三維能量多普勒對宮頸癌放療療效評估的價值

張雨芹，李響，王學(xué)梅，宛偉娜，李平

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科，沈陽 110001）

宮頸癌是危害婦女健康的第二大常見婦科惡性腫瘤［1，2］，放射治療是宮頸癌治療的主要方法［3］，因此對放療療效的評估近年來受到廣泛關(guān)注。目前三維能量多普勒超聲（threedimensionalcolorpowerangiography，3D-CPA）是一種非損傷性評價盆腔器官血流灌注狀態(tài)的方法，并可以清楚地顯示腫瘤內(nèi)低速血流及血管構(gòu)建和分布的變化。本文通過3D-CPA成像檢測宮頸癌的血流，探討其對宮頸癌放療前、中、后血流變化的檢測及放療療效評價價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2012年1月至2012年12月在我院治療并經(jīng)病理檢查證實為宮頸癌的患者，共66例（其中鱗癌63例，腺癌1例，腺鱗癌2例），按照國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（international federationofgynecologyandobstetrics，F(xiàn)IGO）2003年修訂的子宮頸癌臨床分期標(biāo)準(zhǔn)［4］進行臨床分期，其中ⅠB期48例，ⅡA期10例，ⅡB期6例，Ⅲ期2例，年齡23～61歲，平均年齡41歲。

1.2 放療方法與劑量

本組66例患者均采用外照射加腔內(nèi)治療。外照射采用15MV-X線直線加速器，首先行全盆腔前后野垂直照射。照射范圍：野上界在L4～L5腰椎水平，下界在恥骨聯(lián)合上緣向下4cm；兩側(cè)緣在股骨頭內(nèi)1/3附近，約（16～20cm）×（15～16 cm），每次2.0Gy，每周5次；全盆腔照射劑量達到26～30 Gy/13～15次后，用192Ir高劑量率后裝置治療機行腔內(nèi)治療，每次7.0Gy，每周2次，共6次。A點劑量達到68～72 Gy，當(dāng)外照射達46Gy/23次，改宮旁補量6～10Gy，B劑量達到52～56Gy，結(jié)束放療。

1.3 儀器與方法

采用PHILIPSIU22三維超聲診斷儀，經(jīng)陰道探頭頻率4.0～8.0MHz。囑患者排尿后取膀胱截石位，將陰道探頭涂耦合劑后套上避孕套，超聲檢查在放療前、中、后進行3次，放療中檢查時間選取在腔內(nèi)照射進行前，放療后檢查時間在放療全部結(jié)束后5d內(nèi)。

三維超聲圖像的獲取及后處理方法：在經(jīng)陰道二維模式清晰顯示了宮頸癌矢狀面輪廓后，啟動三維模式將容積框包繞子宮頸，設(shè)定掃描角度為85°，囑患者靜止并屏氣，固定探頭，進行自動三維成像，存儲圖像。

啟動能量多普勒（colorpowerangiography，CPA）檢查模式，適當(dāng)設(shè)置量程范圍及濾波，使終末細小分支的低速血流顯示而又不出現(xiàn)背景噪聲，觀察宮頸癌的血管情況。啟動三維模式，進行血管三維成像并儲存。調(diào)整X、Y、Z軸并適當(dāng)放大圖像，使3個視圖均清晰顯示宮頸癌輪廓，選擇感興趣區(qū)取框的大小使其均包含子宮頸及其緊鄰的部分，這樣三維圖像中顯示的就僅僅是子宮頸的血流情況。觀察三維圖像使宮頸動態(tài)旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，充分顯示血管的立體走行及分支。

1.4 3D-CPA血流的分析

1.4.1 半定量分析：對獲得的宮頸血管三維圖，根據(jù)血管的分布、走行、分支情況等特點，參考文獻［5］，將腫瘤內(nèi)血管分為四級。0級：子宮頸內(nèi)部及周邊未見血流信號；Ⅰ級：宮頸周邊可見點狀、短條狀血管，宮頸內(nèi)部無血管分布；Ⅱ級：除周邊血管外，宮頸內(nèi)部可見稀疏的血管，分支簡單，走行較平直；Ⅲ級：宮頸內(nèi)部可見豐富的血管樹或血管網(wǎng)，分支血管走行扭曲不規(guī)則。

1.4.2 定量分析：首先利用CDFI檢測宮頸內(nèi)的阻力指數(shù)（resistanceindex，RI）。再計數(shù)腫物內(nèi)總的血管條數(shù)，選用如下標(biāo)準(zhǔn)：如果1條血管走行無分支，則計為1支血管；如果1支血管有多個分支，則以末梢血管分支數(shù)為計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，計測出腫物內(nèi)總的血管數(shù)。采用Qlab軟件GI3DQ工具測得腫物的體積，二者的比值為宮頸癌腫物內(nèi)單位體積血管條數(shù)，作為反映腫瘤血供豐富程度的血管指數(shù)（vascularityindex，VI）。每次由3名有經(jīng)驗的超聲醫(yī)師對血流顯示最豐富的3幅圖像分別計數(shù)，即每個病灶血管條數(shù)每次檢查得到9個值，取其平均值作為血管條數(shù)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS11.5對所用的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，放療前、中、后RI和VI的比較采用配對t檢驗，P＆lt;0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有入組患者聲像圖上均可見子宮頸內(nèi)低回聲結(jié)節(jié)，結(jié)節(jié)較小時宮頸形態(tài)無明顯變化，結(jié)節(jié)較大時宮頸呈不同程度的增大，宮頸管正常聲像圖消失或移位，宮頸回聲減低不均勻，內(nèi)見豐富的血流，走行雜亂。

2.1 3D-CPA半定量分析結(jié)果

3D-CPA顯示放療前宮頸病灶血流較豐富、雜亂，呈豐富的血管樹或血管網(wǎng)，分支血管走行扭曲不規(guī)則（圖1A），以Ⅲ級為主，顯示率為83.33%（55/66）；放療中宮頸病灶血流較放療前稀疏（圖1B），以Ⅱ級血流為主，顯示率為75.76%（50/66）；放療后宮頸病灶血流不豐富，顯示為無分支或點狀血流（圖1C），以Ⅰ級血流為主，顯示率為 84.85%（56/66），Ⅲ級血流顯示率為0。3D-CPA半定量分析結(jié)果見表1。

圖1 3D-CPA血流分析

表1 放療前、中、后宮頸癌內(nèi)血管的分級變化（n）

2.2 定量分析結(jié)果

2.2.1 宮頸癌血流RI：RI在放療后比放療中、放療前升高有統(tǒng)計學(xué)意義（P＆lt;0.05），放療中比放療前差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＆gt;0.05）。RI定量分析結(jié)果，見表2。

表2 放療前、中、后宮頸癌內(nèi)血流RI的變化

2.2.2 宮頸癌VI：VI在放療后比放療中、放療前降低有統(tǒng)計學(xué)意義（P＆lt;0.05），放療中比放療前也降低有統(tǒng)計學(xué)意義（P＆lt;0.05）。VI定量分析結(jié)果，見表3。

3 討論

隨著治療新技術(shù)的發(fā)展，多組臨床研究顯示同步放療能夠減少宮頸癌局部復(fù)發(fā)及遠處轉(zhuǎn)移，為提高治愈率及生存率開辟了新途徑，效果顯著［6］。3D-CPA將空間定位與多普勒信號相結(jié)合，以三維方式立體顯示臟器及病變的血流，是一種新的評價活體組織結(jié)構(gòu)血流的無創(chuàng)性技術(shù)，適用于宮頸癌的診治檢測。宮頸癌有豐富的血供，血管走行雜亂，發(fā)出多支向間質(zhì)浸潤。既往文獻報道，3D-CPA能完善地顯示宮頸癌放療前后的血管樹或血管網(wǎng)［7，8］。

表3 放療前、中、后宮頸癌VI的變化（條/cm3）

經(jīng)陰道3D-CPA能直觀、清晰地顯示宮頸癌放療不同時期的血流分級差異：（1）放療前血流顯示以Ⅲ級為主，顯示率為83.33%（55/66）。因為腫瘤的生長依賴于新生血管的形成，新生的血管網(wǎng)為腫瘤的生長提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而保證了腫瘤細胞的快速增殖和浸潤轉(zhuǎn)移［9］。（2）放療中期，病灶血流顯示明顯較放療前稀疏，以Ⅱ級血流為主，顯示率為75.76%（50/66）。主要原因是放射線可以抑制腫瘤細胞的分裂，代謝降低，從而分泌腫瘤血管生成因子也減少，血管生成減少。（3）放療結(jié)束后，病灶多數(shù)顯示不清，血流不豐富，以Ⅰ級血流為主，顯示率為84.85%（56/66），是因為放療對腫瘤病灶的微循環(huán)進行了進一步的破壞，同時也加速了腫瘤組織的變性壞死，使病灶縮小或消失。

本組研究中，宮頸癌RI值放療后較放療前、放療中升高。在放療前宮頸癌新生血管缺乏中層平滑肌，僅襯有內(nèi)皮細胞，同時血管床中出現(xiàn)動靜脈短路［10］。這些變化是造成血管高速低阻力頻譜的血管病理學(xué)基礎(chǔ)。放療抑制了管壁不健全的血管新生，同時還會引起腫瘤內(nèi)中小動脈血管內(nèi)膜及周圍炎，使血管狹窄或閉鎖，甚至血栓形成，這使宮頸癌血流阻力指數(shù)大大增加。

放療損傷毛細血管，竇狀血管和小動脈，這些改變破壞了腫瘤組織的微循環(huán)，從而導(dǎo)致腫瘤組織變性壞死，使腫瘤縮小或消失。由于血管內(nèi)皮細胞放射損傷出現(xiàn)得早，故腫瘤血供減少較腫瘤縮小出現(xiàn)得早［11］。本組研究中VI值在放療前、中、后均降低，主要是因為在腫瘤體積未明顯縮小的時候，腫瘤的血供已經(jīng)顯著減少，因此VI值（血管容積/腫瘤體積）會降低。另一方面，李平等［12］在前期研究中已經(jīng)證實VI值與宮頸癌微血管密度具有正相關(guān)性，能夠反映宮頸癌的新生血管情況。因此，VI值降低反映了新生血管的減少，進一步反映了放療效果。

對于大多數(shù)宮頸癌，由于其病灶突出于宮頸外口到陰道內(nèi)，因此腔內(nèi)照射受阻，故先采用腔外照射，當(dāng)放療劑量達30 Gy時，腫瘤體積會有不同程度的縮小，此時再采用腔內(nèi)照射。本研究選取采用腔內(nèi)放射前作為放療中期進行評估，VI值在放療前與放療中的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，而RI值不具有統(tǒng)計學(xué)意義，可見VI值在放療早期較RI值的變化更為敏感。因為RI值的測量是在某個掃查切面內(nèi)完成的，反映的只是某個血管的阻力指數(shù)，盡管多次測量，但代表的血管具有局限性；而VI值反映的是整個病灶內(nèi)的血流情況，范圍更加全面，因此更能代表病灶整體特點。放療中期以后，繼續(xù)體外照射的同時加用了腔內(nèi)照射，這樣使照射劑量明顯加大，同時因為腔內(nèi)照射更加接近病灶部位，使放療效果加倍，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)血供減少或消失。因此，RI值與VI值在放療中與放療后的改變均具有統(tǒng)計學(xué)意義。

綜上所述，3D-CPA與CDFI均可以評估宮頸癌放療療效，但3D-CPA能較好地顯示宮頸浸潤癌放療前、后的血流分級情況，對于放療早期療效的評估比CDFI更為敏感，可作為評估宮頸癌放療療效的有效指標(biāo)。

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