更有利于NSCLC患者的診治。