DWMRI對周圍型非小細胞癌放化療療效的評估作用

趙 宏， 張專昌

(青島市市立醫(yī)院東院區(qū)放射科， 山東 青島 266071)

肺癌是世界上發(fā)病率和死亡率較高的一種腫瘤，嚴重威脅著人類的生命健康。約80%以上的肺癌患者為周圍型非小細胞癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)[1]。NSCLC發(fā)病隱匿，三分之二的患者就診時已處于癌癥中晚期，因此，放化療綜合療法成為治療NSCLC的主要手段[2]。對早期癌癥的診斷以及對癌癥的分期治療成為提高NSCLC患者生存率與生活質(zhì)量的關(guān)鍵。而NSCLC療效評價和預后判斷常常通過計算機斷層掃描(computed tomography，CT)、正電子發(fā)射體層成像技術(shù)(positron emission tomography，PET)等影像學檢查完成，但是CT、PET等成像技術(shù)對于形態(tài)不典型的結(jié)節(jié)難以鑒別，對于密度相近的中央型肺癌、肺不張難以區(qū)分，軟組織對比度較差，且存在輻射強、對患者身體損害大等缺陷[3]。磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted magnetic resonance imaging，DWMRI)是近幾年新發(fā)展起來的一種無創(chuàng)性、無輻射的技術(shù)，其通過測定組織中水分子的彌散運動反映組織中的生物特性及微觀特性。不同細胞結(jié)構(gòu)具有不同的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)，通過測量組織中的ADC值，從而確定不同的組織類型與特性[4-6]。本研究主要探究DWMRI對NSCLC的診斷意義，對放化療療效的評估價值，為臨床治療NSCLC提供更好的參考與理論依據(jù)，提高患者的預后與生存質(zhì)量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月～2019年1月于我院腫瘤科及呼吸科就診的NSCLC患者100例。納入標準：①卡氏評分≥70分；②影像學、病理學及細胞學等檢查確診為NSCLC；③首次接受三維適形調(diào)強放療，且無DWMRI和放化療禁忌；④患者及家屬同意參加本研究，并簽署知情同意書。排除標準：①合并有其他腫瘤患者；②患有嚴重心肺功能異常、免疫系統(tǒng)疾病者；③DWMRI檢查前患者使用其他介入療法；④不配合治療者。納入患者男59例，女41例，年齡36～79歲，平均年齡(61.27±11.18)歲。所有患者均經(jīng)過穿刺與支氣管鏡活檢，其中鱗癌41例，腺癌27例，鱗腺癌32例。根據(jù)2016年國際肺癌研究協(xié)會第八版國際肺癌TNM分期標準[7]進行分級：T1期43例，T2期30例，T3期22例，T4期5例；N0期15例，N1期19例，N2期29例，N3期37例；M0期68例，M1其32例，肝轉(zhuǎn)移2例，腦轉(zhuǎn)移1例，肺內(nèi)轉(zhuǎn)移2例，TNM Ⅲ期52例，TNM Ⅳ期18例。采用電話、門診、走訪等方式對患者進行36個月的隨訪。本研究通過我院倫理委員會批準。

1.2 儀器與方法

Sensation Open 40型CT掃描機、Avanto 1.5T型MRI掃描儀購自GE公司，Eclipse 8.9 三維適形放射治療計劃系統(tǒng)購自美國瓦里安公司。

1.3 MRI技術(shù)

應用Avanto 1.5T型MRI掃描儀，8通道體部相控陣線圈，患者腹部充盈，平靜狀態(tài)下仰臥，采用短而淺的呼吸動作，掃描序列含有軸位T1WI: TR 340 ms，TE 16.5 ms；心電門控FSE序列掃描冠狀位T2WI：TR 3380 ms，TE 103 ms。厚度 5 mm，間隔 90 ms，F(xiàn)OV 40 cm，掃描矩陣256 × 256。自由呼吸模式下采用DWMRI掃描，每次檢查采集的4個不同彌散敏感因子b值為0、600、800以及1000 s/mm2，共掃描得到240層圖像。

1.4 DWMRI圖像處理及ADC值計算

掃描后的數(shù)據(jù)使用Perfusion軟件進行制圖，然后在DWMRI圖像上觀察腫瘤的信號強度，分析腫瘤信號屬于哪種類型信號(高信號、稍高信號或無高信號)；融合b=0和b=600 s/mm2的DWMRI圖像，得到ADC圖，在ADC圖像上測量放療前后肺部原發(fā)灶、腫大淋巴結(jié)的ADC值。選擇腫瘤顯示最大最清楚的層面為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，盡可能將ROI選擇在ADC圖的同一區(qū)域。每個ROI重復測量3次，取其平均值為各個ROI的ADC值。

1.5 放療治療

全部患者采用三維適形調(diào)強放療，處方劑量46～66 Gy，平均劑量(52.68±8.29)Gy，單次劑量2.0～2.2 Gy，每日放療1次，每周5次。放療治療計劃由2名以上副主任醫(yī)生驗證符合放療標準后開始治療。

1.6 化療治療

放療過程中，患者給予紫杉醇(北京雙鷺藥業(yè)股份有限公司，國藥準字H20066640，規(guī)格 30 mg/支)135 mg/m2，d1；順鉑(齊魯制藥有限公司，國藥準字A20070002，規(guī)格 20 mg/支)25 mg/m2，d1～d3，進行靜脈滴注。21～28天為1個周期，第1周和第5周給予滴注。

1.7 療效評價

NSCLC近期療效評價采用RECIST標準1.1版[8]，療效分為4個等級：完全緩解(complete response，CR)：所有靶病灶完全消失；部分緩解(partial response，PR)：靶病灶最長徑之和與基線狀態(tài)比較至少減少30%；病灶進展(progressive disease，PD)：靶病灶最長徑之和同治療后最小靶病灶最長徑之和比較增加20%，甚至出現(xiàn)一個或多個全新病灶；病灶穩(wěn)定(stable disease，SD)：靶病灶介于PR和PD之間。

近期療效評價使用DWMRI高信號表達及消失情況作為療效評價的參考與補充。用Kaplan-Meier法推算無進展生存率，Cox回歸模型分析影響預后的多種因素。以ΔADC分析治療前后ADC值的變化。

1.8 統(tǒng)計學分析

2 結(jié)果

2.1 近期療效評價及預后

用CT與MRI圖像評價放療前后100例NSCLC患者的療效：CR組28例，PR組53例，NR組19例(PD 2例，SD 17例)，經(jīng)治療后有效率為81.00%。CR組和PR組患者1、2、3年無進展生存率分別為89.29%、46.42%、39.28%和56.60%、37.74%、33.97%，NR組患者最長生存期為11個月，至隨訪日已全部死亡，差異具有統(tǒng)計學意義，χ2=24.500，P=0.000，結(jié)果詳見圖1。

圖1 PR組、CR組及NR組生存曲線Survival curve of PR group, CR group and NR group

2.2 DWMRI高信號表達情況與預后

放療后肺癌原發(fā)灶DWMRI高信號消失35例，未消失65例；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者75例，未轉(zhuǎn)移者25例，淋巴結(jié)高信號完全消失者40例，未完全消失者35例；肺癌原發(fā)灶、淋巴結(jié)完全消失者18例，未完全消失者29例。兩組NSCLC患者1、2、3年無進展生存率分別為71.25%、34.52%、25.00%與35.64%、4.50%、4.50%，差異具有統(tǒng)計學意義，χ2=25.790，P=0.000，結(jié)果詳見圖2。

2.3 治療前后ADC值變化與治療反應

原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)放療前CR、PR、NR和ADC值逐漸升高，而ΔADC值逐漸降低，放療后治療效果CR組最優(yōu)，PR組優(yōu)于NR組，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。高信號完全消失組，原發(fā)灶放療前后ADC值均低于高信號部分消失組，而ΔADC值較高；轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)高信號完全消失組放療前后ADC值、ΔADC均高于高信號部分消失組，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，結(jié)果詳見表1。

圖2 DWMRI高信號完全消失組與未完全消失組生存曲線Survival curve of DWMRI high signal complete disappearance group and incomplete disappearance group

組別原發(fā)灶轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)療前ADC值療后ADC值ΔADC值療前ADC值療后ADC值ΔADC值CR組0.84±0.05-0.96±0.310.95±0.181.57±0.060.49±0.11PR組1.03±0.181.52±0.310.36±0.151.11±0.231.41±0.710.37±0.18NR組1.34±0.291.34±0.060.12±0.051.24±0.151.45±0.180.35±0.14Z42.0752.503124.12312.00310.4996.605P0.0000.0150.0000.0000.0000.002高信號完全消失組0.86±0.131.49±0.170.47±0.261.12±0.051.57±0.120.51±0.06高信號部分消失組1.14±0.061.35±0.080.33±0.151.15±0.071.16±0.100.39±0.02t-14.7355.6023.419-2.1554.27611.288P0.0000.0000.0010.0340.0000.000

2.4 DWMRI信號表達多因素預后分析

利用Cox回歸模型進行多因素預后分析，發(fā)現(xiàn)TNM分期及DWMRI為影響預后的主要因素，結(jié)果詳見表2。

表2 DWMRI信號表達多因素預后分析

3 討論

NSCLC作為我國最常見的惡性腫瘤之一，病死率居各種腫瘤之首。近年來其發(fā)病率呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，且大多數(shù)患者進行治療時已處于癌癥中晚期，造成患者較高的死亡率。對于NSCLC，如何做到早發(fā)現(xiàn)早治療成為近年來國內(nèi)外學者研究的重點。DWMRI是一種可以檢測活體組織中的水分子擴散運動，從水分子水平反映腫瘤早期改變的無創(chuàng)成像新技術(shù)[9,10]。機體內(nèi)水分子擴散主要包括細胞內(nèi)外、微循環(huán)以及跨膜運動等[11]，由于人體環(huán)境較為復雜，受到呼吸、心臟搏動、肢體移動等多種因素的影響，僅使用擴散系數(shù)不能充分說明水分子擴散運動的快慢，故臨床使用ADC來反映機體內(nèi)水分子運動的快慢[12]。某個區(qū)域內(nèi)水分子運動擴散越強，信號衰減越快，DWMRI圖像上信號強度越弱，此時ADC值較大。反之。機體內(nèi)水分子擴散運動越受限制，DWMRI圖像上顯示較強信號，ADC值則較小[13-15]。因此可通過測量NSCLC的ADC值的大小，分析病變位置，早期確定疾病類型，早治療，提高患者的生存率。目前，放化療是治療NSCLC的一種重要手段，其可以在局部控制腫瘤的變化[16]，通過DWMRI進行三維適形放療等手段進行準確的靶區(qū)勾畫既可以提高放療時的靶區(qū)劑量，又可以不損害周圍器官，故分析DWMRI對放化療的評估具有重要意義。

本研究中MRI和DWMRI結(jié)果顯示，NSCLC患者在治療前，原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)均呈現(xiàn)高表達，經(jīng)治療后部分患者原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)高表達現(xiàn)象消失，并且高信號完全消失患者預后明顯優(yōu)于高信號未完全消失者，生存率提高。提示NSCLC患者放化療后，DWMRI檢查呈現(xiàn)高表達者預后較差，所以DWMRI可以作為診斷NSCLC的一種技術(shù)手段[17]。DWMRI能夠在治療早期對患者進行準確的療效評價，進行臨床指導，調(diào)整改善NSCLC患者的治療方案。DWMRI通過對NSCLC患者機體內(nèi)環(huán)境進行檢測，對腫瘤的生理、病理變化進行分析，評價放化療治療的療效，預測腫瘤的變化。目前DWMRI在直腸癌、食管鱗狀細胞癌、宮頸癌[18-22]等腫瘤中作為重要的評價指標。

本研究結(jié)果顯示原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)放療前CR、PR、NR ADC值逐漸升高，而ΔADC值逐漸降低；高信號完全消失組，原發(fā)灶放療前后ADC值均低于高信號部分消失組，而ΔADC值較高；轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)高信號完全消失組放療前后ADC值、ΔADC均高于高信號部分消失組。提示ADC值是反映DWMRI信號表達的重要量化指標[23]，其可以提示NSCLC患者肺部病變的惡性程度，惡性腫瘤的分化程度以及其病理類型等。且在患者治療的不同階段，ADC值變化不一。黃夢娜等[24]研究表明ADC值在精原細胞瘤中較小，此時DWI分布為均勻高信號，在非精原細胞瘤中值則偏大，此時DWI呈現(xiàn)不均勻的高信號，ADC在精原細胞瘤鑒別中起著重要作用。胡啟云等[25]研究表明ADC值在術(shù)前評估早期宮頸癌的病理類型方面具有參考價值。李文等[26]報道ADC值與直腸癌分化程度、T分期具有緊密聯(lián)系，其可以在一定程度上反映直腸癌的病理與臨床分期。另有大量文獻報道ADC與胃癌、鼻咽癌、乳腺癌等[27-29]的診斷相關(guān)，故我們預測ADC值可以作為DWMRI的量化指標，其在評價NSCLC患者放化療療效中可發(fā)揮重要作用。Cox回歸模型分析發(fā)現(xiàn)TNM分期及DWMRI為影響預后的主要因素，再次肯定了DWMRI在評價NSCLC的診斷與放化療預后中的判斷作用。

綜上所述，DWMRI作為一種新型磁共振成像技術(shù)，其是診斷NSCLC與評價放化療預后的重要手段，可從分子水平評價病變程度、放化療效果以及患者預后，具有較大的潛力與發(fā)展應用前景。