3.0T磁共振彌散加權成像技術對食管癌精準放化療的效果預測和價值評估

李丁丁 鄭香 史利紅 付敬華 張文艷

食管癌屬于目前我國患病人數(shù)較多的消化道腫瘤疾病[1]，由于上述腫瘤疾病早期癥狀不顯著，大約有80%患者確診時已經(jīng)處于中晚期，導致失去了手術機會，故常選擇放療、化療[2,3]。其中放療以三維適形放療和調(diào)強放療較多見，其能精準勾畫靶區(qū)，合理制定放療計劃，從而達到殺滅腫瘤病灶的目的，而化療能有效增強放療敏感性，從而更有助于抑制腫瘤病灶轉移，不僅有助于縮小腫瘤病灶體積，還可在一定程度上減少放療劑量，對延長患者生存時間具有良好促進作用[4,5]。為評估放化療是否能達到預期效果，常需借助其他工具來判斷，以往常采取CT掃描來判斷，但有研究顯示，CT掃描無法全面反映腫瘤細胞殺滅、功能狀態(tài)改變情況，不能預測分子及細胞水平變化情況，故在進一步評估患者治療效果方面的作用不顯著[6]。隨著近些年醫(yī)學技術飛速發(fā)展，磁共振技術獲得顯著進步，其中磁共振彌散加權成像技術(difusion weighted imaging,DWI)能使視野由宏觀拓展至微觀，能基于腫瘤細胞水平獲取定量信息，并能反映形態(tài)學改變以及生理病理代謝改變情況[7]，對判斷腫瘤良惡性程度及評估療效具有良好指導意義。為探究3.0T磁共振DWI技術評估食管癌患者放化療效果的可行性，我院對行精準放化療食管癌患者實施上述影像學技術，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 經(jīng)醫(yī)學倫理委員會批準后施行研究，隨機抽取2018年1月至2019年8月我院72例食管癌患者(均施行精準放化療)為觀察對象，其中男44例，女28例；年齡54～75歲，平均(62.65±2.32)歲；病灶部位：食管上段18例，食管中段30例，食管下段24例；腫瘤類型：腺癌22例，鱗癌50例(低分化鱗癌7例，中分化鱗癌25例，高分化鱗癌18例)；臨床分期：Ⅰ期7例，Ⅱ期35例，Ⅲ期30例。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：①內(nèi)鏡活檢病理證確診為食管癌者；② 18～80歲；③符合放化療指征者；④患者或家屬簽署知情協(xié)議者；⑤既往無放化療史者。

1.2.2 排除標準：①存在放化療禁忌證者；②存在MRI、CT檢查禁忌證者；③合并重要臟器功能衰竭者；④精神障礙者；⑤無法耐受放化療者。

1.3 方法

1.3.1 放化療方法:使用飛利浦公司生產(chǎn)的三維適形放療系統(tǒng)施行放療，使用體摸固定患者，對其開展16排螺旋CT掃描，層厚5 mm，結合實際情況勾畫靶區(qū)，以食管病灶上下3 cm區(qū)域為臨床靶體積，隨后朝外擴大1 cm為計劃靶體積，使用6MV-X線能量開展三維適形調(diào)強放療，總劑量為60 Gy，2.0 Gy/次，5次/周，連續(xù)治療6周。同時，給予患者化療，于放療第1天予以化療，即給予患者135～175 mg/m2紫杉醇，此外，于放療第1～3天給予患者25 mg/m2順鉑，以3周為1個治療周期。

1.3.2 檢查方法:對72例食管癌均實施CT掃描、3.0T 磁共振DWI技術掃描，操作如下：①CT掃描：告知患者禁食6h以上，取仰臥位，雙臂上舉抱頭，屏氣后，使用飛利浦公司生產(chǎn)的CT機自患者下頸部至上腹部施行掃描，先行平掃再行增強掃描，給予患者注射100 ml非離子型造影劑，層厚為0.625 mm，層間距均為3 mm，掃描結束后，將所有圖像傳輸至后工作處理站，結合掃描圖像勾畫大體腫瘤靶區(qū)，并結合大體腫瘤靶區(qū)層面數(shù)計算病變長度。② 3.0T磁共振DWI技術掃描：告知患者禁食>6 h，取仰臥位，囑咐其放平雙臂，使用GE公司生產(chǎn)的3.0T磁共振掃描儀，先對患者施行常規(guī)T1WI(TR、TE分別為129 ms、2.46 ms，矩陣為256×256，F(xiàn)OV為285 mm×380 mm，層間隔為1 mm，層厚為5 mm，掃描47 s)、T2WI(TR、TE分別為1 800 ms、94 ms，矩陣為256×256，F(xiàn)OV為360 mm×270 mm，層間隔為1 mm，層厚為5 mm，掃描68 s)橫軸位掃描。然后對患者施行DWI掃描，使用單次激發(fā)SE-EPI序列,在掃描期間同時使用膈肌導航和脈搏門控技術，TR、TE分別為2 000 ms、73 ms，矩陣為128×128，F(xiàn)OV為380 mm×285 mm，層厚為5 mm，掃描349 s，b值分別取400、600、800 s/mm2計算表面彌散系數(shù)(ADC)值，選擇病變區(qū)T1WI、T2WI和DWI圖像顯示的高信號為標準，結合病變層數(shù)計算病變長度，計算3次，取平均值為食管癌病變長度。見圖1、2。

圖1 示測量一位確診為食管癌的66歲男性患者治療前ADC值為1.28×10-3mm2/s圖2 示同一患者接受放化療180 d后行磁共振檢查,測量同一部位的ADC值為1.66×10-3mm2/s

1.4 評估指標 以病理標本收縮比回推至實際病變長度為參照，對比兩檢查方法食管癌病變測量長度，并隨訪半年，對比ADC值。

1.5 療效標準[8]緩解：病灶長度縮短30%～100%，且時長超1個月；未緩解：病灶長度縮短<30%或增長>20%。復發(fā)：隨訪半年發(fā)現(xiàn)病灶增長>20%。

2 結果

2.1 2組食管癌病變測量長度比較 觀察組中，b=600 s/mm2測量的病變長度和實際病變長度最接近，二者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但2組b=400、800 s/mm2測量的病變長度均和實際病變長度差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

2.2 放化療前后不同b值情況下ADC值比較 放化療后不同b值情況下ADC值均較放化療前更高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表1 2組食管癌病變測量長度

2.3 緩解組和未緩解組ADC值比較 結合患者病情緩解程度將其分為緩解組(52例)、未緩解組(20例)。緩解組放化療后ADC值較未緩解組更高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。

表2 放化療前后不同b值情況下ADC值比較

表2 放化療前后不同b值情況下ADC值比較

時間b=400 s/mm2b=600 s/mm2b=800 s/mm2放化療前1.65±0.421.49±0.401.39±0.26放化療后2.39±0.692.24±0.361.98±0.36t值7.77311.82611.274P值0.0000.0000.000

表3 緩解組和未緩解組ADC值比較

表3 緩解組和未緩解組ADC值比較

組別b=400 s/mm2放化療前放化療后b=600 s/mm2放化療前放化療后b=800 s/mm2放化療前放化療后緩解組(n=52) 1.65±0.362.69±0.221.50±0.362.32±0.321.40±0.282.05±0.28未緩解組(n=20)1.56±0.422.20±0.301.48±0.381.86±0.251.36±0.251.70±0.19t值0.9077.6220.2085.7770.5595.142P值0.3680.0000.8360.0000.5780.000

2.4 復發(fā)組和未復發(fā)組ADC值比較 結合患者復發(fā)情況將其分為復發(fā)組(52例)、未復發(fā)組(20例)。未復發(fā)組放化療后ADC值較復發(fā)組更高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 復發(fā)組和未復發(fā)組ADC值比較

表4 復發(fā)組和未復發(fā)組ADC值比較

組別b=400 s/mm2放化療前放化療后b=600 s/mm2放化療前放化療后b=800 s/mm2放化療前放化療后復發(fā)組(n=10) 1.66±0.341.69±0.461.45±0.251.48±0.211.38±0.341.40±0.36未復發(fā)組(n=62)1.58±0.392.65±0.481.50±0.302.56±0.311.42±0.322.32±0.29t值0.6115.9000.49910.5990.3649.002P值0.5430.0000.6190.0000.7170.000

3 討論

DWI技術屬于磁共振新型技術之一，能有效觀察活體組織內(nèi)部水分子擴散運動情況[9]，相比于常規(guī)磁共振檢查，DWI技術能有效反映生理、病理狀態(tài)下各組織間水分子交換功能狀況，從而間接反映人體生理和病理改變信息[10]，而表面彌散系數(shù)屬于DWI技術的信號衰減參數(shù)，ADC值能夠有效反映腫瘤細胞代謝及增殖情況，在惡性腫瘤中，由于腫瘤細胞增長迅速，且局部組織呈現(xiàn)致密性特點，進而導致細胞內(nèi)外水分子運動空間急劇減小，從而導致水分子擴散受限，ADC值減小，而DWI呈現(xiàn)高信號狀態(tài)[11]。而若抗腫瘤治療有效，可導致腫瘤細胞間隙增寬，從而在一定程度上增加水分子彌散能力，進而導致ADC值升高[12]，故可將ADC值作為預測放化療效果的有效指標。

b值屬于磁共振DWI技術的重要參數(shù)，b值大小和水分子擴散的真實性及DWI圖像質量存在較明顯的相關性，一般情況下，b值越大，T2穿透效應和灌注因素的作用越小，能較真實反映組織中細胞間和細胞內(nèi)外水分子的運動狀態(tài)[13]，但b值超過800 s/mm2時，其對水分子擴散運動越敏感，從而導致圖像病灶/背景噪聲信號強度比越低，進而更易導致圖像變性或偽影，最終導致測量程度低于實際病變長度。本組研究顯示，觀察組b=600、800 s/mm2測量的病變長度均較對照組更短，更接近實際病變長度，提示相較于CT，施行3.0T磁共振DWI技術的效果更佳，出現(xiàn)上述現(xiàn)象很可能是由于DWI技術的組織分辨率更高，能提供更多的病變信息，便于醫(yī)師發(fā)現(xiàn)微小病灶。但對照組和觀察組b=400、800 s/mm2測量的病變長度均和實際病變長度差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，但觀察組中，b=600 s/mm2測量的病變長度和實際病變長度最接近，二者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，提示b=600 s/mm2條件下DWI測量的病變長度的準確度最高，可將其作為優(yōu)選圖像，以指導食管癌靶區(qū)勾畫。同時，鄭向東等[14]詳細分析了磁共振DWI的效果，通過對比發(fā)現(xiàn)，磁共振DWI(b=600 s/mm2)測量的長度與實體腫瘤長度最為接近，通過研究其認為，可將磁共振DWI(b=600 s/mm2)掃描作為測量食管癌病變長度的重要手段，對評估患者放化療效果及預后具有良好指導意義，該結果和本研究較類似。ADC值能間接反映病灶組織代謝及增殖情況，一般ADC值越低，則病灶組織中自由水的彌散程度越低，即病灶組織越緊密，增殖越顯著[15,16]。而研究顯示，放化療后不同b值情況下ADC值均較放化療前更高，且緩解組放化療后ADC值較未緩解組更高，未復發(fā)組放化療后ADC值較復發(fā)組更高，提示放化療結束后，患者ADC值均會出現(xiàn)不同程度升高，且病情緩解患者ADC值較未緩解更高，間接說明可將ADC值作為評估療效的有效指標。

綜上所述，對行精準放化療食管癌患者施行3.0T磁共振DWI技術有助于評估其放化療效果及預后，對醫(yī)師制定后續(xù)治療方案具有良好指導意義。