磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在鑒別鼻咽癌放療后鼻咽壞死與復(fù)發(fā)中的價(jià)值

楊百華 陳 英 徐鷺英 姚逸琦 吳君心

鼻咽壞死是鼻咽癌放療后嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，而鼻咽癌經(jīng)首程根治性放射治療后，仍有7% ～21%的復(fù)發(fā)率［1］，兩者在臨床上均可出現(xiàn)頭痛、鼻咽出血等癥狀，常規(guī)MRI檢查都可以表現(xiàn)為鼻咽部不規(guī)則強(qiáng)化以及不同程度的周圍軟組織水腫征象，因此，常導(dǎo)致鑒別診斷困難。水分子擴(kuò)散是人體內(nèi)一個(gè)重要的生物物理現(xiàn)象，體內(nèi)水分子擴(kuò)散的異常變化反映某些病理生理狀態(tài)［2］。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可以進(jìn)行活體水分子擴(kuò)散成像，為水分子擴(kuò)散的定量研究提供了可能。本文旨在通過測(cè)量鼻咽癌放療后鼻咽壞死組織的ADC值，以研究放射性鼻咽壞死水分子的擴(kuò)散情況，并與鼻咽癌復(fù)發(fā)病灶進(jìn)行對(duì)照，探討其在鑒別鼻咽壞死與復(fù)發(fā)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

1.1.1 放療后鼻咽壞死組 收集我院2008年7月至2010年12月鼻咽癌放療后鼻咽壞死患者35例，其中男26例，女9例，年齡30～70歲，平均(52.7±1.4)歲。臨床表現(xiàn)包括頭痛、鼻咽出血以及惡臭等，其中頭痛33例、鼻咽出血9例，27例伴有鼻咽不同程度的細(xì)菌感染癥狀。鼻咽壞死癥狀一般出現(xiàn)在末次放療后2～86個(gè)月，平均(10.2±3.2)個(gè)月。全組均行鼻咽MRI常規(guī)掃描及擴(kuò)散加權(quán)成像檢查，并于MRI檢查后3～7d經(jīng)病理活檢證實(shí)為鼻咽壞死且排除復(fù)發(fā)者。

1.1.2 鼻咽癌放療后復(fù)發(fā)組 同期隨機(jī)選取鼻咽癌放療后腫瘤復(fù)發(fā)患者35例，男25例，女10例，年齡30～65歲，平均(47.6±1.3)歲。12例有不同程度的頭痛，血涕25例，14例有腦神經(jīng)受累而出現(xiàn)相應(yīng)面麻、口角歪斜、復(fù)視等癥狀。全組患者均行鼻咽鏡檢查和MRI常規(guī)掃描及擴(kuò)散加權(quán)成像，且經(jīng)鼻咽活檢病理確診為復(fù)發(fā)，皆為低分化鱗狀細(xì)胞癌者。見表1。

1.2 檢查方法

1.2.1 儀器與方法 全部患者均使用超導(dǎo)型磁共振成像儀(Signa 1.5T Excite III HD，美國(guó)GE公司)和頭頸聯(lián)合表面線圈進(jìn)行常規(guī)平掃、DWI及增強(qiáng)掃描檢查。常規(guī)平掃序列包括軸位 FSE T1FLAIR、PDWI、DWI(b=0s/mm2及 b=800s/mm2)。掃描參數(shù):T1FLAIR TR 1 800ms，TE 25ms、TI 750ms;PDWI TR 3 600ms、TE 118ms;DWI(SE EPI)TR 6 000ms、TE 61.7ms。層厚5mm，層間距1mm，矩陣288×288，增強(qiáng)掃描選用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)，手背靜脈注射，注射速率 1.0ml/s，劑量為 0.1mmol/kg，均行 SE序列 T1WI軸位及冠狀位掃描，TR 560ms、TE 20ms，層厚5mm，層間距1mm，矩陣192×288，部分患者加掃矢狀位。

1.2.2 圖像及數(shù)據(jù)處理 所有DWI圖像用Functool 2分析軟件進(jìn)行圖像分析。依據(jù)ADC圖并結(jié)合常規(guī)MRI及增強(qiáng)圖像，在對(duì)應(yīng)DWI圖上，以病灶最大層面為中心的上下2～3個(gè)層面選擇3個(gè)感興趣區(qū)(ROI);采用適形勾畫測(cè)量，盡量包括病變區(qū)，避開囊變區(qū)、粘液滯留區(qū)及有偽影區(qū)域，測(cè)得三組ADC值，取其平均值列入統(tǒng)計(jì)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

用SPSS 17.0軟件將鼻咽癌放療后鼻咽壞死與復(fù)發(fā)的ADC值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)前先行方差齊性檢驗(yàn)，根據(jù)兩者方差齊同與否，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或近似t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 放療后鼻咽壞死在常規(guī)MRI可表現(xiàn)為鼻咽周圍軟組織結(jié)構(gòu)的缺失，鼻咽的壞死組織在T1對(duì)比增強(qiáng)圖像上不能被強(qiáng)化或周圍不規(guī)則強(qiáng)化，T1WI低信號(hào)、T2WI高或稍高信號(hào)，在PDWI上呈現(xiàn)高信號(hào)，在DWI上常表現(xiàn)為不均勻的低信號(hào)，然而，伴有咽旁感染(n=27)可表現(xiàn)為不規(guī)則的稍高信號(hào)。見圖1的①～④。

2.2 鼻咽癌放療后復(fù)發(fā)表現(xiàn)為殘留的鼻咽部異常信號(hào)影的擴(kuò)大或出現(xiàn)新的異常信號(hào)影，復(fù)發(fā)灶呈現(xiàn)T1WI低信號(hào)、T2WI為中等或稍高信號(hào)以及T1增強(qiáng)掃描呈不同程度的強(qiáng)化，DWI圖像上通常表現(xiàn)為高信號(hào)。見圖1的⑤～⑧。

2.3 計(jì)算所有感興趣區(qū)的平均ADC值，放療后鼻咽壞死組ADC最小值和最大值分別為(0.468±0.0580)×10-3mm2/s和(1.728±0.0527)×10-3mm2/s，平均值為(1.073±0.0383)×10-3mm2/s;放療后鼻咽癌復(fù)發(fā)組ADC最小值及最大值分別為(0.372±0.0456)×10-3mm2/s和(1.477±0.0675)×10-3mm2/s，平均值為(0.844±0.0309)×10-3mm2/s。兩組的ADC均值及最大值經(jīng)t檢驗(yàn)結(jié)果示壞死組大于復(fù)發(fā)組，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (t1=4.645，P＜0.001;t2=2.932，P＜0.005)。見圖2。

表1 兩組患者一般資料及ADC值()

表1 兩組患者一般資料及ADC值()

性別(n)ADC值(×10-3mm2/s)組別 年齡(a)最小值 最大值 平均值壞死組 26 9 52.7±1.4 0.468±0.0580 1.728±0.0527 1.07男 女3±0.0383復(fù)發(fā)組 25 10 47.6±1.3 0.372±0.0456 1.477±0.0675 0.844±0.0309

圖1 鼻咽壞死與復(fù)發(fā)的MRI表現(xiàn)

圖2 壞死組與復(fù)發(fā)組的ADC值比較

3 討論

放療后鼻咽壞死的機(jī)制是放療后造成局部組織低供血、低供氧和微循環(huán)障礙，從而影響膠原蛋白和細(xì)胞的再生，導(dǎo)致局部組織壞死。大多學(xué)者認(rèn)為放射、創(chuàng)傷和感染是放射性鼻咽壞死發(fā)病的三個(gè)要素［3］。鼻咽癌放療后的患者，鼻咽部通常積聚大量的痂塊和壞死分泌物，尤其是合并感染的時(shí)候，黏膜充血、糜爛、粗糙，加上原發(fā)病灶放療后的瘢痕增生，常使鼻咽部發(fā)生變形，與鼻咽癌放療后復(fù)發(fā)表現(xiàn)相類似;鼻咽壞死與鼻咽腫瘤復(fù)發(fā)在T1WI常表現(xiàn)為與肌肉相等的信號(hào)，兩者無明顯區(qū)別;由于放療后復(fù)發(fā)或壞死病灶組織成分不均一，故均可表現(xiàn)為T2WI上高或稍高信號(hào)及T1增強(qiáng)掃描的不規(guī)則強(qiáng)化，導(dǎo)致二者鑒別診斷相對(duì)困難。

DWI能探測(cè)到組織內(nèi)微弱的水分子的擴(kuò)散活動(dòng)，在病理情況下，細(xì)胞內(nèi)外的大分子分布發(fā)生變化以及膜結(jié)構(gòu)的完整性遭到破壞，使其中水分子的擴(kuò)散速度發(fā)生改變，從而形成DWI上信號(hào)異常［4］。分子擴(kuò)散受許多因素影響(如血流、腦脊液流動(dòng)和細(xì)胞膜等)，常用ADC值來描述活體內(nèi)水分子的擴(kuò)散狀況，一般至少需要獲得兩幅不同b值的DWI圖像，才能計(jì)算ADC值［5］。本研究選擇b=Os/mm2和b=800s/mm2，實(shí)踐應(yīng)用證明，b=800s/mm2時(shí)圖像信噪比較低，且能真實(shí)地反映組織的實(shí)際擴(kuò)散系數(shù)。

本研究DWI顯示鼻咽壞死表現(xiàn)為ADC值較高，而鼻咽癌復(fù)發(fā)則ADC值較低。關(guān)于鼻咽癌實(shí)性瘤灶的水分子擴(kuò)散研究，Sugahara等［6］早已報(bào)道鼻咽癌病灶在DWI上呈高信號(hào)，ADC值較低。放療后復(fù)發(fā)腫瘤細(xì)胞的迅速增殖，細(xì)胞密度增高，細(xì)胞外間隙縮小，同時(shí)因細(xì)胞生物膜的限制和大分子物質(zhì)對(duì)水分子吸附作用增強(qiáng)等因素的綜合作用，限制了惡性腫瘤水分子的擴(kuò)散，導(dǎo)致其ADC值低。陳韻彬等報(bào)道鼻咽癌病灶A(yù)DC值降低的機(jī)制可能與鼻咽癌細(xì)胞體積大、排列緊密及細(xì)胞間隙變小等導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限有關(guān);也可能與鼻咽癌細(xì)胞膜上的鈉-鉀泵功能減退而導(dǎo)致細(xì)胞水腫等相聯(lián)系［7］。DWI依靠實(shí)性腫瘤的細(xì)胞密度、細(xì)胞外間隙及組織結(jié)構(gòu)來判斷其組織學(xué)特點(diǎn)，當(dāng)細(xì)胞密度增加時(shí)，細(xì)胞外間隙變窄，水分子擴(kuò)散受限，ADC值降低;然而，對(duì)于腫瘤組織壞死，由于壞死區(qū)的細(xì)胞膜破裂，其內(nèi)水分子的擴(kuò)散比存活的腫瘤區(qū)明顯增強(qiáng)，DWI上一般顯示為低信號(hào)，其ADC值增高［8～10］。Zeng 等［8］通過聯(lián)合磁共振波譜分析及擴(kuò)散成像來鑒別腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)及放射性壞死，其中壞死組與復(fù)發(fā)組的平均ADC值為1.39×10-3mm2/s和1.20×10-3mm2/s，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;Hein 等［9］報(bào)道了應(yīng)用ADC值及ADC比率鑒別診斷腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)與放射性腦損傷，研究表明:復(fù)發(fā)組平均ADC值明顯低于放射性損傷組，分別為(1.18±0.13)×10-3mm2/s和 (1.40±0.17)×10-3mm2/s，P＜0.006;Chiaki等［10］報(bào)道了DWI是鑒別腦部腫瘤復(fù)發(fā)和放療后壞死的有效方法，壞死組和復(fù)發(fā)組的最大ADC值分別為 (2.30±0.73)×10-3mm2/s和(1.68 ±0.37)×10-3mm2/s，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本文研究結(jié)果與上述研究結(jié)果相符，即鼻咽壞死組ADC平均值和最大值均明顯高于復(fù)發(fā)組。

鼻咽癌放療后鼻咽壞死常伴發(fā)咽旁感染。由于放療后鼻咽的自清潔功能下降，導(dǎo)致局部分泌物及痂皮不能及時(shí)清除，附著在鼻咽部易導(dǎo)致細(xì)菌感染，加重形成了黏膜的慢性潰瘍和經(jīng)久不愈的壞死。潰瘍一旦形成后，則難以愈合，極易造成細(xì)菌反復(fù)感染，炎癥逐漸浸潤(rùn)至咽旁區(qū)或顱底，放射性纖維化與肉芽腫樣增生同時(shí)并存時(shí)，形成影像學(xué)上的腫塊和復(fù)發(fā)假象［11］。相關(guān)報(bào)道指出DWI圖像上壞死灶也可表現(xiàn)出不均勻高信號(hào)，ADC值降低，考慮與其理化特性相關(guān);壞死區(qū)內(nèi)大量炎性細(xì)胞、細(xì)菌、壞死組織及蛋白分泌物等黏稠物質(zhì)，高黏稠度使壞死區(qū)內(nèi)水分子擴(kuò)散受限，從而在 DWI表現(xiàn)出高信號(hào)及 ADC值降低［10，12～14］。本文壞死組中有 16例 ADC 均值小于 1×10-3mm2/s，DWI上表現(xiàn)為不同強(qiáng)度的高信號(hào)，雖然壞死組ADC均值與最大值高于復(fù)發(fā)組，但壞死組或復(fù)發(fā)組的ADC值仍存在一定的交叉，故該技術(shù)仍需結(jié)合常規(guī)MR序列進(jìn)一步鑒別診斷。Pruzincova等［15］及 Hakyemez等［16］均報(bào)道了炎癥、感染或出血的組織在DWI上可表現(xiàn)為均勻或不均勻的高信號(hào)區(qū);認(rèn)為壞死灶在DWI上的表現(xiàn)特異性不足，ADC值的量化檢測(cè)不能應(yīng)用于所有壞死相關(guān)研究。因此，通過DWI及ADC值鑒別診斷鼻咽壞死和復(fù)發(fā)的特異性與有效性值得商榷，仍需進(jìn)一步擴(kuò)大病例研究以確定ADC值的診斷閾值。鼻咽部組織活檢病理才是鑒別復(fù)發(fā)和壞死的金標(biāo)準(zhǔn)。

總之，DWI可以顯示壞死或腫瘤的病灶及范圍，結(jié)合ADC值的測(cè)量，對(duì)于鑒別放療后鼻咽壞死或復(fù)發(fā)的早期診斷有一定意義，以提示早期介入干預(yù)性治療，減緩壞死或復(fù)發(fā)進(jìn)程;鼻咽鏡病理檢查的同時(shí)結(jié)合MRI掃描、DWI和ADC值測(cè)量，尤其ADC值可反映病變本身及內(nèi)容物的細(xì)微變化，可為臨床提供更多關(guān)于病變部位的解剖及理化信息。

4 結(jié)論

放療后鼻咽壞死在DWI上通常表現(xiàn)為不均勻低信號(hào);鼻咽壞死組ADC均值及最大值均明顯高于復(fù)發(fā)組，因此，DWI以及ADC值測(cè)量在鼻咽癌放療腫瘤復(fù)發(fā)與鼻咽壞死鑒別診斷中具有重要作用，可作為常規(guī)MR序列的重要補(bǔ)充。

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