IVIM-DWI序列掃描在鼻咽癌診治中應(yīng)用的研究進(jìn)展

黎 斌，王 燕，李元歌，陳武標(biāo)★

（1.廣東醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，廣東 湛江 524000 ；2.廣東醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣東 東莞 523000 ；3.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，廣東 湛江 524000）

NPC 是一種起源于鼻咽黏膜上皮的頭頸部惡性腫瘤，具有明顯的地理和民族分布特征，且存在一定的家族聚集傾向性[1]。有研究指出，NPC 在中國南方地區(qū)尤其是廣東與廣西地區(qū)人群中多發(fā)[2]。NPC 的發(fā)病機(jī)制與EBV、飲食習(xí)慣、遺傳特點(diǎn)、被動(dòng)吸煙和空氣污染等因素密切相關(guān)[3]。大部分NPC 患者的病情都是在進(jìn)入中晚期后才被發(fā)現(xiàn)。NPC 的臨床表現(xiàn)復(fù)雜多變，不具有特異性，可表現(xiàn)為與原發(fā)癌浸潤相關(guān)的癥狀。臨床上常以放射治療作為NPC 的首選治療方法，這是因?yàn)镹PC 的組織學(xué)特點(diǎn)使其對放射治療有一定的敏感性。但也是由于NPC 獨(dú)特的解剖學(xué)及組織學(xué)特點(diǎn)導(dǎo)致部分患者的相關(guān)治療效果不明顯。提高NPC的早期診斷率、準(zhǔn)確評估NPC 的分期及進(jìn)行相關(guān)藥物敏感性檢測對NPC 的臨床治療具有重要的指導(dǎo)意義。隨著MRI 設(shè)備和成像技術(shù)的飛速發(fā)展，MRI 越來越多地用于識別惡性腫瘤和相關(guān)療效評估。擴(kuò)散加權(quán)成像是一種功能性MRI 技術(shù)，可基于測量組織體素內(nèi)水分子的隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)反映相關(guān)細(xì)胞水平構(gòu)成的狀況，可以提供有關(guān)水分子擴(kuò)散的定量信息，并以此區(qū)分良惡性病變（惡性腫瘤比正常組織或良性病變對水分子運(yùn)動(dòng)的限制更明顯）[4]。然而，由于細(xì)胞微循環(huán)，體內(nèi)復(fù)雜生理病理變化的影響，常規(guī)單指數(shù)DWI 的ADC 不夠準(zhǔn)確，無法反映實(shí)際擴(kuò)散率。內(nèi)伏克賽不相干運(yùn)動(dòng)的原理,IVIM 是另一種可以利用水分子提供組織的擴(kuò)散以及微循環(huán)灌注信息的技術(shù)。根據(jù)IVIM 理論，可以評估兩個(gè)擴(kuò)散室：與微灌注和血流速度相關(guān)的快彌散部分；與細(xì)胞和組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相關(guān)的慢彌散部分[5]。DWI 已被廣泛應(yīng)用各種腫瘤性疾病的鑒別與療效評估，然而，IVIM-DWI 在臨床應(yīng)用中的診斷準(zhǔn)確性和優(yōu)越性尚不清楚，且其在鼻咽癌診治中應(yīng)用的報(bào)道較少。本文對IVIM-DWI 在NPC 診治中應(yīng)用的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，總結(jié)概括IVIM-DWI在腫瘤性疾病診治中應(yīng)用的優(yōu)勢，探討IVIM-DWI 在NPC 診治中的應(yīng)用前景。

1 IVIM-DWI 序列掃描的原理

人體內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)分為兩種，一種是相干運(yùn)動(dòng)，其利用磁場梯度對相位的空間累積作用，導(dǎo)致凈相位積累、相位色散或兩者兼有，從而可量化分子運(yùn)動(dòng)的變換過程[6]。另一種是體素內(nèi)非相干的運(yùn)動(dòng)，磁場梯度被干擾會導(dǎo)致相對信號損失[7]，在IVIM 中體素被認(rèn)為是由微結(jié)構(gòu)和血管內(nèi)氫原子核兩個(gè)信號源組成，因此這兩個(gè)來源的橫向運(yùn)動(dòng)的規(guī)模是完全不同的。微結(jié)構(gòu)位移受分子布朗運(yùn)動(dòng)以及血管網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)兩種截然不同的擴(kuò)散系數(shù)，即b 值函數(shù)S(b)/S0=fe-bD*+(1-f)e-bD。在這個(gè)函數(shù)中，S0是無擴(kuò)散的平衡磁化強(qiáng)度致敏梯度；f 是灌注分?jǐn)?shù)，代表感興趣區(qū)內(nèi)局部微循環(huán)所致的灌注效應(yīng)占總體擴(kuò)散效應(yīng)的容積比率，大小介于0 ～1 之間；D 是純擴(kuò)散系數(shù)，代表純的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，D* 是與血液微循環(huán)相關(guān)的偽擴(kuò)散系數(shù)，代表體素內(nèi)微循環(huán)的不相干運(yùn)動(dòng)。為了得到這些參數(shù)值，至少要應(yīng)用4 個(gè)不同的b 值來獲得信號，當(dāng)b 值在0 ～200 s/mm2內(nèi)變化時(shí)通過雙指數(shù)模型擬合算法即可得到灌注相關(guān)信息[8]。

2 IVIM-DWI 序列掃描在鼻咽癌診治中的應(yīng)用

2.1 IVIM-DWI 序列掃描與鼻咽癌的分期及分級

Ai 等[9]對34 例早期鼻咽癌患者和30 例鼻咽良性增生患者行IVIM-DWI 檢查。計(jì)算所有受試者的平均ADC、f、D 和D*，并使用t檢驗(yàn)對兩組間的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。采用曲線下面積確定所有重要參數(shù)的最佳閾值，并計(jì)算出相應(yīng)的診斷效能。該研究認(rèn)為彌散加權(quán)成像可用于區(qū)分早期鼻咽癌和鼻咽良性增生，且D、D* 和ADC 是區(qū)分兩者的重要參數(shù)。D、ADC 可能是篩查研究中用于輔助檢測早期鼻咽癌最敏感的參數(shù)。充分利用IVIM-DWI 的各項(xiàng)參數(shù)，有助于判斷NPC的分期與分級。

2.2 IVIM-DWI 序列掃描與鼻咽癌的新輔助治療

IVIM-DWI 可以對NPC 患者放化療后的效果進(jìn)行評估，更好地為下一步臨床治療方案的制定提供指導(dǎo)。Qin 等[10]通過研究IVIM-DWI 組織結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)效用來預(yù)測NPC 放化療的相關(guān)早期反應(yīng)，設(shè)計(jì)了前瞻性嵌套病例對照研究，對81 名接受放化療的鼻咽癌患者進(jìn)行了基線IVIM-DWI 序列掃描。根據(jù)放化療結(jié)束時(shí)是否有局部殘留病變將患者分為殘留組（n=11）和非殘留組（n=70）。比較兩組治療前的腫瘤體積和IVIM-DWI 參數(shù)。通過單變量、多變量邏輯回歸分析和ROC 曲線分析來確定治療反應(yīng)的顯著指標(biāo)。該研究認(rèn)為IVIM-DWI 具有預(yù)測鼻咽癌放化療早期反應(yīng)的潛力。Chen[11]對60 例診斷為T3 期或T4 期NPC 患者的IVIM-DWI 參數(shù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)，使用類內(nèi)相關(guān)系數(shù)來評估觀察者內(nèi)部和觀察者之間的一致性。最終得出結(jié)論，IVIM-DWI 可能有助于評估鼻咽癌的放射敏感性，較高的D 值與較高的D* 值相結(jié)合可表明鼻咽癌的放射敏感性較高，D* 升高可能反映NPC 中血管生成和實(shí)質(zhì)灌注的增加。

2.3 IVIM-DWI 序列掃描與鼻咽癌的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散和遠(yuǎn)期生存

NPC 因其高轉(zhuǎn)移率成為頭頸部腫瘤中預(yù)后較差的一種。So 等[12]在對30 例新診斷為轉(zhuǎn)移性鼻咽癌的患者和30 例EBV-DNA 升高且無鼻咽癌患者的研究中評估常規(guī)DWI 和IVIM-DWI 在鑒別良性和惡性轉(zhuǎn)移性咽后淋巴結(jié)中的應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果表明IVIM-DWI 在區(qū)分良性和惡性淋巴結(jié)方面沒有顯示出優(yōu)于常規(guī)DWI的應(yīng)用價(jià)值。Lu 等[13]對122 例鼻咽癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)患者進(jìn)行兩次MRI 檢查，即治療前和治療后MRI 檢查，評估治療反應(yīng)。其分析了部分應(yīng)答和完全應(yīng)答淋巴結(jié)之間初始IVIM-DWI 參數(shù)（f、D 和D*）的差異。該研究認(rèn)為在鼻咽癌患者轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)放化療反應(yīng)的早期預(yù)測中，初始f 可能比D、D* 的應(yīng)用價(jià)值更高。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，IVIM-DWI 與傳統(tǒng)的DWI 技術(shù)相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)。它是灌注測量的無創(chuàng)替代方法，不需要靜脈注射外源性造影劑，并且可以同時(shí)成為灌注和彌散的重要信息來源。IVIM-DWI 的雙指數(shù)模型為組織中DW-MRI 信號衰減提供了合理的模型，能夠?yàn)镹PC 分期與分級、治療反應(yīng)、轉(zhuǎn)移擴(kuò)散以及遠(yuǎn)期生存的評估提供一定的指導(dǎo)意義。然而，IVIM-DWI 在參數(shù)收集、數(shù)據(jù)計(jì)算等各個(gè)方面仍存在許多挑戰(zhàn)。例如目前尚未研究出可用于估計(jì)IVIM-DWI 參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化軟件以及IVIM-DWI 雙指數(shù)模型擬合參數(shù)計(jì)算的簡化方法，使得IVIM-DWI 在臨床中的應(yīng)用存在一定的困難。因此，在未來的研究中，我們可以通過優(yōu)化IVIM-DWI 擴(kuò)散數(shù)據(jù)的采集和處理來提高IVIM-DWI參數(shù)的可重復(fù)性，從而為患者提供更早期、更精準(zhǔn)的診斷與治療策略，提高治療效果，改善患者的預(yù)后。