磁共振擴散加權(quán)成像在非小細胞肺癌化療療效評估中的應(yīng)用

唐利榮 馮建國

1.浙江省腫瘤醫(yī)院放射科，浙江杭州310022；2.浙江省腫瘤研究所，浙江杭州310022

磁共振擴散加權(quán)成像在非小細胞肺癌化療療效評估中的應(yīng)用

唐利榮1馮建國2

1.浙江省腫瘤醫(yī)院放射科，浙江杭州310022；2.浙江省腫瘤研究所，浙江杭州310022

目的探討DWI評價非小細胞肺癌患者化療效果的臨床價值。方法回顧性分析中晚期非小細胞肺癌患者46例的臨床資料，分別在化療前、后行常規(guī)MRI平掃和DWI檢測，測量化療前后ADC值。結(jié)果化療前DWI表現(xiàn)為高信號，ADC以藍、綠、黃色為主。化療后病灶在DWI上呈高信號，ADC圖以紅、黃綠色為主。化療后ADC值顯著升高，化療后1周顯著高于治療前，化療后2周顯著高于治療前（P均＜0.01）。ADC變化率與長徑變化率相關(guān)性分析結(jié)果顯示，r=0.775，P＜0.01。化療后PR組患者ADC值顯著升高，而SD組變化不明顯，三組間化療后比較，差異顯著（P＜0.01）。結(jié)論測量化療前后ADC值可以用于化療療效的評估。

磁共振加權(quán)成像；非小細胞肺癌；化療

磁共振擴散加權(quán)成像（DWI）是在自旋回波成像系列的基礎(chǔ)上，在180°復(fù)相脈沖兩側(cè)加上對稱的一對強度、方向、持續(xù)時間完全相同的擴散敏感梯度場，使在擴散敏感梯度場方向上行擴散運動水分子中的質(zhì)子相位離散，從而導(dǎo)致信號衰減[1,2]。DWI能無創(chuàng)探測組織的水分子擴散情況，提供組織的病理生理信息，對惡性腫瘤的評估具有非常重要的價值[3]。非小細胞肺癌占所有肺癌的80%～85%，肺癌早期患者多無明顯的癥狀，在確診時往往已經(jīng)發(fā)展到了中晚期或者發(fā)生了遠處轉(zhuǎn)移，喪失手術(shù)治療的時機，而需要化療、放療或者靶向治療等保守治療。聯(lián)合化療是常用的化療方法。既往通過CT評價化療效果，但是腫瘤的變化在CT影像上表現(xiàn)比較滯后，因此不能及時判斷藥物是否有效。本研究回顧性分析DWI對46例非小細胞肺癌患者化療療效的評價結(jié)果，評價ADC值在預(yù)測化療療效方面的臨床價值。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2012年3月～2014年3月在我院化療的中晚期非小細胞肺癌患者46例的臨床資料，其中男29例，女17例，年齡43～76歲，平均（55.1±9.8）歲。其中鱗癌19例，腺癌21例，其他非小細胞肺癌6例，ⅢA期32例，ⅢB期14例。腫瘤最大徑線2.5～10.0 cm，平均（5.6±2.4）cm。所有患者均采用化療方法治療，并

且在治療前行活檢病理檢查確診。主要化療方案為鉑類化療藥物+紫杉醇、長春瑞濱或者吉西他濱。初次檢查患者未進行抗腫瘤治療。

1.2 檢測方法

檢測儀器為Siemens MAGNETOM Verio 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀，均使用相控陣體部線圈。檢查時患者取仰臥位，雙手抱頭，將線圈置于胸壁前方，并囑患者盡量保持均勻呼吸，以減少呼吸運動偽影。常規(guī)掃描序列，包括橫斷位T2WI快速自旋回波脈沖序列，采用呼吸觸發(fā)技術(shù)，TR 3750 ms，TE 89 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣288×224，掃描層數(shù)28層；橫斷位T2WI快速自旋回波脈沖序列，采用預(yù)飽和脂肪抑制和呼吸觸發(fā)技術(shù)，TR 4250 ms，TE 89 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣288×224，掃描層數(shù)28層；橫斷位T1WI自旋回波脈沖序列，采用心電觸發(fā)技術(shù)，TR550ms，TE 9.7 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣288×196，掃描層數(shù)28層。DWI掃描采用橫斷位單次激發(fā)自旋回波SE-EPI序列，TR 5300 ms，TE 91 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣256×184，b值取0和500 s/mm2，掃描層數(shù)28層。掃描范圍包括病變?nèi)考靶夭拷Y(jié)構(gòu)。掃描時間點分別于化療前1周、化療后第1周結(jié)束、化療后第2周結(jié)束。

1.3 圖像分析

選擇T2WI圖像病灶橫斷面積最大層面和上下相鄰層面，把DWI掃描圖像經(jīng)MR掃描儀自帶西門子后處理軟件處理，獲得表觀擴散系數(shù)（ADC）圖。參照T2WI和T2WI抑脂圖像，在DWI圖像上以病變的最大層面為中心，選擇305個層面設(shè)置興趣區(qū)（ROI）。選擇興趣區(qū)時要避開偽影、壞死、血管。每個層面選擇2～4個ROI，每個ROI面積50～200 mm2。計算多個興趣區(qū)ADC平均值。數(shù)據(jù)采集和分析由兩名具有5年以上高年制放射科醫(yī)師共同完成，以確保ROI選取的準確性。

1.4 觀察指標

根據(jù)參考文獻[4]將患者化療效果分為CR組（完全反應(yīng)，腫瘤完全消失）、PR組（部分反應(yīng)，腫瘤最大徑減少至少30%）、PD組（進展，腫瘤最大徑增長至少20%）和SD組（穩(wěn)定，腫瘤最大徑變化介于部分反應(yīng)和進展之間）。分析化療前腫塊長徑與ADC值得關(guān)系，比較化療前和化療后ADC值差異，比較化療前后腫瘤長徑差異，分析ADC值變化率和腫瘤長徑變化率是否存在相關(guān)性。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS15.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計量資料采用均數(shù)±標準差表示，采用配對t檢驗和F檢驗，ADC變化率與腫瘤長徑變化率相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 化療前后DWI和ADC結(jié)果變化

化療前病灶呈稍長T1和稍長T2信號，DWI表現(xiàn)為高信號，ADC以藍、綠、黃色為主。其中PR 16例，SD 18例，PD 12例。化療后病灶在DWI上呈高信號，ADC圖以紅、黃綠色為主，見圖1～2、封三圖5（患者，女，75歲，中央型肺癌，行化療治療）。

圖1 化療后肺部腫塊DWI圖呈較不均勻高信號

圖2 化療后同一肺部腫塊ADC圖呈不均勻高信號

2.2 治療前腫塊長徑與ADC關(guān)系

以5cm為界，分為長徑≥5cm組（21例）和＜5 cm組（25例）。≥5cm組平均ADC值（2.191±0.713）×10-3mm2/s，＜5 cm組平均ADC值（2.168±0.741）×10-3mm2/s。兩組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。提示ADC與腫塊長徑無相關(guān)性。

2.3 化療前后ADC值及腫瘤長徑變化

化療后ADC值顯著升高，化療后1周顯著高于化療前，化療后2周顯著高于化療前（P均＜0.01），化療后腫瘤長徑顯著縮小，化療后2周長徑較治療前顯著減小（P＜0.01）。見表1。

表1化療前后ADC值及腫瘤長徑變化，n=46）

表1化療前后ADC值及腫瘤長徑變化，n=46）

注：與治療前比較，＃t=2.880，△t=2.960，*t=5.218

指標化療前化療后1周化療后2周F值P ADC（×10-3mm2/s）腫瘤長徑（cm）2.182±0.684 5.6±2.4 2.601±0.711＃4.9±1.8 2.642±0.802△3.5±1.3*5.532 14.760＜0.01＜0.01

2.4 ADC變化率與腫瘤長徑變化率相關(guān)性

長徑變化率=（化療前－化療后）/化療前×100%，ADC變化率=（化療后-化療前）/化療前×100%。ADC變化率=（21.08±9.41）%，長徑變化率=（37.5±11.2）%，相關(guān)性分析結(jié)果顯示化療前后ADC值的變化與腫瘤長徑的變化具有相關(guān)性（r=0.775，P＜0.01）。

2.5 不同治療效果化療前后ADC值變化

化療后PR組患者ADC值顯著升高，而SD組變化不明顯，三組間化療后比較，差異顯著（P＜0.01）。見表2。

表2不同治療效果化療前后ADC值變化，×10-3mm2/s）

表2不同治療效果化療前后ADC值變化，×10-3mm2/s）

組別n化療前化療后t值P PR組SD組PD組F值P 16 18 12 2.165±0.547 2.193±0.762 2.178±0.684 0.007＞0.05 3.312±0.925 2.228±0.802 1.941±0.739 11.256＜0.01 4.269 0.134 0.815＜0.01＞0.05＞0.05

3 討論

非小細胞型肺癌包括鱗癌、腺癌、大細胞癌，與小細胞癌相比其癌細胞生長分裂較慢，擴散轉(zhuǎn)移相對較晚，是最為常見的肺癌。肺癌早期可無臨床癥狀和體征，當臨床確診時部分患者已經(jīng)失去了手術(shù)治療的機會，而只能選擇放療或者化療等保守治療。鉑類化療藥物為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療時治療非小細胞肺癌的主要治療方法[5,6]。而對治療效果的檢測、判斷療效、更換不敏感藥物、提高療效、改善預(yù)后具有重要的意義。

影像學(xué)檢查結(jié)果是化療效果評估的重要方法，主要包括CT、MRI、DCE-MRI、MRS、PET-CT等。CT速度快，清晰顯示結(jié)構(gòu)，但是輻射劑量大，短期內(nèi)多次檢查并發(fā)癥多。MRS操作復(fù)雜，PET-CT費用高昂。而DWI反映出來的是水分子在微觀運動的具體狀況。人體的生物組織當中水分子自身擴散程度和組織細胞密度、細胞膜完整程度表現(xiàn)出負相關(guān)的聯(lián)系，已經(jīng)有相關(guān)臨床科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)水分子的運動程度，和DWI信號的衰減之間表現(xiàn)出正相關(guān)聯(lián)系。DWI對腫瘤微環(huán)境的變化敏感，通過檢測水分子微觀運動的變化，可以推測組織病理生理學(xué)改變。所以通過DWI對組織信號的相對衰減進行觀察，在腫瘤的診斷檢出、定性方面有重要作用。腫瘤的實性部分細胞的密度相對較高，因此DWI會有時間較長的高信號顯示。但如果T2弛豫時間相對較長，那么在DWI上面也會有持續(xù)高信號現(xiàn)象的出現(xiàn)，而這正是導(dǎo)致誤診的原因之一。ADC值是DWI最重要的評價參數(shù)，反映組織中水分子的擴散程度和擴散阻力的整體情況，可以進行定量分析。同時ADC值也可反映組織的細胞密度，組織的細胞密度越大，ADC值越低，而腫瘤細胞大部分都較起源組織細胞都密集，核漿比高，從而使水分子自由擴散受到限制，在DWI圖上呈相對的高信號，ADC值則較低。當細胞膜完整、細胞間隙小，細胞致密時，會導(dǎo)致水分子擴散受限，DWI呈高信號，ADC值則較低；當細胞膜被破壞、細胞之間隙增加、細胞疏松時，則水分子運動就會自由，DWI呈低信號，ADC值則較高[7,8]。

在本研究中，腫瘤組織在DWI表現(xiàn)為高信號，表明水分子擴散運動受限。抗腫瘤治療后有效的患者，腫瘤細胞溶解、破裂，細胞間隙增寬，細胞內(nèi)外的水分子自由運動增加，DWI信號隨之降低。而研究發(fā)現(xiàn)ADC值會在抗腫瘤治療后，隨著腫瘤細胞水腫、壞死、溶解、凋亡、細胞皺縮、細胞外液重吸收等過程變化，而出現(xiàn)減小、升高、再次減小的變化；但是如果腫瘤細胞重新生長，ADC值則會持續(xù)減小[9，10]。在本次研究中，化療前ADC圖以藍、綠、黃色為主，而化療后，ADC圖以紅、黃綠色為主。計算ADC平均值也顯示化療后，ADC值有顯著升高。

本研究對46例中晚期非小細胞肺癌接受化療的患者的臨床資料進行分析，比較ADC值化療前后的變化。化療后1周，患者ADC值較化療前顯著升高，而化療后2周，ADC值持續(xù)升高，而化療后1周腫瘤的長徑較化療前有所下降，但差異不顯著，化療后2周，腫瘤長徑較化療前顯著下降。ADC平均變化率與腫瘤長徑的變化率具有相關(guān)性，腫瘤長徑越長，則ADC平均值越低。對不同臨床療效的患者ADC值化療前后進行比較，結(jié)果顯示PR組化療后ADC平均值顯著升高，而SD組有所升高，但是與化療前比較，變化不明顯。提示ADC值可以用于非小細胞肺癌化療后臨床療效的評估。

由于磁共振檢查相對較慢，在胸部掃描容易受到呼吸運動偽影、心臟和大血管搏動偽影的影響，特別是對于那些呼吸急促、不能自主均勻呼吸患者，不能獲得清晰的DWI圖像而影響診斷，因此DWI在肺部的應(yīng)用還存在一定的局限性。

綜上所述，化療前后ADC值的變化與腫瘤長徑的變化具有相關(guān)性，因此測量化療前后ADC值可以評估化療療效，而療效好的患者在化療后2周ADC值顯著升高，這也支持ADC可以用于非小細胞肺癌化療化療評估的結(jié)論。

[1]戴崢，高軍，熊青榮，等.全身STIR與全身DWI檢出前列腺癌、乳腺癌及多發(fā)骨髓瘤骨轉(zhuǎn)移病灶能力差異比較研究[J].醫(yī)學(xué)臨床研究，2013，30（11）：2150-2153.

[2]王秋艷，榮梅，趙洪海.聯(lián)合應(yīng)用DWI與MRA在超急性期大面積腦梗死中的價值研究[J].河北醫(yī)藥，2014，36（2）：197-199.

[3]Koh DM，Collins DJ．Diffusion-weighted MRI in the body: Applications and challenges in oncology[J]．AJR Am J Roentgenol，2007，188（6）：1622-1635.

[4]Therasse P，Arbuck SG，Eisenhauer EA，et al．New guidelines to evaluate theresponse to treatment in solid tumors．European Organization for Research and Treatment of Cancer，National Cancer Institute of the United States，National Cancer Institute of Canada[J]．J Natl Cancer Inst，2000，92（3）：205-216.

[5]肖揚，劉君.長春瑞賓聯(lián)合順鉑治療晚期非小細胞肺癌療效分析[J].河北醫(yī)藥，2014，36（3）：355-356.

[6]楊生輝，黃琰菁，孫達統(tǒng)，等.順鉑分次給藥聯(lián)合多西他賽治療老年晚期非小細胞肺癌的臨床觀察[J].海南醫(yī)學(xué)，2014，25（2）：177-179.

[7]薛彩霞，邱傳亞，張勇，等.DWI和Vibrant動態(tài)增強MR成像在乳腺癌中的診斷價值[J].放射學(xué)實踐，2014，29（1）：61-63.

[8]李偉，盧斌貴，傅文海，等.鼻咽黏膜DWI影像特點對于鼻咽良惡性病變判斷的價值[J].中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2014，25（1）：13-16.

[9]劉莉，吳寧，歐陽漢，等.DWI在前列腺癌放療療效評估中的價值[J].放射學(xué)實踐，2014，29（1）：77-80.

[10]沙琳，范國光，曹倩，等.聯(lián)合應(yīng)用PWI與DWI鑒別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性損傷[J].中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2013，24（12）：841-845.

Applicaton of DWI in assessment of clinical efficacy of chemotherapy for NSCLC

TANG Lirong1FENG Jianguo2
1.Radiology Department,Zhejiang Cancer Hospital,Hangzhou310022,China;2.Zhejiang Cancer Research Institute, Hangzhou310022,China

Objective To discuss clinical significance of DWI in assessment of clinical efficacy of chemotherapy for NSCLC.Methods Clinical data of 46 cases with NSCLC treated by chemotherapy were retrospectively analyzed.All cases were detected by MRI and DWI before and after chemotherapy,and ADC was detected.Results DWI showed high signal,and ADC showed blue,green and yellow before chemotherapy,and DWI showed high signal,and ADC showed red and yellow grean after chemotherapy.ADC increased apparently at 1 week and 2 weeks after chemotherapy compared before chemotherapy(P all＜0.01).ADC rate of change was related to major axis rate of change(r=0.775，P＜0.01).After chemotherapy,ADC of PR group increased mostly,SD group showed no significantly increased,which showed significant difference in three groups(P＜0.01).Conclusion ADC of before and after chemotherapy can be used in curative effect evaluation chemotherapy.

DWI;NSCLC;Chemotherapy

R734.2

B

1673-9701（2015）06-0084-03

2014-04-14）

浙江省自然科學(xué)基金（LY13H160028）