DCE-MRI聯(lián)合DWI技術(shù)對食管癌患者放療療效的評估分析

陳美玲 劉儒鵬 馮婷婷 康小紅 李 寧 田新學(xué)

食管癌屬于臨床常見消化道腫瘤，放療為治療食管癌患者的常用方案，能夠利用放射線的生物學(xué)作用，大量殺傷癌細(xì)胞，使病灶組織縮小[1]；但部分患者在經(jīng)放療后未能達(dá)到預(yù)期療效，需早期探究有效的指標(biāo)以預(yù)測食管癌患者放療效果。傳統(tǒng)的電子計算機(jī)斷層掃描(computed tomography，CT)能夠直觀顯示腫瘤大小、位置關(guān)系，但該檢測方式輻射較高，不利于患者接受，需進(jìn)一步探究更合理的療效評估方式[2]。磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)具有較好的軟組織分辨能力，還可進(jìn)行多參數(shù)成像，凸顯腫瘤的血流動力學(xué)[3]；而動態(tài)增強(qiáng)(dynamic enhancement，DCE)與擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)為MRI常用檢測方式，在臨床診斷中均具有較好的應(yīng)用價值。鑒于此，本研究將探討DCE-MRI聯(lián)合DWI技術(shù)在食管癌患者放療療效評估中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)，選取2019年1月至2020年2月我院75例行放療治療的食管癌患者作為研究對象,且所有患者均簽署知情同意書。75例患者中男性43例，女性32例；年齡53～79歲，平均年齡(62.84±2.13)歲；CT分期：Ⅰ期31例，Ⅱ期28例，Ⅲ期16例。

1.2 入選標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國早期食管癌篩查及內(nèi)鏡診治專家共識意見(2014年，北京)》[4]中食管癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)，行根治性放療；②無意識功能障礙；③初次確診。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①帶有動脈瘤夾；②影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移；③裝有心臟起搏器、神經(jīng)刺激器；④合并其他病灶原發(fā)腫瘤；⑤放療前及放療期間使用化學(xué)藥物治療。

1.3 方法

1.3.1 放療方法 患者取仰臥位，雙手上舉抱頭并用真空體模固定，所有患者采用X線射線模擬定位機(jī)定位，采用一前兩后斜3野照射，放射野上下界各放3～5 cm，前野寬6 cm，后斜野寬4.5～5.5 cm；2 Gy/次，5次/周，共連續(xù)放療6周。

1.3.2 MRI檢測方法 (1)于放療前進(jìn)行MRI檢查，選用美國GE公司750 3.0 T超導(dǎo)型核磁共振成像系統(tǒng)，檢查前禁食8 h；檢查時，患者取仰臥位，足先進(jìn)，平靜呼吸狀態(tài)下吸氣屏氣進(jìn)行掃描。①M(fèi)RI平掃序列包括常規(guī)T1WI和T2WI矢狀面、軸面與冠狀面，層厚為4 mm，層間距為0.8 mm，TR/TE為3500 ms/85 ms，視野FOV為300 mm×300 mm。②DCE-MRI序列：T1WI和TWIST翻轉(zhuǎn)角度為2°和15°，層厚為3.5 mm，層間距為0.7 mm，TR/TE為4.91 ms/1.90 ms，F(xiàn)OV為260 mm×260 mm，使用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射釓噴酸葡胺注射液0.2 mmol/kg，注射速率為3 mL/s，并以同樣流速注射20 mL生理鹽水沖管，共采集70期圖像，時間分辨率為5 s，掃描時間為376 s。③DWI序列：選擇SS-EPI序列軸位成像，層厚為5 mm，層間距為1 mm，TR/TE為4800 ms/60 ms，擴(kuò)散敏感梯度b值分別為0、50、100、150、200、600、800、1000 s/mm2，在b值為0～50 s/mm2、100～400 s/mm2、600～1000 s/mm2時采集次數(shù)分別為1、2、3次，掃描時間為314 s。④由2名經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)師共同閱片，將DCE-MRI序列以及多翻轉(zhuǎn)角序列導(dǎo)入Omni-Kinetics(GE Heathcare，中國上海)定量分析軟件，利用多翻轉(zhuǎn)角序列擬合組T10值，隨后由醫(yī)師選取腹主動脈基于T10值以及時間-信號曲線得到標(biāo)準(zhǔn)血管的時間-濃度曲線，選擇Extended Tofts Linear雙室模型，勾畫感興趣區(qū)，選取原則：避開腫瘤壞死區(qū)及周圍血管區(qū)，勾畫腫瘤實質(zhì)部位的所有層面，利用Merge功能合成腫瘤3D病灶血管滲透性參數(shù)[容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(volume transfer constant，Ktrans)、容積分?jǐn)?shù)(extracellular volume fraction，Ve)]及表現(xiàn)擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)、灌注分?jǐn)?shù)(filling，f)。(2)于放療后1個月時復(fù)查CT、上消化道鋇劑造影檢查，并依據(jù)《腫瘤學(xué)概論》[5]中相關(guān)方法，其中完全緩解(complete response，CR)為所有靶病灶消失，全部病理淋巴結(jié)短徑必須減少至<10 mm，部分緩解(partial remission，PR)為靶病灶直徑之和比基線水平減少至少30%，分析食管癌患者放療前MRI圖像參數(shù)對放療效果的預(yù)測價值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 臨床綜合判斷結(jié)果

放療結(jié)束后1個月時，75例食管癌患者中CR 32例，PR 43例。

2.2 不同放療療效的食管癌患者M(jìn)RI檢測參數(shù)比較

CR患者Ktrans、Ve、f均低于PR患者，ADC高于PR患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 不同放療療效的食管癌患者M(jìn)RI檢測參數(shù)比較

2.3 MRI檢測參數(shù)用于預(yù)測食管癌患者放療療效的分析結(jié)果

繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn)，Ktrans、Ve、ADC、f用于預(yù)測食管癌患者放療療效的AUC分別為0.701、0.724、0.731、0.774，均有一定預(yù)測性能，見表2、圖1。

圖1 MRI檢測參數(shù)用于預(yù)測食管癌患者放療療效的分析結(jié)果

表2 MRI檢測參數(shù)用于預(yù)測食管癌患者放療療效的分析結(jié)果

3 討論

放療為臨床治療食管癌患者的常用方式，可通過將X線、γ線、電子線等放射線照射癌組織，使其所帶的能量破壞細(xì)胞的染色體，造成細(xì)胞停止生長，從而抑制食管癌病情進(jìn)展[6-7]。但有研究表明，部分食管癌患者在放療后腫瘤細(xì)胞未能得以有效控制，且仍具有較高的復(fù)發(fā)率[8]。因此，積極探究有效的指標(biāo)以預(yù)測食管癌患者放療療效極為重要。

既往，臨床多通過CT檢查觀察腫瘤病灶組織，雖具有更高的圖像清晰度，但檢查過程中產(chǎn)生的電離輻射易影響患者生理健康；而傳統(tǒng)的X線鋇劑造影鉛珠標(biāo)記對食管癌放療靶區(qū)勾畫有明顯的指導(dǎo)作用，但部分患者對X線鋇餐檢查的依從性較差。MRI是一種基于氫原子核的成像方式，能夠采用二維、三維等模式觀察病灶情況，并利用脂肪抑制技術(shù)，降低運(yùn)動偽影、化學(xué)位移偽影，抑制脂肪組織信號，對軟組織表現(xiàn)反差較為明顯[9-10]。因此，MRI可精確觀察腫瘤大小，為明確病變性質(zhì)提供更豐富的影像信息。此外，MRI具有無輻射、可重復(fù)、安全性高等優(yōu)勢，利于患者接受。而DCE可通過注射對比劑來評估腫瘤血管情況，并結(jié)合異常強(qiáng)化的病變形態(tài)學(xué)特征反映病變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及周邊組織侵犯。而DWI是目前唯一能觀察到活體分子微觀運(yùn)動的無創(chuàng)性檢測方式，可通過觀察組織中水分子的彌散速度，有效反映機(jī)體組織空間組成的信息與病理情況[11]；同時，DWI對細(xì)胞密度、細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性等細(xì)小環(huán)境的變化較為敏感，采用DWI可精確區(qū)分不同組織類型的微環(huán)境差異，進(jìn)一步明確放療療效。

本研究顯示，放療后1個月時，75例食管癌患者中CR 32例，PR 43例，而MRI檢測圖像中CR患者Ktrans、Ve、f均低于PR患者，ADC值均高于PR患者，提示臨床可結(jié)合DCE-MRI與DWI圖像特點(diǎn)評估患者放療效果。初步分析其原因：ADC值低可反映細(xì)胞外空間明顯減小，組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動受限，患者腫瘤細(xì)胞生長活躍，排列密集，因此ADC值較低的患者放療前腫瘤惡性程度更高，放療效果較差。f值可反映微循環(huán)血流灌注的比值，其與腫瘤微血管密度與血管內(nèi)皮生長因子密切相關(guān)；當(dāng)患者f值較高時則表示腫瘤組織供血相對豐富，組織分化程度低，血流灌注高，食管癌腫瘤分期更高，在行放療后難以達(dá)到預(yù)期療效。Ktrans可反映對比劑由血管內(nèi)向血管外滲透的速率，Ve表示部分細(xì)胞外血漿滲出容量，Ktrans、Ve水平較高則表示組織血管通透性增加，內(nèi)皮細(xì)胞間空隙增大，新生血管排列紊亂無序，且腫瘤生長速度較快，因此放療療效不佳。本研究繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn)，Ktrans、Ve、ADC、f用于預(yù)測食管癌患者放療療效的AUC分別為0.701、0.724、0.731、0.774，均有一定預(yù)測性能，這進(jìn)一步證實了DCE-MRI聯(lián)合DWI技術(shù)的圖像參數(shù)在食管癌患者放療療效的預(yù)測中應(yīng)用價值較高。

綜上所述，DCE-MRI聯(lián)合DWI技術(shù)在食管癌患者放療療效評估中的應(yīng)用價值較高，臨床可結(jié)合DCE-MRI與DWI圖像特點(diǎn)評估患者放療效果。