鼻咽癌放疗后早期放射性脑损伤的磁共振扩散成像研究

卜雨华等

摘要：目的：探讨磁共振扩散加权成像在观察鼻咽癌患者放疗后早期放射性脑损伤方面的价值。材料与方法：男性10例，女性10 例。年龄：24-65岁，平均年龄为42.7岁。20例鼻咽癌患者，男性11例，女性9 例。年龄：14-67岁，平均年龄为40.5岁。所有健康志愿者均行MRI常规平扫及DWI成像，DWI成像时b值分别采用1000 s/mm2。结果：正常志愿者双侧颞叶的ADC值与鼻咽癌患者放疗前的双侧颞叶的ADC值比较没有统计学的差异。鼻咽癌患者放疗前的双侧颞叶的ADC值与首次放疗后3天及放疗后3月双侧颞叶白质的ADC值之间有统计学的差异，放疗后6个月、12月及18月时的双侧颞叶的ADC值已经与放疗前没有统计学的差异。结论： 磁共振扩散加权成像能够反映鼻咽癌放疗后放射性脑损伤的病理变化，是一种能够发现早期放射性脑损伤的影像学诊断方法。

关键词： 鼻咽癌 放疗 磁共振扩散成像

基金项目；湖南省科技厅资助项目（2012sk3057 ），湖南省益阳市科技局科技资助项目（2013jz03）

Abstract：Objective： To evaluate the changes of diffusion in temporal lobe injury following radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma （NPC） .Methods ：Selected 20 healthy volunteers as contrast group. 20 cases of post- radiotherapy with NPC . All of them were examined with routine MRI and diffusion weighted imaging （DWI） and measured the ADC values of temporal lobe ，their average of ADC value （ADCav） between groups were compared .Results ：The ADCav values of the three days of post- radiotherapy group and the three months of post- radiotherapy group decrease than the contrast group and the pre- radiotherapy group .but six months of the post- radiotherapy group 、the 12 months of post- radiotherapy group and the 18 months of post- radiotherapy group have not statistical significance with the contrast group and the pre- ra

鼻咽癌是危及人类健康的常见恶性肿瘤，放疗是鼻咽癌的主要治疗手段之一，放射性脑损伤是鼻咽癌放疗后严重的后遺症之一。找到一种早期发现放射性脑损伤的检查方法尤为重要。MRI是目前检查放射性脑损伤的最有价值的影像学检查方法，有关MRI在鼻咽癌放疗后放射性脑损伤的研究，国内外有较多研究（1-7），但多局限于放射性脑病出现后的研究，对于放射性脑损伤早期改变的MRI研究，目前国内仅？陈旺生等（3，4）和王宏琢等（5）少量文献报道. 本研究通过磁共振扩散加权扫描后，分析鼻咽癌患者放疗前后脑组织的表观弥散系数（ADC值）变化，探讨磁共振扩散加权成像在观察鼻咽癌患者放疗后早期放射性脑损伤方面的价值。

1 资料与方法

1.1研究对象

正常对照组：选起健康志愿者20例，男性10例，女性10 例。年龄：24-65岁，平均年龄为42.7±3.86岁。均没有神经系统的症状和体征，已经可能影响神经的疾病，颅脑常规MRI检查均未见异常（老年患者侧脑室少量点状长T2信号视为正常）。

鼻咽癌组：所有病例为2010年12月至2014年5月在湖南省益阳市中心医院就诊并资料完整的20例鼻咽癌患者。其中，男性11例，女性9 例。年龄：27-78岁，平均年龄为49.7±5.02岁。除两例患者有神经系统的症状外，其余患者均没有神经系统的症状和体征。本组病例需同时符合以下研究条件：1、均经病理证实为鼻咽癌；2、所有患者均经历过放疗，放疗剂量40- 70Gy；3、放疗前及放疗后颅脑常规MRI检查均未见异常（老年患者侧脑室少量点状长T2信号视为正常）。4、所有病例均有放疗前、第一次放疗结束后3天内、放疗后3月、放疗后6月组、放疗后1年及放疗后18月的MRI平扫及DWI检查资料。

1.2 仪器设备：德国西门子Avantol 1.5T MRI扫描仪，8通道头部线圈。所有志愿者先行MRI常规检查，然后行DWI检查。 DWI成像采用单次激发的平面回波序列（echo-planar imaging EPI）：TR/TE：850/74ms，层厚7mm，层距2mm，视野（FOV）380mm×380mm，矩阵为128×128，加速因子为4。扩散敏感系数b值分别为0s/mm2及1000 s/mm2.康志愿者及鼻咽癌放疗后患者行DWI检查后，在ADC图上测量双侧颞叶白质的ADC值，测量点选择在双侧侧脑室下角白质内分别取前中后3个等距离的圆形兴趣区，其大小为30mm2，按镜面对称的方法获得对侧的测量点，双侧颞叶白质的最后值为3者的平均值。

1.3 统计学方法：应用SPSS13.0软件包进行统计学分析，所有数据均以均值±标准差表示，检验水准取α=0.05，P<0.05时认为差异有统计学意义，对健康志愿者双侧颞叶白质的ADC值与鼻咽癌放疗前双侧颞叶白质的ADC值比较采用两独立样本t检验进行比较。对鼻咽癌放疗前双侧颞叶白质的ADC值与放疗后不同时间的双侧颞叶白质的ADC值及其它部位脑组织ADC值比较采用单因素方差分析，P<0.05视为有统计学差异。

2 结果

正常志愿者双侧颞叶的ADC值与鼻咽癌患者放疗前的双侧颞叶的ADC值没有统计学的差异（t=0.567，P=0.575）。鼻咽癌患者放疗前的双侧颞叶的ADC值与首次放疗后双侧颞叶白质的ADC值之间有统计学的差异，放疗后双侧颞叶白质的ADC值低于放疗前。随着时间的推移，本组中18例患者的ADC值呈上升趋势，放疗后6个月、12月及18月时的双侧颞叶白质的ADC值已经与放疗前没有统计学的差异，同时患者没有神经系统的症状。本组中2例患者在放疗12月后出现了神经系统的症状，同时磁共振的常规平扫和增强扫描发现了双侧颞叶出现了斑片状长T1及长T2信号影，增强扫描后有不规则强化，这2例患者在放疗后3个月、6个月及12月后双侧颞叶白质的ADC值均低于放疗前。

3讨论

磁共振扩散成像是在活体上对水分子运动进行测量与成像的唯一无创性方法，能反映人体组织的空间组成信息及病理生理状态下各组织之间水分子交换的功能状况，可反映脑白质病变的微观病理改变。水分子不同方向的扩散能力不同所表现的即为各向异性，单位时间内水分子随机扩散的范围表现为不同的扩散速率。具体表现为脑组织内水分子的运动越随意，其各向异性分数就越低，水分子扩散所受限制越小，则扩散速率越高。鼻咽癌放射治疗时由于放射野不可避免的包含了双侧颞叶脑组织，脑组织在接受放射后组织微观结构会发生改变，包括神经元细胞的功能及结构损伤，血管内皮的损伤和胶质细胞的反应增生等，这一系列变化将会导致水分子的扩散方向以及范围发生改变，这是磁共振扩散成像有望发现鼻咽癌放疗后早期放射性脑损伤的病理基础。

目前认为与放射性脑损伤相关的因素主要包括放射治疗总剂量、放化疗的联合应用、放射治疗时患者的年龄以及生存期的长短。其机制目前还没有统一的定论，血管损伤机制是其中一个重要因素.血管损伤机制在急性放射性诱发损伤中，常表现为一过性血管扩张，伴随着毛细血管通透性增加，有时表现为血管源性水肿。在慢性放射性损伤中，会发生血管内皮放射性损伤，动物模型研究显示在脑组织实质发生变化之前先出现血管异常，其病理学改变包括：内皮细胞损伤、血管扩张和毛细血管扩张，均导致损伤部位毛细血管通透性增加，造成细胞毒性或者血管毒性水肿，这将会引起ADC值的改变（8）。

ADC值的变化对观察早期放射性脑损伤的价值：本组资料显示，双侧颞叶白质的ADC值在放疗后3天及放疗后3月时低于正常对照组及放疗前，这可能与放疗后血管内皮细胞的早期损伤、炎性细胞侵润、微小血管内血栓形成导致局部脑组织缺血，这将会导致水分子的扩散速度下降，ADC值降低。而在不发展为放射性脑病时，双侧颞叶白质的ADC值在放疗后6月、12月及18月时会升高，于正常对照组及放疗前无明显统计学差异，这可能与颞叶白质在放疗后发生的微观病理变化在放疗停止后可以一定程度的恢复，使水分子的扩散速率上升，ADC值上升。因此对于放疗后6月、12月及18月以后双侧颞叶白质的ADC值与放疗前相近时，放射性脑病的发生率会较低，本组中18例在放疗后6月、12月及18月时ADC值与放疗前相近，没有一例进展为放射性脑病。而2例患者在放疗后6月、12月及18月时双侧颞叶白质的ADC值与放疗前有明显变化，最后进展为放射性脑病。因此动态观测颞叶白质的ADC值的变化，有助于早期发现放射性脑损伤，进行早期临床干预治疗，可防止放射性脑病的发生。

总之，磁共振扩散加权成像是一种能够反映鼻咽癌放疗后放射性脑损伤的病理变化，能够发现早期放射性脑损伤的影像学诊断方法。对于鼻咽癌放疗后的患者有必要进行磁共振扩散加权成像的动态观察。

参考文献：

1、苏胜发，黄莹，韩非 等。鼻咽癌调强后放射性脑损伤的临床特征分析。中华放射医学与防护杂志。2012-32（1）：60-64.

2、宋琼，夏黎明，王承缘 等。鼻咽癌放疗后放射性脑损伤急性反应早期的1H-MR波谱分析。中华放射学杂志，2006，40（6）：590-593.

3、陈旺生，李建军，洪澜 等。鼻咽癌放射性脑损伤迟发反应期的磁共振波谱研究，临床放射学杂志，2011，（4）481-484.

4、陈旺生，李建军，洪澜 等。鼻咽癌放射性脑损伤的MR扩散张量成像研究，临床放射学杂志，2010，29（6）：683-686.

5、王宏琢、邱士军、鼻咽癌放射性脑损伤的磁共振扩散张量成像与1-H MR波谱分析，中华放射学杂志，2010，44（7）：677-681.

6、熊炜烽，邱士军，江新青 等。鼻咽癌放射治疗后颞叶常规MRI表现正常脑白质的扩散张量成像初步研究，中华放射学杂志，2012，46（2）：130-134.

7、剛宪祯，汪延明。鼻咽癌放疗后放射性脑损伤的MRI扩散加权成像研究。中华临床医师杂志（电子版），2008，2（2）：160-166.

8、Armstrong GL，Gyato K，Awadalla AW，et al .Acritical review of the clinical effects of therepeutic irradiation damage to the brain：the roots of controversy.Neuropsychol Rev，2004，14（1）：65-86.