MRI小視野IVIM-DWI技術(shù)對鼻咽癌分期的初步探討

黃琬云， 龍莉玲， 趙妍， 曹迪

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·頭頸部影像學(xué)·

MRI小視野IVIM-DWI技術(shù)對鼻咽癌分期的初步探討

黃琬云， 龍莉玲， 趙妍， 曹迪

目的：探討MRI小視野基于體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(IVIM)擴(kuò)散加權(quán)成像在鼻咽癌分期中的應(yīng)用。方法：搜集經(jīng)病理證實(shí)的53例未分化非角化型鼻咽癌首診患者，并對患者進(jìn)行分期(中國2008分期)，治療前行MRI常規(guī)序列及小視野IVIM-DWI序列掃描。結(jié)果：ADCstand值、ADCslow值及ADCfast值在不同T分期之間存在顯著差異。ADCslow值在不同N分期之間存在顯著差異(P<0.05)。T分期與ADCstand值(r=-0.580,P=0.000)及ADCslow值(r=-0.468,P=0.000)呈負(fù)相關(guān)，與ADCfast值(r=0.406,P=0.000)呈正相關(guān)。N分期與ADCslow值呈負(fù)相關(guān)(r=-0.502,P=0.000)。結(jié)論：小視野IVIM-DWI參數(shù)可能對鼻咽癌T、N分期具有一定的指導(dǎo)意義。

鼻咽癌； 分期； 磁共振成像； 擴(kuò)散加權(quán)成像； 體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)是我國南方地區(qū)常見惡性腫瘤之一，準(zhǔn)確的臨床分期關(guān)系治療方案的制定及預(yù)后的判斷。對于NPC的分期在單指數(shù)擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)的應(yīng)用中尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一些研究表明，ADC值與NPCT分期呈正相關(guān)，對NPC分期評(píng)估有較高應(yīng)用價(jià)值[1]。然而，于小平等[2]利用DWI對94例NPC患者研究表明ADC值難以區(qū)分不同T分期NPC之間在水分子擴(kuò)散方面的差別。近年來，在DWI基礎(chǔ)上，根據(jù)雙指數(shù)模型理論所提出的IVIM-DWI，可以在體素水平分離出“擴(kuò)散”和“灌注”兩種因素[3]，在NPC診斷及分期領(lǐng)域也獲得了關(guān)注[4-6]。本研究重點(diǎn)分析小視野IVIM-DWI各參數(shù)值與不同分期NPC之間的相關(guān)性，旨在探討MRI小視野IVIM-DWI對不同分期NPC的評(píng)估價(jià)值。

材料與方法

1 一般資料

搜集2015年3月-8月在本院行MRI檢查的未分化非角化型 NPC患者58例，其中5例因圖像質(zhì)量不佳被排除，最后53例患者符合條件，年齡29～74歲，平均(51±12)歲，其中男38例，女15例。所有研究對象均在接受MRI檢查前經(jīng)病理診斷為未分化非角化型NPC，并對患者進(jìn)行分期(中國2008分期)，且為未接受過任何治療的初診患者。

2.設(shè)備及掃描方法

所有患者均依次行常規(guī)平掃、小視野IVIM-DWI和增強(qiáng)MR檢查，采用GE 750 3.0TMR掃描儀和頭頸聯(lián)合線圈，患者取仰臥位。小視野IVIM-DWI采用2D選擇性激勵(lì)射頻技術(shù)行鼻咽部橫軸面掃描，TR 3000 ms，TE minimum，縮小相位編碼方向上的視野，視野24 cm×7.2 cm，矩陣256×129，層厚3 mm，層間距0.3 mm，1次掃描10個(gè)b值(b=0,30,50,80,100,150,200,300,500和800 s/mm2)。

表1　IVIM-DWI各參數(shù)與患者T、N及M分期特征的關(guān)系　(×10-3mm2/s)

3.圖像分析

在DW4.6工作站上，采用Functool-MADC軟件進(jìn)行后處理。結(jié)合橫軸面T2圖像，在ADC圖上選取病灶最大層面，手動(dòng)繪制興趣區(qū)(ROI)，盡量避開囊變、壞死區(qū)。分別記錄標(biāo)準(zhǔn)ADC值(ADCstand)，慢速ADC值(ADCslow)，快速ADC值(ADCfast)，快速擴(kuò)散分?jǐn)?shù)(f)，每個(gè)病灶測量3次取平均值。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié)　果

1.53例NPC患者的分期情況

T1期9例，T2期9例，T3期24例，T4期11例；N0期7例，N1期19例，N2期19例，N3期8例；M0期51例，M1期2例。

2.NPC患者不同T、N及M分期之間IVIM-DWI各參數(shù)值的比較

ADCstand值、ADCslow值及ADCfast值在不同T分期之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。ADCslow值在不同N分期之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表1)。

3.NPC患者不同分期與IVIM-DWI各參數(shù)值相關(guān)性分析(表2)

T分期與ADCstand值(r=-0.580，P=0.000)及ADCslow值(r=-0.468，P=0.000)呈中度負(fù)相關(guān)，與ADCfast值(r=0.406,P=0.000)呈中度正相關(guān)(圖1～4)；N分期與ADCslow值(r=-0.502，P=0.000)呈中度負(fù)相關(guān)；f值與T、N分期無明顯相關(guān)性(表2)。M分期與IVIM-DWI各參數(shù)值之間均無相關(guān)性。

表2　NPC患者T、N及M分期與 IVIM-DWI各參數(shù)的相關(guān)性

討　論

1.DWI單指數(shù)模型和雙指數(shù)模型在NPC分期中的比較和應(yīng)用

磁共振DWI可反映水分子隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)情況，能在細(xì)胞水平評(píng)估組織結(jié)構(gòu)和病理改變，也有研究證實(shí)了DWI序列得到的ADC值在NPC診斷及治療中具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值[1]。但通過研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)DWI與b值之間的單指數(shù)模型計(jì)算出的ADC值不能完全體現(xiàn)組織生理學(xué)行為，毛細(xì)血管內(nèi)血液微循環(huán)無規(guī)律灌注所致的"假擴(kuò)散"也對ADC值有影響?；陔p指數(shù)模型的IVIM-DWI相比于常規(guī)DWI可在不需要對比劑的條件下，分別得到反映組織真實(shí)水分子擴(kuò)散的純擴(kuò)散系數(shù)及微血管灌注情況的灌注系數(shù)[7]。梁玉玉等[8]分別利用單指數(shù)和雙指數(shù)模型ADC值對乳腺癌的診斷效能進(jìn)行比較，結(jié)果得出與傳統(tǒng)ADC值相比，雙指數(shù)模型ADCslow值診斷的敏感度、特異度及符合率均有提高。這也說明了雙指數(shù)模型的診斷效能比單指數(shù)模型DWI高。其中，ADCstandard值為標(biāo)準(zhǔn)表觀擴(kuò)散值，即是應(yīng)用單指數(shù)模型所計(jì)算得出的ADC值；ADCslow值為單純擴(kuò)散系數(shù)；ADCfast值假擴(kuò)散系數(shù)，即代表灌注相關(guān)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；f值為灌注分?jǐn)?shù)，代表ADCfast值在組織中所占比例。

在本研究中，NPC的T分期與ADCstand值、ADCslow值呈負(fù)相關(guān)，與ADCfast值呈正相關(guān)，且不同分期的NPC的ADCstand值、ADCslow值及ADCfast值之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。表明了隨著T分期的增高，ADCstand值、ADCslow值降低，ADCfast值增高。筆者推測，這是由于隨著T分期的增高，腫瘤的侵襲性越強(qiáng)，腫瘤代謝越快，有絲分裂加快細(xì)胞外間隙減小，周圍水分子擴(kuò)散能力更加受限，因此ADCslow值降低；與此同時(shí)，隨著腫瘤需要更多新生血管為其提供能量，從而病變部位灌注增強(qiáng)，導(dǎo)致ADCfast值增高。有研究表明，絕大部分惡性腫瘤的ADC值顯著低于良性腫瘤及腫瘤樣病變，而且，細(xì)胞分化程度越低及惡性程度越高的腫瘤，其ADC值越低。并且，由于IVIM DWI在計(jì)算ADCslow值時(shí)剔除了灌注的影響，因此ADCslow值通常低于ADCstand值[9]。在張水興等[10]的研究中，NPC與NPH鑒別的最佳ADCslow值閾值也低于鼻咽部傳統(tǒng)DWI得出的ADC良惡性病變鑒別值。

ADCslow值在不同N分期之間也存在顯著差異，且與N分期呈中度負(fù)相關(guān)。有研究表明ADC值與肺癌的N分期呈負(fù)相關(guān)。提示了ADCslow值對于NPC治療方式的選擇和生存期有重要的提示意義。

本研究未發(fā)現(xiàn)IVIM-DWI各參數(shù)值與M分期之間存在相關(guān)性，其原因可能與M1組病例較少有關(guān)。

2.b值的選擇

研究表明微循環(huán)的灌注效應(yīng)對所測擴(kuò)散系數(shù)的影響與擴(kuò)散敏感因子b值的大小密切相關(guān)，b值越低，圖像質(zhì)量越高，上述影響越大[11]；b值越高，越能測出組織細(xì)胞真正的水分子擴(kuò)散值。但是圖像的信噪比(SNR)也會(huì)隨著b值的增高而逐漸降低，b值越高，信噪比越低，圖像質(zhì)量越差，尤其當(dāng)b值≥1000 s/mm2時(shí)。因此，根據(jù)圖像質(zhì)量并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[5-6,10]，本研究選取0,30,50,80,100,150,200,300,500和800 s/mm2共10個(gè)b值。

3.小視野技術(shù)的應(yīng)用

鼻咽部解剖結(jié)構(gòu)特殊，易受到氣體、顱底骨質(zhì)、軟組織等交界區(qū)信號(hào)差異及吞咽、呼吸、大血管搏動(dòng)等因素影響導(dǎo)致圖像變形失真。常規(guī)全視野成像(fFOV)利用單次激發(fā)平面回波序列(SS-EPI)易產(chǎn)生磁敏感相關(guān)偽影致圖像變形[12]，這都將會(huì)影響疾病診斷及病情評(píng)估。尤其在高場情況下，偽影及圖像變形更嚴(yán)重，以至無法檢出小病灶[13-14]。因此，在鼻咽部的MRI檢查中，降低磁敏感偽影、減輕圖像變形程度是非常必要的。小視野技術(shù)(rFOV)利用2D選擇性激勵(lì)射頻(2D-RF)技術(shù)僅激發(fā)小范圍的興趣區(qū)，縮短讀出時(shí)間，采用較短的回波鏈、較短回波時(shí)間(TE)來進(jìn)行成像，去除偽影，可獲得較高質(zhì)量和分辨率的圖像。Wilmes等[14]研究認(rèn)為rFOV DWI高空間分辨力的特點(diǎn)所得到的ADC值比傳統(tǒng)的SS-EPI DWI的ADC值更加準(zhǔn)確，在乳腺癌新輔助化療中有更大的價(jià)值。目前rFOV技術(shù)還被應(yīng)用于胰腺[12]、腦部[13]、乳腺[14-15]、胃部[16]等領(lǐng)域，這些研究表明了與fFOV DWI相比，rFOV DWI圖像空間分辨力更高、圖像變形程度更輕，可更清晰地顯示病灶形態(tài)及邊界，幫助檢出小病灶。這說明通過rFOV技術(shù)所測得的ADC值可能更具準(zhǔn)確性，這對患者病情的評(píng)估有一定的意義。但是由于本研究病例數(shù)尚少，且沒有將rFOV IVIM-DWI圖像和fFOV IVIM-DWI圖像進(jìn)行對比研究，結(jié)果亦可能存在偏倚，所以仍需在未來的研究中進(jìn)一步論證。

4.不足之處

在本研究中，ADCstand值、ADCslow值及ADCfast值對不同T分期NPC具有一定意義；未發(fā)現(xiàn)f值與T分期之間存在相關(guān)性，其反映血管灌注狀態(tài)的臨床意義仍需進(jìn)一步明確。本研究也存在一些不足，比如該研究的樣本量較少，而且本研究采取的是手動(dòng)繪制ROI，這樣所取得的數(shù)值會(huì)有所偏倚；仍需在以后的研究中進(jìn)一步總結(jié)。

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Preliminary study with reduced field-of-view IVIM-DWI MRI technique in the staging of nasopharyngeal carcinoma

HUANG Wan-yun,LONG Li-ling,ZHAO Yan，et al.

Department of Radiology，the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University,Nanning 530021,China

Objective:To study the application of reduced field-of-view (rFOV) with intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging (IVIM-DWI) in the staging of nasopharyngeal carcinoma (NPC).Methods:Fifty-three patients with pathology proven undifferentiated non-keratinizing type NPC were recruited,using Chinese 2008 staging system for staging.Routine MRI and rFOV IVIM-DWI were performed before treatment.Results:The values of ADCstand、ADCslowand ADCfastshowed significant differences in different T stages.ADCslowshowed significant differences in different N stages (P<0.05).The T staging showed negative correlation with ADCstandard (r=-0.580,P=0.000) and ADCslow(r=-0.468,P=0.000),yet showed positive correlation with ADCfast(r=0.406,P=0.000).The N staging showed negative correlation with ADCslow(r=-0.502,P=0.000).Conclusion:The parameters assessed on rFOV IVIM-DWI might be useful for T,N staging of NPC.

Nasopharyngeal neoplasms; Stage; Magnetic resonance imaging; Diffusion weighted imaging; Intravoxel incoherent motion

530021南寧，廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科

黃琬云(1989-)，女，廣西南寧人，碩士，住院醫(yī)師，主要從事腹部與神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷工作。

龍莉玲，E-mail：cjr.longliling@vip.163.com

R445.2； R739.63

A

1000-0313(2016)07-0604-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.07.007

2016-02-24)