3.0T磁共振弥散加权成像技术对食管癌精准放化疗的效果预测和价值评估

李丁丁 郑香 史利红 付敬华 张文艳

食管癌属于目前我国患病人数较多的消化道肿瘤疾病[1]，由于上述肿瘤疾病早期症状不显著，大约有80%患者确诊时已经处于中晚期，导致失去了手术机会，故常选择放疗、化疗[2,3]。其中放疗以三维适形放疗和调强放疗较多见，其能精准勾画靶区，合理制定放疗计划，从而达到杀灭肿瘤病灶的目的，而化疗能有效增强放疗敏感性，从而更有助于抑制肿瘤病灶转移，不仅有助于缩小肿瘤病灶体积，还可在一定程度上减少放疗剂量，对延长患者生存时间具有良好促进作用[4,5]。为评估放化疗是否能达到预期效果，常需借助其他工具来判断，以往常采取CT扫描来判断，但有研究显示，CT扫描无法全面反映肿瘤细胞杀灭、功能状态改变情况，不能预测分子及细胞水平变化情况，故在进一步评估患者治疗效果方面的作用不显著[6]。随着近些年医学技术飞速发展，磁共振技术获得显著进步，其中磁共振弥散加权成像技术(difusion weighted imaging,DWI)能使视野由宏观拓展至微观，能基于肿瘤细胞水平获取定量信息，并能反映形态学改变以及生理病理代谢改变情况[7]，对判断肿瘤良恶性程度及评估疗效具有良好指导意义。为探究3.0T磁共振DWI技术评估食管癌患者放化疗效果的可行性，我院对行精准放化疗食管癌患者实施上述影像学技术，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 经医学伦理委员会批准后施行研究，随机抽取2018年1月至2019年8月我院72例食管癌患者(均施行精准放化疗)为观察对象，其中男44例，女28例；年龄54～75岁，平均(62.65±2.32)岁；病灶部位：食管上段18例，食管中段30例，食管下段24例；肿瘤类型：腺癌22例，鳞癌50例(低分化鳞癌7例，中分化鳞癌25例，高分化鳞癌18例)；临床分期：Ⅰ期7例，Ⅱ期35例，Ⅲ期30例。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准：①内镜活检病理证确诊为食管癌者；② 18～80岁；③符合放化疗指征者；④患者或家属签署知情协议者；⑤既往无放化疗史者。

1.2.2 排除标准：①存在放化疗禁忌证者；②存在MRI、CT检查禁忌证者；③合并重要脏器功能衰竭者；④精神障碍者；⑤无法耐受放化疗者。

1.3 方法

1.3.1 放化疗方法:使用飞利浦公司生产的三维适形放疗系统施行放疗，使用体摸固定患者，对其开展16排螺旋CT扫描，层厚5 mm，结合实际情况勾画靶区，以食管病灶上下3 cm区域为临床靶体积，随后朝外扩大1 cm为计划靶体积，使用6MV-X线能量开展三维适形调强放疗，总剂量为60 Gy，2.0 Gy/次，5次/周，连续治疗6周。同时，给予患者化疗，于放疗第1天予以化疗，即给予患者135～175 mg/m2紫杉醇，此外，于放疗第1～3天给予患者25 mg/m2顺铂，以3周为1个治疗周期。

1.3.2 检查方法:对72例食管癌均实施CT扫描、3.0T 磁共振DWI技术扫描，操作如下：①CT扫描：告知患者禁食6h以上，取仰卧位，双臂上举抱头，屏气后，使用飞利浦公司生产的CT机自患者下颈部至上腹部施行扫描，先行平扫再行增强扫描，给予患者注射100 ml非离子型造影剂，层厚为0.625 mm，层间距均为3 mm，扫描结束后，将所有图像传输至后工作处理站，结合扫描图像勾画大体肿瘤靶区，并结合大体肿瘤靶区层面数计算病变长度。② 3.0T磁共振DWI技术扫描：告知患者禁食>6 h，取仰卧位，嘱咐其放平双臂，使用GE公司生产的3.0T磁共振扫描仪，先对患者施行常规T1WI(TR、TE分别为129 ms、2.46 ms，矩阵为256×256，FOV为285 mm×380 mm，层间隔为1 mm，层厚为5 mm，扫描47 s)、T2WI(TR、TE分别为1 800 ms、94 ms，矩阵为256×256，FOV为360 mm×270 mm，层间隔为1 mm，层厚为5 mm，扫描68 s)横轴位扫描。然后对患者施行DWI扫描，使用单次激发SE-EPI序列,在扫描期间同时使用膈肌导航和脉搏门控技术，TR、TE分别为2 000 ms、73 ms，矩阵为128×128，FOV为380 mm×285 mm，层厚为5 mm，扫描349 s，b值分别取400、600、800 s/mm2计算表面弥散系数(ADC)值，选择病变区T1WI、T2WI和DWI图像显示的高信号为标准，结合病变层数计算病变长度，计算3次，取平均值为食管癌病变长度。见图1、2。

图1 示测量一位确诊为食管癌的66岁男性患者治疗前ADC值为1.28×10-3mm2/s图2 示同一患者接受放化疗180 d后行磁共振检查,测量同一部位的ADC值为1.66×10-3mm2/s

1.4 评估指标 以病理标本收缩比回推至实际病变长度为参照，对比两检查方法食管癌病变测量长度，并随访半年，对比ADC值。

1.5 疗效标准[8]缓解：病灶长度缩短30%～100%，且时长超1个月；未缓解：病灶长度缩短<30%或增长>20%。复发：随访半年发现病灶增长>20%。

2 结果

2.1 2组食管癌病变测量长度比较 观察组中，b=600 s/mm2测量的病变长度和实际病变长度最接近，二者差异无统计学意义(P>0.05)，但2组b=400、800 s/mm2测量的病变长度均和实际病变长度差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 放化疗前后不同b值情况下ADC值比较 放化疗后不同b值情况下ADC值均较放化疗前更高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1 2组食管癌病变测量长度

2.3 缓解组和未缓解组ADC值比较 结合患者病情缓解程度将其分为缓解组(52例)、未缓解组(20例)。缓解组放化疗后ADC值较未缓解组更高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表2 放化疗前后不同b值情况下ADC值比较

表2 放化疗前后不同b值情况下ADC值比较

时间b=400 s/mm2b=600 s/mm2b=800 s/mm2放化疗前1.65±0.421.49±0.401.39±0.26放化疗后2.39±0.692.24±0.361.98±0.36t值7.77311.82611.274P值0.0000.0000.000

表3 缓解组和未缓解组ADC值比较

表3 缓解组和未缓解组ADC值比较

组别b=400 s/mm2放化疗前放化疗后b=600 s/mm2放化疗前放化疗后b=800 s/mm2放化疗前放化疗后缓解组(n=52) 1.65±0.362.69±0.221.50±0.362.32±0.321.40±0.282.05±0.28未缓解组(n=20)1.56±0.422.20±0.301.48±0.381.86±0.251.36±0.251.70±0.19t值0.9077.6220.2085.7770.5595.142P值0.3680.0000.8360.0000.5780.000

2.4 复发组和未复发组ADC值比较 结合患者复发情况将其分为复发组(52例)、未复发组(20例)。未复发组放化疗后ADC值较复发组更高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 复发组和未复发组ADC值比较

表4 复发组和未复发组ADC值比较

组别b=400 s/mm2放化疗前放化疗后b=600 s/mm2放化疗前放化疗后b=800 s/mm2放化疗前放化疗后复发组(n=10) 1.66±0.341.69±0.461.45±0.251.48±0.211.38±0.341.40±0.36未复发组(n=62)1.58±0.392.65±0.481.50±0.302.56±0.311.42±0.322.32±0.29t值0.6115.9000.49910.5990.3649.002P值0.5430.0000.6190.0000.7170.000

3 讨论

DWI技术属于磁共振新型技术之一，能有效观察活体组织内部水分子扩散运动情况[9]，相比于常规磁共振检查，DWI技术能有效反映生理、病理状态下各组织间水分子交换功能状况，从而间接反映人体生理和病理改变信息[10]，而表面弥散系数属于DWI技术的信号衰减参数，ADC值能够有效反映肿瘤细胞代谢及增殖情况，在恶性肿瘤中，由于肿瘤细胞增长迅速，且局部组织呈现致密性特点，进而导致细胞内外水分子运动空间急剧减小，从而导致水分子扩散受限，ADC值减小，而DWI呈现高信号状态[11]。而若抗肿瘤治疗有效，可导致肿瘤细胞间隙增宽，从而在一定程度上增加水分子弥散能力，进而导致ADC值升高[12]，故可将ADC值作为预测放化疗效果的有效指标。

b值属于磁共振DWI技术的重要参数，b值大小和水分子扩散的真实性及DWI图像质量存在较明显的相关性，一般情况下，b值越大，T2穿透效应和灌注因素的作用越小，能较真实反映组织中细胞间和细胞内外水分子的运动状态[13]，但b值超过800 s/mm2时，其对水分子扩散运动越敏感，从而导致图像病灶/背景噪声信号强度比越低，进而更易导致图像变性或伪影，最终导致测量程度低于实际病变长度。本组研究显示，观察组b=600、800 s/mm2测量的病变长度均较对照组更短，更接近实际病变长度，提示相较于CT，施行3.0T磁共振DWI技术的效果更佳，出现上述现象很可能是由于DWI技术的组织分辨率更高，能提供更多的病变信息，便于医师发现微小病灶。但对照组和观察组b=400、800 s/mm2测量的病变长度均和实际病变长度差异有统计学意义(P<0.05)，但观察组中，b=600 s/mm2测量的病变长度和实际病变长度最接近，二者差异无统计学意义(P>0.05)，提示b=600 s/mm2条件下DWI测量的病变长度的准确度最高，可将其作为优选图像，以指导食管癌靶区勾画。同时，郑向东等[14]详细分析了磁共振DWI的效果，通过对比发现，磁共振DWI(b=600 s/mm2)测量的长度与实体肿瘤长度最为接近，通过研究其认为，可将磁共振DWI(b=600 s/mm2)扫描作为测量食管癌病变长度的重要手段，对评估患者放化疗效果及预后具有良好指导意义，该结果和本研究较类似。ADC值能间接反映病灶组织代谢及增殖情况，一般ADC值越低，则病灶组织中自由水的弥散程度越低，即病灶组织越紧密，增殖越显著[15,16]。而研究显示，放化疗后不同b值情况下ADC值均较放化疗前更高，且缓解组放化疗后ADC值较未缓解组更高，未复发组放化疗后ADC值较复发组更高，提示放化疗结束后，患者ADC值均会出现不同程度升高，且病情缓解患者ADC值较未缓解更高，间接说明可将ADC值作为评估疗效的有效指标。

综上所述，对行精准放化疗食管癌患者施行3.0T磁共振DWI技术有助于评估其放化疗效果及预后，对医师制定后续治疗方案具有良好指导意义。