動態對比增強磁共振成像聯合擴散加權成像對鼻咽癌患者放射治療效果的預測價值

翁智麟，黃碧蘭，林益軍

莆田學院附屬醫院 （福建莆田 351100）

鼻咽癌發病較隱匿，早期患者無特殊癥狀，隨著疾病進展，患者會出現鼻塞、耳鳴、涕中帶血、復視等癥狀，病灶轉移率、致死率均較高[1]。放射治療是治療中晚期鼻咽癌患者的有效方式，可利用放射線消除局部腫瘤，延長患者生存期[2]。而預測鼻咽癌患者放射治療效果對于及時調整患者的治療方案、改善預后具有重要意義。MRI 因其高效、操作簡單、圖像分辨率高等特點被廣泛用于鼻咽癌診斷中，并取得了較好的效果[3]。有研究顯示，動態對比增強磁共振成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）、擴 散 加權成像（Diffusion-weighted imaging，DWI）等成像技術可在體狀態下評估組織的代謝及生理變化、腫瘤微循環狀態等，為臨床診斷與治療腫瘤疾病提供參考[4]?；诖?，本研究旨在探討DCE-MRI 聯合DWI 對鼻咽癌患者放射治療效果的預測價值,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年7 月至2022 年12 月我院收治的80 例鼻咽癌患者，患者均簽署知情同意書。其中男56 例，女24 例；年齡30～68 歲，平均（48.62±4.43）歲；Ⅱ期35 例，Ⅲ期45 例。納入標準：均符合鼻咽癌診斷標準[5]；均經病理檢查確診，且至少有1 個明確可測量的病灶；患者均接受放射治療；患者自愿接受DCE-MRI 和DWI 檢查。排除標準：體內有金屬植入；有幽閉恐懼癥；合并其他惡性腫瘤；精神異常；合并腦、心、肝、腎等其他臟器疾病。

1.2 方法

所有患者均于放射治療前行MRI 檢查，后行調強放射治療，用6 MV-X 線常規分割照射，每次腫瘤劑量為215 cGy，參考等量線95%， 1次/d，5次/周，共治療33 次，總劑量為7 095 cGy，放射治療后再次進行MRI 檢查，掃描參數與治療前MRI 檢查一致。

MRI 檢查所用儀器為磁共振掃描儀（SIEMENS Verio 3.0T），頭頸聯合線圈?；颊呷⊙雠P位，平靜呼吸。DWI 掃描：自旋回波-回波平面成像（spin echo-echo planar imaging，SE-EPI）序 列，FOV 為22 mm×22 mm，TE 83 ms，TR 9700 ms；層距1 mm，層厚4 mm，矩陣 160×160，激發次數2 次，b 值取400 s/mm2、800 s/mm2。

DCE-MRI 掃描參數如下：TE 1.3 ms，TR 5.5 ms，層厚3 mm，無間距掃描，激發2 次，FOV 為24 mm×24 mm，矩陣320×256，每期掃描9 s，層數10 層。掃描結束后經患者肘靜脈用高壓注射器以2 ml/s 注射對比劑釓貝葡胺注射液（上海博萊科信誼藥業有限責任公司，國藥準字H20054702，規格：15 ml∶7.935 g）0.1 mmol/L，再以20 ml 0.9%氯化鈉注射液用2 ml/s 沖洗導管。于9°翻轉角的2D-SPGR 序列上行多期DCE-MRI 掃描，每期88 層，冠狀位、矢狀位、橫軸位各1 期。

1.3 療效評價

根據實體瘤療效評價標準（response evaluation criteria in solid tumors，RECIST）[6]評估患者放射治療后的效果，完全緩解（complete response，CR）：原病灶完全消失；部分緩解（partial response，PR）：原病灶最大徑之和減少30%以上；穩定（stable disease，SD）：未達到PR 或進展（progressive disease，PD）標準；PD：有新病灶或原病灶擴大>20%。將CR+PR 納入有效組，將PD+SD 納入無效組。腫瘤面積以治療前后腫瘤最大層面的雙徑乘積代表，腫瘤消退率=（治療前腫瘤面積-治療后腫瘤面積）/治療前腫瘤面積×100%。

1.4 觀察指標

比較鼻咽癌患者放射治療前后b值取400 s/mm2、800 s/mm2時 的 表 觀 彌 散 系 數（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）、DCE-MRI 參數[容積轉運常數（Ktrans）、速率常數（Kep）、血漿容積分數（Ve）]，并分析鼻咽癌患者放射治療前的DCE-MRI、DWI參數與腫瘤消退率的關系，評估DCE-MRI 聯合DWI 對鼻咽癌患者放射治療效果的預測價值。

1.5 統計學處理

采用SPSS 23.0 統計學軟件對數據進行分析和處理。計量資料以±s表示，采用t檢驗。計數資料以率表示，采用χ2檢驗。采用Pearson相關性分析鼻咽癌患者放射治療前的DCE-MRI、DWI參數與腫瘤消退率的關系。繪制受試者工作特征曲 線（receiver operating characteristic curve，ROC），并計算曲線下面積（area under curve，AUC），評估DCE-MRI 聯合DWI 對鼻咽癌患者放射治療效果的預測價值，AUC>0.9 表示預測價值較高，0.71～0.90 表示有一定預測價值，0.5～0.7 表示預測價值較差。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 放射治療前后的DWI 參數比較

鼻咽癌患者放療后的b 取400 s/mm2、800 s/mm2時ADC值為（0.99±0.10）×10-3mm2/s、（0.95±0.09）×10-3mm2/s 高于放療前（0.82±0.08）×10-3mm2/s、（0.76±0.07）×10-3mm2/s，差異有統計學意義（t=11.873、14.905，P<0.05）。

2.2 放射治療前后的DCE-MRI 參數比較

鼻咽癌患者放療后的Ktrans、Kep低于放療前，Ve高于放療前，差異有統計學意義（P<0.05），見表1。

表1 鼻咽癌患者放射治療前后的DCE-MRI 參數比較（±s）

表1 鼻咽癌患者放射治療前后的DCE-MRI 參數比較（±s）

注：Ktrans 為容積轉運常數；Kep 為速率常數；Ve 為血漿容積分數

時間 例數 Ktrans（min） Kep（/min） Ve放療前 80 0.27±0.03 0.73±0.07 0.35±0.03放療后 80 0.18±0.02 0.44±0.04 0.46±0.04 t 22.326 32.173 19.677 P<0.001 <0.001 <0.001

2.3 鼻咽癌患者放射治療前的DCE-MRI、DWI 參數與腫瘤消退率的關系

80例患者放療后的腫瘤消退率為0.12%～52.11%，平均（29.78±2.30）%。Pearson相關性分析顯示，鼻咽癌患者治療前Ktrans、Kep與腫瘤消退率呈正相關（r>0，P<0.05），Ve和b 取400 s/mm2、800 s/mm2時ADC 值與腫瘤消退率無相關性（P>0.05），見表2。

表2 鼻咽癌患者放射治療前的DCE-MRI、DWI 參數與腫瘤消退率的相關性

2.4 治療有效與無效組的ΔKtrans 、ΔKep 比較

治療有效組的ΔKtrans、ΔKep低于無效組，差異有統計學意義（P<0.05），Ktrans、Kep治療前后的變化較大（P<0.05），見表3。

表3 治療有效與無效組的ΔKtrans、ΔKep 比較（min-1，±s）

表3 治療有效與無效組的ΔKtrans、ΔKep 比較（min-1，±s）

注：ΔKtrans =放 療 后Ktrans -放 療 前Ktrans；ΔKep =放 療 后Kep-放療前Kep；Ktrans 為容積轉運常數；Kep 為速率常數

組別 例數 ΔKtrans ΔKep有效組 51 -0.11±0.02 -0.35±0.04無效組 29 -0.05±0.01 -0.18±0.01 t 15.089 22.435 P<0.001 <0.001

2.5 ΔKtrans、ΔKep 對鼻咽癌患者放射治療效果的預測價值

將鼻咽癌患者的放療效果作為狀態變量（1=無效，0=有效），將患者的ΔKtrans、ΔKep作為檢驗變量，繪制ROC 曲線圖（見圖1），結果顯示，ΔKtrans、ΔKep及二者聯合預測鼻咽癌患者放射治療無效的AUC為0.792、0.787、0.916，預測價值較好，當ΔKtrans、ΔKepcut-off 值分別取-0.075、-0.315 /min，可獲得最佳預測值，見表4。

圖1 ΔKtrans、ΔKep 及兩者聯合預測鼻咽癌患者放療效果的ROC 曲線圖

表4 ΔKtrans、ΔKep 對鼻咽癌患者放射治療效果的預測價值

3 討論

目前，鼻咽癌的療效評估多參考CT、MRI 的檢查結果，其中CT 檢查價格低廉、成像速度快，但具有輻射性，不利于患者的健康及定期復查，臨床推廣受限。MRI 檢查可多參數、多方位成像，清晰顯示腫瘤的大小、范圍、部位，且對病灶軟組織具有較高的分辨率，可為腫瘤的變化及臨床分期判斷提供有效的依據[7]。但常規MRI 平掃無法反映鼻咽癌患者放射治療期間的病灶內部微觀結構變化，不利于療效評估。DWI 可于活體上進行水分子擴散測量與成像，通過無創性檢測水分子運動狀態的改變反映細胞密度和組織結構等[8]。DCE-MRI 是采用藥代動力學模型、動態增強圖像，通過觀察對比劑濃度在組織中隨著時間的變化規律定量描述腫瘤微血管通透性、血管生成等[9]。目前，DCE-MRI 聯合DWI已被廣泛用于食管癌放射治療療效評估中，效果顯著[10]。由此推測，DCE-MRI 聯合DWI 可能會對鼻咽癌患者放射治療效果有較好的預測價值。

本研究結果顯示，鼻咽癌患者放療后的b 取400 s/mm2、800 s/mm2時ADC 值 均 高 于 放 療 前，Ktrans、Kep低于放射治療前，說明DCE-MRI 聯合DWI 檢查可反映鼻咽癌患者放射治療前后的病灶變化。分析原因在于，DWI 檢查可利用ADC 值反映腫瘤組織內的水分子擴散范圍及速度，從微管分子水平上反映腫瘤組織的病理學改變[11]。鼻咽癌患者腫瘤細胞代謝旺盛，細胞排列緊密且增殖較快，細胞間隙狹窄，腫瘤內水分子的擴散明顯受限，故放射治療前的鼻咽癌患者ADC 值較低。而放射治療促使鼻咽癌患者的腫瘤細胞死亡，其細胞外間隙增加，水分子擴散增加，故放射治療后的ADC 值較高。而隨著b 值增加，MRI 對水分子擴散運動的敏感度增加的同時患者圖像質量會受到影響。DWI 檢查時需選擇合適的b 值，以便其既能保持對水分子擴散運動的高靈敏度，又能獲得較高的圖像質量，從而為該類患者療效的評估提供依據。

DCE-MRI 定量參數中，Ktrans反映腫瘤微血管灌注情況，Kep反映腫瘤組織血管滲透性及血管灌注情況，兩者水平降低說明腫瘤細胞含氧量較低，處于缺氧、缺血狀況[12]。放射治療可抑制腫瘤患者血管內皮生長因子表達，促使腫瘤組織的毛細血管壞死、變形，減輕其血液灌注，故鼻咽癌患者放射治療前Ktrans、Kep水平較高，治療后Ktrans、Kep水平較低。本研究結果顯示，治療前Ktrans、Kep與腫瘤消退率呈正相關，治療有效組的ΔKtrans、ΔKep低于無效組，Ktrans、Kep治療前后的變化較大。進一步繪制ROC曲線圖，結果顯示，ΔKtrans、ΔKep及兩者聯合預測鼻咽癌患者放射治療無效的AUC為0.792、0.787、0.916，預測價值較好，當ΔKtrans、ΔKepcut-off 值分別取-0.075、-0.315 min-1，可獲得最佳預測值，說明Ktrans、Kep與鼻咽癌患者放射治療效果密切相關，可通過監測患者放療前后的Ktrans、Kep變化觀察放射治療的效果。Ve可反映腫瘤細胞外血管外容積，而放射治療可阻礙腫瘤組織增生，減少腫瘤細胞的密度、數量，使對比劑在細胞外間隙內積聚時間延長，造成Ve升高。但本研究結果顯示，Ve與腫瘤消退率無相關性，可能與低灌注的腫瘤組織微循環含氧量較低，可能會對放射治療產生抗拒有關。

綜上所述，DCE-MRI 聯合DWI 檢查可反映鼻咽癌患者放射治療前后的病灶變化，其中Ktrans、Kep與放射治療效果密切相關，可通過監測患者放射治療前后的Ktrans、Kep變化觀察放射治療的效果。