DWMRI对周围型非小细胞癌放化疗疗效的评估作用

赵 宏， 张专昌

(青岛市市立医院东院区放射科， 山东 青岛 266071)

肺癌是世界上发病率和死亡率较高的一种肿瘤，严重威胁着人类的生命健康。约80%以上的肺癌患者为周围型非小细胞癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)[1]。NSCLC发病隐匿，三分之二的患者就诊时已处于癌症中晚期，因此，放化疗综合疗法成为治疗NSCLC的主要手段[2]。对早期癌症的诊断以及对癌症的分期治疗成为提高NSCLC患者生存率与生活质量的关键。而NSCLC疗效评价和预后判断常常通过计算机断层扫描(computed tomography，CT)、正电子发射体层成像技术(positron emission tomography，PET)等影像学检查完成，但是CT、PET等成像技术对于形态不典型的结节难以鉴别，对于密度相近的中央型肺癌、肺不张难以区分，软组织对比度较差，且存在辐射强、对患者身体损害大等缺陷[3]。磁共振弥散加权成像(diffusion-weighted magnetic resonance imaging，DWMRI)是近几年新发展起来的一种无创性、无辐射的技术，其通过测定组织中水分子的弥散运动反映组织中的生物特性及微观特性。不同细胞结构具有不同的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)，通过测量组织中的ADC值，从而确定不同的组织类型与特性[4-6]。本研究主要探究DWMRI对NSCLC的诊断意义，对放化疗疗效的评估价值，为临床治疗NSCLC提供更好的参考与理论依据，提高患者的预后与生存质量。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月～2019年1月于我院肿瘤科及呼吸科就诊的NSCLC患者100例。纳入标准：①卡氏评分≥70分；②影像学、病理学及细胞学等检查确诊为NSCLC；③首次接受三维适形调强放疗，且无DWMRI和放化疗禁忌；④患者及家属同意参加本研究，并签署知情同意书。排除标准：①合并有其他肿瘤患者；②患有严重心肺功能异常、免疫系统疾病者；③DWMRI检查前患者使用其他介入疗法；④不配合治疗者。纳入患者男59例，女41例，年龄36～79岁，平均年龄(61.27±11.18)岁。所有患者均经过穿刺与支气管镜活检，其中鳞癌41例，腺癌27例，鳞腺癌32例。根据2016年国际肺癌研究协会第八版国际肺癌TNM分期标准[7]进行分级：T1期43例，T2期30例，T3期22例，T4期5例；N0期15例，N1期19例，N2期29例，N3期37例；M0期68例，M1其32例，肝转移2例，脑转移1例，肺内转移2例，TNM Ⅲ期52例，TNM Ⅳ期18例。采用电话、门诊、走访等方式对患者进行36个月的随访。本研究通过我院伦理委员会批准。

1.2 仪器与方法

Sensation Open 40型CT扫描机、Avanto 1.5T型MRI扫描仪购自GE公司，Eclipse 8.9 三维适形放射治疗计划系统购自美国瓦里安公司。

1.3 MRI技术

应用Avanto 1.5T型MRI扫描仪，8通道体部相控阵线圈，患者腹部充盈，平静状态下仰卧，采用短而浅的呼吸动作，扫描序列含有轴位T1WI: TR 340 ms，TE 16.5 ms；心电门控FSE序列扫描冠状位T2WI：TR 3380 ms，TE 103 ms。厚度 5 mm，间隔 90 ms，FOV 40 cm，扫描矩阵256 × 256。自由呼吸模式下采用DWMRI扫描，每次检查采集的4个不同弥散敏感因子b值为0、600、800以及1000 s/mm2，共扫描得到240层图像。

1.4 DWMRI图像处理及ADC值计算

扫描后的数据使用Perfusion软件进行制图，然后在DWMRI图像上观察肿瘤的信号强度，分析肿瘤信号属于哪种类型信号(高信号、稍高信号或无高信号)；融合b=0和b=600 s/mm2的DWMRI图像，得到ADC图，在ADC图像上测量放疗前后肺部原发灶、肿大淋巴结的ADC值。选择肿瘤显示最大最清楚的层面为感兴趣区(region of interest，ROI)，尽可能将ROI选择在ADC图的同一区域。每个ROI重复测量3次，取其平均值为各个ROI的ADC值。

1.5 放疗治疗

全部患者采用三维适形调强放疗，处方剂量46～66 Gy，平均剂量(52.68±8.29)Gy，单次剂量2.0～2.2 Gy，每日放疗1次，每周5次。放疗治疗计划由2名以上副主任医生验证符合放疗标准后开始治疗。

1.6 化疗治疗

放疗过程中，患者给予紫杉醇(北京双鹭药业股份有限公司，国药准字H20066640，规格 30 mg/支)135 mg/m2，d1；顺铂(齐鲁制药有限公司，国药准字A20070002，规格 20 mg/支)25 mg/m2，d1～d3，进行静脉滴注。21～28天为1个周期，第1周和第5周给予滴注。

1.7 疗效评价

NSCLC近期疗效评价采用RECIST标准1.1版[8]，疗效分为4个等级：完全缓解(complete response，CR)：所有靶病灶完全消失；部分缓解(partial response，PR)：靶病灶最长径之和与基线状态比较至少减少30%；病灶进展(progressive disease，PD)：靶病灶最长径之和同治疗后最小靶病灶最长径之和比较增加20%，甚至出现一个或多个全新病灶；病灶稳定(stable disease，SD)：靶病灶介于PR和PD之间。

近期疗效评价使用DWMRI高信号表达及消失情况作为疗效评价的参考与补充。用Kaplan-Meier法推算无进展生存率，Cox回归模型分析影响预后的多种因素。以ΔADC分析治疗前后ADC值的变化。

1.8 统计学分析

2 结果

2.1 近期疗效评价及预后

用CT与MRI图像评价放疗前后100例NSCLC患者的疗效：CR组28例，PR组53例，NR组19例(PD 2例，SD 17例)，经治疗后有效率为81.00%。CR组和PR组患者1、2、3年无进展生存率分别为89.29%、46.42%、39.28%和56.60%、37.74%、33.97%，NR组患者最长生存期为11个月，至随访日已全部死亡，差异具有统计学意义，χ2=24.500，P=0.000，结果详见图1。

图1 PR组、CR组及NR组生存曲线Survival curve of PR group, CR group and NR group

2.2 DWMRI高信号表达情况与预后

放疗后肺癌原发灶DWMRI高信号消失35例，未消失65例；淋巴结转移者75例，未转移者25例，淋巴结高信号完全消失者40例，未完全消失者35例；肺癌原发灶、淋巴结完全消失者18例，未完全消失者29例。两组NSCLC患者1、2、3年无进展生存率分别为71.25%、34.52%、25.00%与35.64%、4.50%、4.50%，差异具有统计学意义，χ2=25.790，P=0.000，结果详见图2。

2.3 治疗前后ADC值变化与治疗反应

原发灶与转移淋巴结放疗前CR、PR、NR和ADC值逐渐升高，而ΔADC值逐渐降低，放疗后治疗效果CR组最优，PR组优于NR组，差异具有统计学意义(P<0.05)。高信号完全消失组，原发灶放疗前后ADC值均低于高信号部分消失组，而ΔADC值较高；转移淋巴结高信号完全消失组放疗前后ADC值、ΔADC均高于高信号部分消失组，差异具有统计学意义(P<0.05)，结果详见表1。

图2 DWMRI高信号完全消失组与未完全消失组生存曲线Survival curve of DWMRI high signal complete disappearance group and incomplete disappearance group

组别原发灶转移淋巴结疗前ADC值疗后ADC值ΔADC值疗前ADC值疗后ADC值ΔADC值CR组0.84±0.05-0.96±0.310.95±0.181.57±0.060.49±0.11PR组1.03±0.181.52±0.310.36±0.151.11±0.231.41±0.710.37±0.18NR组1.34±0.291.34±0.060.12±0.051.24±0.151.45±0.180.35±0.14Z42.0752.503124.12312.00310.4996.605P0.0000.0150.0000.0000.0000.002高信号完全消失组0.86±0.131.49±0.170.47±0.261.12±0.051.57±0.120.51±0.06高信号部分消失组1.14±0.061.35±0.080.33±0.151.15±0.071.16±0.100.39±0.02t-14.7355.6023.419-2.1554.27611.288P0.0000.0000.0010.0340.0000.000

2.4 DWMRI信号表达多因素预后分析

利用Cox回归模型进行多因素预后分析，发现TNM分期及DWMRI为影响预后的主要因素，结果详见表2。

表2 DWMRI信号表达多因素预后分析

3 讨论

NSCLC作为我国最常见的恶性肿瘤之一，病死率居各种肿瘤之首。近年来其发病率呈现逐年增长的趋势，且大多数患者进行治疗时已处于癌症中晚期，造成患者较高的死亡率。对于NSCLC，如何做到早发现早治疗成为近年来国内外学者研究的重点。DWMRI是一种可以检测活体组织中的水分子扩散运动，从水分子水平反映肿瘤早期改变的无创成像新技术[9,10]。机体内水分子扩散主要包括细胞内外、微循环以及跨膜运动等[11]，由于人体环境较为复杂，受到呼吸、心脏搏动、肢体移动等多种因素的影响，仅使用扩散系数不能充分说明水分子扩散运动的快慢，故临床使用ADC来反映机体内水分子运动的快慢[12]。某个区域内水分子运动扩散越强，信号衰减越快，DWMRI图像上信号强度越弱，此时ADC值较大。反之。机体内水分子扩散运动越受限制，DWMRI图像上显示较强信号，ADC值则较小[13-15]。因此可通过测量NSCLC的ADC值的大小，分析病变位置，早期确定疾病类型，早治疗，提高患者的生存率。目前，放化疗是治疗NSCLC的一种重要手段，其可以在局部控制肿瘤的变化[16]，通过DWMRI进行三维适形放疗等手段进行准确的靶区勾画既可以提高放疗时的靶区剂量，又可以不损害周围器官，故分析DWMRI对放化疗的评估具有重要意义。

本研究中MRI和DWMRI结果显示，NSCLC患者在治疗前，原发灶和转移淋巴结均呈现高表达，经治疗后部分患者原发灶与转移淋巴结高表达现象消失，并且高信号完全消失患者预后明显优于高信号未完全消失者，生存率提高。提示NSCLC患者放化疗后，DWMRI检查呈现高表达者预后较差，所以DWMRI可以作为诊断NSCLC的一种技术手段[17]。DWMRI能够在治疗早期对患者进行准确的疗效评价，进行临床指导，调整改善NSCLC患者的治疗方案。DWMRI通过对NSCLC患者机体内环境进行检测，对肿瘤的生理、病理变化进行分析，评价放化疗治疗的疗效，预测肿瘤的变化。目前DWMRI在直肠癌、食管鳞状细胞癌、宫颈癌[18-22]等肿瘤中作为重要的评价指标。

本研究结果显示原发灶与转移淋巴结放疗前CR、PR、NR ADC值逐渐升高，而ΔADC值逐渐降低；高信号完全消失组，原发灶放疗前后ADC值均低于高信号部分消失组，而ΔADC值较高；转移淋巴结高信号完全消失组放疗前后ADC值、ΔADC均高于高信号部分消失组。提示ADC值是反映DWMRI信号表达的重要量化指标[23]，其可以提示NSCLC患者肺部病变的恶性程度，恶性肿瘤的分化程度以及其病理类型等。且在患者治疗的不同阶段，ADC值变化不一。黄梦娜等[24]研究表明ADC值在精原细胞瘤中较小，此时DWI分布为均匀高信号，在非精原细胞瘤中值则偏大，此时DWI呈现不均匀的高信号，ADC在精原细胞瘤鉴别中起着重要作用。胡启云等[25]研究表明ADC值在术前评估早期宫颈癌的病理类型方面具有参考价值。李文等[26]报道ADC值与直肠癌分化程度、T分期具有紧密联系，其可以在一定程度上反映直肠癌的病理与临床分期。另有大量文献报道ADC与胃癌、鼻咽癌、乳腺癌等[27-29]的诊断相关，故我们预测ADC值可以作为DWMRI的量化指标，其在评价NSCLC患者放化疗疗效中可发挥重要作用。Cox回归模型分析发现TNM分期及DWMRI为影响预后的主要因素，再次肯定了DWMRI在评价NSCLC的诊断与放化疗预后中的判断作用。

综上所述，DWMRI作为一种新型磁共振成像技术，其是诊断NSCLC与评价放化疗预后的重要手段，可从分子水平评价病变程度、放化疗效果以及患者预后，具有较大的潜力与发展应用前景。