3 .0T MR 擴散加權成像中的表觀彌散系數在鼻咽癌放化療療效的評估價值

張可名,王小紅,孫世元,劉淑霞,劉漢菊,李 麗,許 珊,王月琦

(吉化集團公司總醫院 醫學影像中心，吉林 吉林132022)

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)是我國最常見的頭頸部惡性腫瘤之一，癌細胞生長活躍，呈浸潤性生長，常發生頸部淋巴結轉移，而且鼻咽癌發病部位隱蔽，周圍結構復雜，毗鄰許多重要器官，手術切除困難。鼻咽癌對放射線敏感，又鑒于特殊的臨床生物學行為和復雜的解剖結構，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，如何早期預測療效從而及時調整治療方案并進行個體化治療已成為目前臨床進行鼻咽癌治療的研究熱點。然而，腫瘤直徑體積在治療的早期并不會發生明顯變化，形態影像學已不能準確對腫瘤療效進行早期的預測評估。擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)是磁共振功能成像，具有分子功能影像的特點，是目前唯一能夠觀察活體水分子微觀運動的醫學影像學方法，并且能同時提供定量參數表觀彌散系數(ADC)，ADC值在以往對其他腫瘤的研究中被證實可以用來評估療效[1，2]。然而目前關于DWI早期評估鼻咽癌放化療(chemoradiotherapy,CRT)療效的報道較少。因此，本研究旨在探討DWI對鼻咽癌放化療療效的早期預測價值。

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，而且均經過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掃描前未經任何治療，全程規范的放射治療。經我院倫理委員會批準，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 設備及掃描參數

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

1.3 治療方案、檢查時間及分組

治療方案：48例病人放療，5例病人放療同時輔助化療。(1)放療：適形調強放射治療，每次原發灶放射劑量1.8-2.0Gy，每日照射一次，每周5次，總放射劑量70-73Gy，同時對頸部淋巴結引流區域行常規分割式預防性照射，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：順鉑或奈達鉑)。

檢查時間：CRT前一周、CRT2周、CRT5周(放射劑量達50Gy)、CRT結束、CRT結束一個月。

分組方案：根據隨訪結果腫瘤范圍按RECIST[3](response evaluation criteria in solid tumors)標準，分為完全有效(CR)組，腫瘤消失，部分有效(PR)組，腫瘤長徑縮小>30%，無效(SD)組，腫瘤長徑縮小<30%或增大<20%。

1.4 圖像分析及數據測量

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驗放射醫師進行腫瘤體積大小及ADC值測量，腫瘤邊界劃線有爭議時協商后確定，在增強T1WI上勾畫出腫瘤及轉移性淋巴結。測定腫瘤體積：由Functool軟件自動生成每層的多形性興趣區(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軟件自動算出，ROI測量時包括層面內所有異常信號區，取平均值得到腫瘤的ADC值。

腫瘤及轉移性淋巴結體積降低比例=(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 統計學分析

用 SPSS17.0 統計軟件對數據進行分析，在數據經分析符合正態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值有無統計學差異，P<0.05有統計學意義。(1) CRT前一周CR、PR及SD組的腫瘤及轉移性淋巴結體積。(2) CRT2周、CRT5周CR、PR及SD組的腫瘤及轉移性淋巴結降低比例。(3) CRT前一周、CRT2周、CRT5周、CRT結束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 結果

見表1。

表1 各腫瘤組CRT前一周、CRT2周、CRT5周、CRT結相關數據

3 討論

DWI能從分子水平反映人體水分子的功能變化，可以檢測出與組織含水量改變有關的形態學和病理生理學的早期改變，是目前唯一能觀察活體水分子微觀運動的影像學方法。既往多數動物模型及臨床實驗研究證實DWI技術在評估和預測腫瘤治療療效方面具有重要價值[1,3-6]。早期DWI序列因掃描時間長對運動偽影非常敏感，隨著3.0T高場強磁共振的應用，尤其是單次激發平面回波成像EPI及多線圈并行采集技術的應用，明顯縮短了掃描時間，采集時間可縮短至50 ms以下，呼吸、心跳、血流和胃腸道蠕動等生理活動均可被凍結，對圖像質量的影響降至最低，使體部DWI的應用成為可能。目前DWI對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、治療中期及治療結束后MRI病灶大小及ADC值動態觀察，旨在更全面詳細評估ADC值對鼻咽癌放化療療效的預測及檢測價值，為臨床個體化治療方案制定提供客觀依據。

3.1 治療前

本研究結果顯示治療前CR、PR及SD各腫瘤組腫瘤及轉移淋巴結體積、ADC值間差異均無統計學意義，由此筆者推論鼻咽癌病人的最終療效與治療前腫瘤及轉移淋巴結體積、ADC值均無明顯相關性。

3.2 治療早期

放化療2周時，CR、PR及SD各腫瘤組在治療早期腫瘤及轉移淋巴結體積降低比例之間及ADC值之間無明顯差異，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移淋巴結體積降低比例之間均無統計學意義，這說明腫瘤在治療早期的ADC值改變早于組織的宏觀形態學變化，ADC值可體現組織的微觀生理學變化，因此根據腫瘤在治療早期的ADC值變化能較準確地預測療效。

既往研究[7,8]顯示，惡性腫瘤細胞擴增迅速，細胞密度增高，細胞外容積減小，同時，細胞膜的限制以及大分子物質如蛋白質對水分子的吸附作用的增強，這些因素都限制了腫瘤內水分子的有效運動，限制了擴散，使得ADC值降低。放射線及化療藥物可導致腫瘤細胞膜的破壞，細胞質游離鈣及活性氧類物質增多，引起腫瘤細胞損傷及凋亡，腫瘤細胞密度減低，細胞周圍間隙增寬，水分子擴散能力增強，ADC值升高[5]。陳等[9]通過觀察NPC轉移性淋巴結早期的放療反應，發現在腫瘤放療 1周后對放療有反應的病灶 ADC值升高，而無反應的病灶ADC值降低或無變化。因此，ADC值能在腫瘤體積變化之前觀察腫瘤細胞的微觀變化，并可進行定量分析，早期預測腫瘤治療的療效。

3.3 治療中期

放化療5周時CR、PR及SD各腫瘤組在腫瘤及轉移淋巴結體積降低比例、ADC值、ADC值提高比例間差異均有統計學意義，以ADC值提高比例預測NPC療效敏感度最高，可達94.7%，特異度91.3%，這說明放化療5周時腫瘤及轉移淋巴結體積降低比例、ADC值雖可反映NPC對治療的敏感性，但ADC值提高比例仍是預測NPC療效敏感性較好的指標。這與Pan等[10]通過ADC值預測異種移植鼻咽癌小鼠放射敏感性動物模型研究的結論相似，研究發現放療后體積變化與ADC之具有相關性，ADC值變化率是預測NPC放射敏感性的較好指標。

3.4 治療結束后

CRT結束后CR組的ADC值明顯高于PR及SD組，而PR組ADC值僅略高于SD組，且此差異并無統計學意義，說明在治療結束后即可根據ADC值有效判斷有無腫瘤殘余。

3.5 研究局限性

考慮到數據量較大及掃描時間等因素，多b值DWI未納入本研究，今后將加大樣本量，針對不同病理類型，采用多b值聯合DWI，分項研究ADC值對預測NPC療效的臨床價值。

綜上所述，通過筆者對擴散加權成像中的表觀彌散系數ADC值在鼻咽癌治療中動態觀測，認為腫瘤水分子微觀變化較形態學變化能更早發生，從而ADC值能在早期預測鼻咽癌放化療療效。隨著磁共振技術的日益發展，擴散加權成像必將有更廣泛的發展空間和臨床應用前景。這將有助于我們尋找更簡便、準確、無創的鼻咽癌治療敏感性的預測方法，對實施鼻咽癌個體化治療、提高鼻咽癌的療效具有重要的意義。