磁共振扩散加权成像在头颈部肿瘤放化疗中的应用价值

张子虹 杜宏志

磁共振扩散加权成像在头颈部肿瘤放化疗中的应用价值

张子虹1杜宏志2

作者单位：541004 桂林 桂林市中西医结合医院1放射科，2放疗科

磁共振扩散加权成像作为目前唯一能无创性在活体观察水分子自由扩散运动的功能成像，不仅用于头颈部疾病的诊断和鉴别诊断，还在头颈部肿瘤的疗效评价和预测等方面具有潜在优势。本文就磁共振扩散加权成像在头颈部肿瘤放化疗中的应用价值作一综述。

磁共振扩散加权成像；头颈部肿瘤；放疗；化疗

磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）主要通过对水分子扩散速度和方向的测量，推测活体组织内部结构的改变［1］。水分子所在的组织不同，其扩散能力也不同；DWI就是基于这种扩散能力差异转化图像的灰度信号或其他参数值。其中表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）表示活体中水分子的扩散运动能力，ADC值可以用来描述每个体素内分子的综合微观运动［2-3］。ADC值与细胞密度成反比，与细胞外间隙成正比，因此可以借助ADC值间接显示肿瘤的细胞外间隙大小、组织液黏滞度、细胞膜通透性、组织均匀性、微循环灌注等微观情况，在细胞水平探测肿瘤结构［4］。通常情况下，肿瘤体积或直径的形态学改变直到治疗晚期阶段才能发现，而ADC值对放化疗中的细胞变化非常敏感，可早期检测局部肿瘤组织微观的变化，因此DWI在肿瘤放化疗疗效评价中具有广泛应用价值［5］。虽然头颈部肿瘤在全身恶性肿瘤的发病中仅占5.0%左右，但头颈部解剖结构复杂，一旦发生肿瘤，根治性切除可能性低，以放化疗为主的综合治疗是主要治疗方法［6-7］。预测和早期评估综合治疗的反应对头颈部肿瘤治疗方案地选择具有重要的临床价值。本文就DWI技术在头颈部肿瘤放化疗中的应用价值作一综述。

1 DWI在评价和预测头颈部肿瘤化疗疗效中的应用

化疗治疗头颈部肿瘤的原理是利用不同肿瘤细胞对化疗药物敏感性不同［8］，化疗药物会引起细胞死亡和诱导细胞凋亡，细胞密度下降，水分子受限的作用消失，ADC值随之明显升高。因此，可通过肿瘤化疗前后ADC值的变化反映肿瘤细胞的活性，间接反映肿瘤的组织结构及内部特征，达到准确地评价头颈部肿瘤化疗疗效。陈青华等［9］报道，化疗后鼻腔鼻窦恶性肿瘤有反应和无反应者ADC值变化趋势不同，有反应的鼻窦恶性肿瘤患者化疗后第7天肿瘤ADC值有明显升高趋势，而无反应者ADC值无明显变化，因此ADC值有望更早期地预测鼻窦恶性肿瘤对化疗的反应。Berrak等［10］通过DWI预测80例头颈鳞癌患者化疗疗效，认为ADC值可作为评价头颈部鳞癌行诱导化疗患者无进展生存期的预测指标。

2 DWI在评价和预测头颈部肿瘤放疗疗效中的应用

放疗是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗机或加速器产生的X射线、电子线、质子束及其他粒子束等，放射线可直接导致肿瘤细胞膜破坏，活性氧类物质及细胞质游离钙增多，引起细胞损伤、凋亡，肿瘤细胞密度减低，周围间隙增宽［11］，导致水分子扩散能力增强，ADC值升高。鼻咽癌放疗后ADC值有不同程度增高，放疗后转移性淋巴结的ADC值也有不同程度升高，提示DWI可快速灵敏显示鼻咽癌放疗前后的变化，从而同时评价原发肿瘤和淋巴结转移放疗的早期疗效，为确定治疗方案提供客观依据［12-13］。有研究［14］分析6例人乳头状瘤病毒阴性头颈部鳞状细胞癌放疗期间使用DWI和18氟氟化脱氧葡萄糖（18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography-computed tomography，18F-FDG-PET-CT）多模态功能成像的情况，结果放疗前ADC平均值与18F-FDG-PET-CT中SUV值（standardized uptake value，SUV）呈负相关，且放疗前较低的ADC值与肿瘤的良好放疗效果相关。

3 DWI在评价和预测头颈部肿瘤同期放化疗疗效中的应用

肿瘤的细胞学特点为细胞密集、细胞核质比升高，导致肿瘤细胞内外的水分子弥散受限，肿瘤病灶中的DWI图像呈高信号，ADC值降低。头颈部肿瘤同期放化疗后，病灶缩小或消失，或出现缺血、坏死等乏氧改变，细胞外间隙扩大，水分子扩散运动受限减轻，DWI信号降低，ADC 值升高［15］。有研究［16-17］显示喉癌、下咽癌治疗前病灶呈明显高信号，治疗后病灶区域DWI信号均有所降低，ADC值均升高，提示DWI可作为一种诊断和判断疗效的方法。有研究［18］指出，鼻咽癌同期放化疗5周时的ADC值以及治疗前后ADC值变化能有效预测鼻咽癌对放化疗的敏感性，从而为临床针对不同敏感性个体实施不同治疗方案提供理论依据。刘轶群等［19］发现治疗前与放疗20 Gy、40 Gy剂量后患者转移淋巴结大小和ADC值组间两两比较差异有统计学意义。说明DWI能敏感、准确地反映鼻咽癌淋巴结转移放化疗前后的生物学变化，对评价疗效有重要价值。

头颈部肿瘤放化疗后进行晚期淋巴结反应评估时，DWI联合18F-FDG-PET-CT的敏感度和特异度分别为100%和95%，比任何单独一种检查的敏感度和特异度都高（DWI分别为60%和93%，18F-FDG-PET-CT分别为100%和 84%）［20］。林蒙等［21］发现，ADC 值预测鼻咽癌疗效价值较高，治疗前肿瘤平均ADC值和最高ADC值与肿瘤消退率均呈负相关，以肿瘤治疗前平均ADC值1.09×10-3mm2/s为界值，准确率为80%。但预测头颈部鳞癌放化疗疗效的相关研究结果各异。总体来说，治疗前平均高ADC值和治疗时低ADC值升高率预示着较差的放化疗效果。

4 展望

目前，ADC值预测、评价肿瘤治疗反应和数据采集缺乏“金标准”，但DWI作为目前唯一能无创性在活体观察水分子自由扩散运动且不需引入对比剂的成像技术，将成为指导临床确定患者放化疗方案以及预测放化疗效果的重要方法。DWI在优化数据采集方案、开发更全面复杂的分析方法、进行多参数甚至多种技术组合等方面也有巨大潜力［22］。DWI技术在头颈部肿瘤诊疗应用中的研究报道不少，但仍未被列为临床常规扫描序列，若多地区多中心进行标准化规范化检查，DWI有望在头颈部肿瘤的疾病管理中得到进一步的发展。

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R739.91

A

1674-5671（2017）05-03

10.3969/j.issn.1674-5671.2017.05.19

［2017-04-12收稿］［2017-07-20修回］［编辑江德吉］