磁共振表觀擴(kuò)散系數(shù)對肝轉(zhuǎn)移瘤化療效果的預(yù)測價(jià)值

王建輝, 王明文, 萬 華, 王 磊

(1. 遼寧省營口開發(fā)區(qū)中心醫(yī)院 磁共振科, 遼寧 營口, 115007;2. 河北醫(yī)科大學(xué), 河北 石家莊, 050017)

磁共振表觀擴(kuò)散系數(shù)對肝轉(zhuǎn)移瘤化療效果的預(yù)測價(jià)值

王建輝1, 王明文1, 萬 華1, 王 磊2

(1. 遼寧省營口開發(fā)區(qū)中心醫(yī)院 磁共振科, 遼寧 營口, 115007;2. 河北醫(yī)科大學(xué), 河北 石家莊, 050017)

目的 探討磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)對肝轉(zhuǎn)移瘤化療療效的預(yù)測價(jià)值。方法 選取本院就診的胃腸道癌發(fā)生肝臟轉(zhuǎn)移的患者80例(轉(zhuǎn)移病灶148個(gè))，比較治療前、治療后2周和12周轉(zhuǎn)移瘤最大直徑，根據(jù)治療后12周腫瘤最大直徑變化分為有效組及無效組。比較有效組及無效組治療前、治療后2周和12周的ADC值。分析ADC值與腫瘤直徑的相關(guān)性。利用ROC曲線分析治療前ADC值和治療后2周ADC變化率用于預(yù)測患者對化療的效果。結(jié)果 治療前，有效組病灶的ADC值平均值顯著低于無效組(P=0.002); 在腫瘤ADC值的變化上，化療2周、12周后，有效組的ADC較化療前均顯著上升，而化療無效組的ADC則無顯著變化; 治療前ADC與腫瘤的直徑變化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)(r=-0.662,P=0.000); 治療后2周ADC變化率與腫瘤的直徑變化也呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.846,P=0.000)。ROC曲線結(jié)果表明，以治療前ADC值預(yù)測轉(zhuǎn)移瘤化療效果的AUC為0.914; 治療后2周ADC變化率預(yù)測轉(zhuǎn)移瘤的AUC為0.893; 二者聯(lián)用時(shí)對于轉(zhuǎn)移瘤化療評估的AUC為0.959。結(jié)論 化療前ADC值、治療后2周ADC值的變化率以及二者聯(lián)用在胃腸道癌肝轉(zhuǎn)移化療療效預(yù)測上有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

表觀擴(kuò)散系數(shù); 化療; 肝臟轉(zhuǎn)移瘤; 磁共振

腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤發(fā)生和發(fā)展過程中最危險(xiǎn)的階段，由于肝臟雙重血供和肝竇上皮細(xì)胞間隙等特點(diǎn)，腫瘤細(xì)胞易于侵入肝實(shí)質(zhì)，發(fā)生肝轉(zhuǎn)移。在惡性腫瘤的發(fā)展過程中有25%～50%的原發(fā)性惡性腫瘤轉(zhuǎn)移至肝臟，其中又以消化道腫瘤居多[1-2]。目前手術(shù)切除是治療腫瘤的主要手段，但單純手術(shù)切除的生存率較低[3-4], 易發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移[5]。且發(fā)生肝臟轉(zhuǎn)移的患者不適合手術(shù)治療，因此針對這些患者化療是最主要的治療方法，可以提高患者的生存率并有機(jī)會讓患者能夠適合手術(shù)[6-7]。臨床上對于化療療效的監(jiān)測主要通過CT/MRI等影像學(xué)方法測量腫瘤的大小，然而影像學(xué)成像方法測量腫瘤大小的改變往往晚于功能改變，因此難以用于早期化療療效的預(yù)測。彌散加權(quán)成像(DWI)是近年來發(fā)現(xiàn)的磁共振功能檢查方法，而表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)可以對DWI信號強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確的量化，使之有望能夠在腫瘤大小發(fā)生明顯改變之前評價(jià)化療療效。DWI作為一種新的評估腫瘤治療療效的方法雖然已經(jīng)開始在臨床應(yīng)用[8], 但對其研究還較少，其對化療治療療效的預(yù)測效果尚不明確。本研究探討治療早期ADC值以及治療后2周ADC值的變化率是否可以作為肝轉(zhuǎn)移瘤患者遠(yuǎn)期化療結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取2013年1月—2016年1月在本院進(jìn)行治療的胃腸道癌肝臟轉(zhuǎn)移患者80例，其中男46例，女34例，年齡40～70歲，平均55.7±6.8歲。所有80例患者中胃癌患者有28例(52個(gè)轉(zhuǎn)移病灶)，結(jié)直腸癌52例(96個(gè)轉(zhuǎn)移病灶)，共148個(gè)轉(zhuǎn)移病灶納入本研究。

1.2 檢查方法

采用美國GE1.5T HDX超導(dǎo)磁共振進(jìn)行檢測，患者采取仰臥位使上腹部位于線圈內(nèi)部?；颊甙凑蔗t(yī)生引導(dǎo)均勻呼吸，定位線至于劍突水平。常規(guī)檢查包括呼吸門控壓脂軸位T2W1和軸位T1W1, 冠狀位T2W1和彌散加權(quán)成像(DWI)及增強(qiáng)掃描。所有圖像生成后傳輸至處理工作站, ADC圖自動(dòng)由其軟件生成。對DWI掃描結(jié)果進(jìn)行分析生成ADC值，由2名醫(yī)師在未知化療情況下閱片，并進(jìn)行評估。

1.3 治療方案

所有入選患者均采取化學(xué)治療，具體方案(LV5FU2方案)如下; CF 200 mg/m2靜推，第1、2天; 5-FU 400 mg/m2靜推，第1、2天; 5-FU 600 mg/m2靜推，第1、2天，每2周重復(fù)1次。

1.4 腫瘤化療療效的評估

以化療12周后腫瘤大小(最大直徑)為結(jié)果，且測量在治療結(jié)束1周內(nèi)完成。病灶消失或最大直徑之和減少>30%為化療有效，否則為無效。

1.5 觀察指標(biāo)

分別測量治療前、治療后2周和治療后12周轉(zhuǎn)移瘤最大直徑，根據(jù)治療后12周腫瘤最大直徑，分為有效組及無效組。分別檢測并比較有效組及無效組治療前、治療后2周和治療后12周的ADC值。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組間差異采用t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。采用Pearson相關(guān)性分析，對ADC值變化與轉(zhuǎn)移瘤直徑變化之間的相關(guān)性做出分析。采用ROC曲線分析治療前ADC以及治療后2周ADC變化率用于預(yù)測轉(zhuǎn)移瘤對化療療效的預(yù)測價(jià)值。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 有效及無效組一般臨床資料的比較

在80例胃腸道癌患者的148的轉(zhuǎn)移病灶中，發(fā)生于肝左葉的病灶有26個(gè)(17.5%), 肝右葉的病灶有122個(gè)(82.4%)。其中化療后有效的病灶有65個(gè)(43.9%), 無效的病灶有83個(gè)(56.1%)。化療有效組平均年齡為56.3±6.2歲，化療無效組患者的平均年齡為57.9±6.4歲，兩者比較無顯著差異(P>0.05)?；熐?組腫瘤最大直徑均無顯著差異(P>0.05); 化療2周后，有效組的腫瘤直徑小于無效組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05); 而化療12周后，有效組腫瘤最大直徑顯著小于無效組(P<0.05), 見表1。

表1 化療有效及無效組治療前后腫瘤最大直徑的比較

與有效組比較, *P<0.05。

2.2 有效組和無效組ADC值的變化

治療前，無效組ADC值顯著高于有效組(P<0.05); 治療2周和12周后，有效組ADC值顯著升高，無效組無顯著差異。有效組治療后2周和12周的ADC值增加值百分比分別為6.08%和20.0%, 而無效組無明顯變化。見表2。

表2 化療有效組和無效組治療前后ADC值變化 ×10-3mm2/s

與治療前比較, *P<0.05; 與無效組比較, #P<0.05。

2.3 ADC值與腫瘤直徑變化的關(guān)系

采用Pearson相關(guān)性分析，選擇治療前以及治療后2周這兩個(gè)具有潛在診斷價(jià)值的時(shí)間點(diǎn)，對其與腫瘤直徑變化的相關(guān)性分析，治療前ADC與腫瘤的直徑變化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)(r=-0.662,P=0.000); 治療后2周ADC增加率與腫瘤的直徑變化也呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.846,P=0.000)。見表3、圖1、圖2。

2.4 治療前ADC值、治療后2周ADC增加率

以及二者聯(lián)用對評價(jià)化療有效的ROC曲線分析

由ROC曲線分析可知，治療前、治療后2周ADC變化率以及二者聯(lián)用的曲線下面積顯示其均有較高的診斷效能，其中以二者聯(lián)用的AUC值最高。見表4、圖3。

表3 化療后12周腫瘤最大直徑減少百分比與化療前ADC值、化療2周后ADC增加百分比相關(guān)性

圖1 化療后12周腫瘤最大直徑減少百分比與化療前ADC的相關(guān)性

圖2 化療后12周腫瘤最大直徑減少百分比與化療后2周ADC增加率的相關(guān)性

表4 治療前ADC值、治療后2周ADC增加率以及二者聯(lián)用對評價(jià)化療有效的ROC曲線分析

圖3 ROC曲線(A.治療前的ADC值;B.治療后2周的ADC變化率;C.二者聯(lián)用)

3 討 論

肝臟轉(zhuǎn)移瘤來自于胃腸道癌等其他部位的腫瘤，約有60%的胃腸道惡性腫瘤可發(fā)生腫瘤肝轉(zhuǎn)移，這同時(shí)也是消化道腫瘤的常見死亡因素。雖然手術(shù)切除是治療腫瘤的有效治療方法，但肝轉(zhuǎn)移瘤患者適應(yīng)手術(shù)切除的比例很少，僅占15%[9-10], 因此化學(xué)治療是不能適應(yīng)手術(shù)切除患者的重要治療手段。有研究[11-12]表明，有效的化學(xué)治療可以顯著降低轉(zhuǎn)移瘤大小，使患者具備手術(shù)條件，從而延長患者的生存期。然而由于個(gè)體差異，有些患者可能對化療無效，如果能夠在早期預(yù)測到化療對患者是否有效，就能夠及時(shí)調(diào)整治療方案，減少化療藥物對于病人的傷害。DWI是近年來發(fā)現(xiàn)能夠評估腫瘤治療療效的檢測方法, ADC是用于衡量DWI強(qiáng)度的指標(biāo)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[13]表明化療前ADC值與治療結(jié)果有效與否有著很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)，提示其有希望用于早期預(yù)測化療療效的指標(biāo)。同時(shí)，在化療進(jìn)行的過程中，如果可以在早期運(yùn)用化療后ADC變化率對化療療效進(jìn)行及時(shí)反饋，也可幫助醫(yī)護(hù)人員決定是否對治療不敏感的患者進(jìn)行進(jìn)一步化療。因此本研究選取了化療前ADC值以及化療后2周ADC變化率這兩個(gè)指標(biāo)，研究二者在單用以及聯(lián)合應(yīng)用時(shí)是否有希望成為遠(yuǎn)期化療效果的預(yù)測指標(biāo)，通過本研究可以有助于醫(yī)護(hù)人員避免對化療不敏感患者進(jìn)行病人不必要的治療。

本研究結(jié)果顯示，治療前和治療后2周有效組和無效組患者轉(zhuǎn)移瘤大小無顯著性差異，而治療12周后有效組轉(zhuǎn)移瘤最大直徑顯著小于無效組(P<0.05), 說明化療僅對部分患者具有有效性，而對另一部分患者效果不明顯。然而治療前轉(zhuǎn)移瘤的最大直徑與治療后的腫瘤直徑減小百分比無相關(guān)性，該結(jié)果說明病灶的大小與化療療效無關(guān)。

ADC值是DWI技術(shù)中用以反映組織中水分子擴(kuò)散特性的指標(biāo)，可間接反映局部組織細(xì)胞密度，新生血管數(shù)量及其血管化程度，基質(zhì)含量及細(xì)胞膜完整性等生理病理學(xué)特征。對于腫瘤而言，高ADC值常表明該部位水分子活動(dòng)度大，常常是由于腫瘤組織壞死、液化所導(dǎo)致的。由于該部位組織壞死后缺少必要的血供，組織灌注量低，化療后藥物常無法通過血管輸送到該部位，且壞死部位周圍組織含氧量也相對較低，新陳代謝緩慢，共同導(dǎo)致了患者對于化療不敏感。相反的，低ADC值表示該部位水分子活動(dòng)度小，常由于腫瘤細(xì)胞過度增殖所致。因?yàn)樵趽碛谐浞盅?、養(yǎng)料的條件下，腫瘤過度增殖使細(xì)胞外基質(zhì)大大減少，從而限制了水分子在其中的活動(dòng)，在這種情況下予以化療，藥物可以有效的經(jīng)過腫瘤的新生血管進(jìn)入瘤體內(nèi)部對其進(jìn)行殺傷[14]。本實(shí)驗(yàn)中化療前無效組ADC值顯著高于有效組ADC值，而治療前的ADC值與轉(zhuǎn)移瘤直徑減小百分比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，該結(jié)果說明化療前ADC值與化療療效有關(guān)，化療前ADC值大說明患者肝臟轉(zhuǎn)移瘤可能對化療無效，提示其有希望成為預(yù)測化療遠(yuǎn)期結(jié)果的有效指標(biāo)。通過對其進(jìn)行ROC曲線分析，作者發(fā)現(xiàn)，早期ADC值用于預(yù)測化療效果的AUC為0.914, 具有較高的敏感性和特異性(85.1%、87.7%), 具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

在對病人進(jìn)行化療后，臨床上常用18F-FDG PET的方法來對化療藥物的療效進(jìn)行早期評估。但是，由于該技術(shù)操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴以及X線輻射等缺點(diǎn)限制了其大規(guī)模使用[8]。因此，本研究中采用化療后早期ADC的變化率來評估化療是否對腫瘤組織的生長起到了抑制作用，并通過此指標(biāo)來對化療遠(yuǎn)期療效進(jìn)行評估。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，化療后早期ADC變化率和腫瘤最大直徑的下降率呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)，這與研究報(bào)道ADC值在乳腺癌等癌癥中變化結(jié)果相一致[17]; 同時(shí), ROC曲線也顯示化療后2周ADC變化率的AUC為0.893, 敏感性以及特異性分別為83.1%、97.7%, 說明其也具有成為預(yù)測指標(biāo)的潛能。

在此基礎(chǔ)上，作者對二者聯(lián)用后的診斷效能進(jìn)行了評估，發(fā)現(xiàn)聯(lián)用后其診斷效能有較大的提高，這說明在實(shí)際的操作過程中，一次的ADC值的檢測對于化療遠(yuǎn)期療效的評估是不足的，若可以聯(lián)合化療后合適的時(shí)間段內(nèi)ADC的變化率對遠(yuǎn)期效果的評估具有更高的準(zhǔn)確性。

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Value of magnetic resonance apparent diffusion coefficient in predicting chemotherapy efficacy for patients with metastatic tumor of liver

WANG Jianhui1, WANG Mingwen1, WAN Hua1, WANG Lei2

(1.DepartmentofMagneticResonance,CentralHospitalofDevelopmentDistrict,Yingkou,Liaoning, 115007; 2.HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang,Hebei, 050017)

Objective To explore the predictive value of diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWI) and apparent diffusion coefficients (ADC) in chemotherapy for patients with metastatic tumor of liver. Methods Eighty patients (with 148 lesions) with gastrointestinal hepatic metastases were enrolled. The maximum diameters of the metastases tumor were compared before and after the treatment, and patients were divided into sensitive group and ineffective group according to the tumor diameter. Correlation between the ADC value and the diameter was analyzed, and the ROC curve was drawn to predict the sensitivity and specificity of the therapy. Results The maximum diameter of the tumor was similar in the two groups, and the ADC value of the sensitive group was significantly less than the ineffective group before treatment (P=0.000). In the aspect of ADC, the ADC value increased significantly in the sensitive group after 2 weeks or 12 weeks of treatment. The ADC value before treatment had negative correlation with the change of the diameter of the tumor(r=-0.662,P=0.000), and the change of ADC value after two weeks of treatment had negative correlation with the change of the diameter of the tumor as well(r=-0.846,P=0.000). The AUC value for ADC before treatment was 0.914. The AUC value for the changing rate of ADC after two weeks of treatment was 0.893. In combination of the ADC value before and after two weeks of treatment, the AUC increased significantly. Conclusion The ADC value before treatment, the change of ADC value after two weeks of treatment and collaborative assessment has favorable effective functions for the forecast of the chemotherapy effect on patients with colorectal and gastric cancer.

ADC; chemotherapy; liver metastasis; magnetic resonance

2016-11-18

國家自然科學(xué)基金(81202401)

R 735.7

A

1672-2353(2017)03-118-05

10.7619/jcmp.201703036