磁共振弥散加权成像对宫颈癌放疗后早期反应的预测价值

陈杰 修雨婷 孟凡旭 王琢 赵康康 王蕴龙 陈志深 刘俊天 张雯婷 申延男 孙宝胜

(1长春中医药大学,吉林 长春 130117;2吉林省肿瘤医院;3吉林大学公共卫生学院)

宫颈癌是世界上第二大最常见的妇科肿瘤,每年可导致约26.6万人死亡〔1,2〕。近年来,宫颈癌发病率逐渐上升,呈现年轻化趋势,早期发现并及时治疗,对提高患者的预后及延长总生存期起着至关重要的作用。手术治疗主要用于早期宫颈癌的治疗,中晚期宫颈癌以放疗为主,化学治疗为辅〔3〕。放射治疗作为宫颈癌治疗的主要手段,精确的评估肿瘤治疗效果,对于治疗方案的制定和确定预后情况是极其重要的。磁共振弥散加权成像(DWI)为治疗方案的制定提供了肿瘤位置、大小、浸润深度、组织生物学变化等信息,已成为诊断宫颈癌和评估其治疗效果的重要影像学检查方法〔4〕。本研究主要对DWI的表观扩散系数(ADC)值进行分析,探讨ADC值对宫颈癌放疗后早期反应的预测价值。

1 资料与方法

1.1一般材料 回顾性分析2020年1月到2021年12月在吉林省肿瘤医院确诊并接受放射治疗的61例宫颈癌患者。中位年龄为56(30～72)岁。鳞癌57例,腺癌2例,腺鳞癌2例。放疗前临床分期ⅠA期1例,ⅡA期5例,ⅡB期22例,ⅢA期3例,ⅢB期3例,ⅢC1期19例,ⅢC2期6例,ⅣA期2例。纳入标准:①经病理结果证实为宫颈癌且接受根治性放疗,伴或不伴同步化疗患者;②患者在外照射前1 w、腔内近距离放疗前及治疗结束1个月后进行常规磁共振成像(MRI)+DWI检查;排除标准:①由于呼吸运动伪影或磁敏感伪影导致图像质量差,无法勾画感兴趣区(ROI);②研究期间患者合并其他恶性肿瘤;③临床资料和病理资料不完整;④未完成根治性放疗者。

1.2MRI检查 采用3.0T 磁共振扫描仪进行扫描,患者于扫描前8 h禁食,适度充盈膀胱,采取仰卧位,扫描范围从髂骨上缘至耻骨联合下缘。患者进行盆腔常规MRI平扫、DWI检查,包括矢状位、冠状位、轴位T2WI、轴位T2WI压脂和轴位T1WI序列、DWI(b=0,800 mm2/s)。由放射科2名有经验的医师独立阅片,测量肿瘤的体积大小及ADC值,通过矢状位、轴位T2WI和DWI观察病变的范围,选取肿瘤最大层面,在ADC图上手动勾画ROI,勾画时避开病变边缘、血管和囊变坏死区。肿瘤体积减退率=(V治疗前-V治疗后)/V治疗前×100%。ADC值变化率=(ADC治疗后-ADC治疗前)/ADC治疗前×100%。

1.3治疗方案和疗效评估 治疗方案:患者均进行根治性放疗,伴或不伴同步化疗。外照射放疗采取调强/适形放疗,5次/w,全盆腔总剂量45～50 Gy,总共25～28次,1.8～ 2.0 Gy/次,在外照射放疗后期,所有患者进行腔内近距离放疗,2次/w,腔内近距离放疗剂量达到28～36 Gy,总共4～6次,6.0～7.0 Gy/次。疗效评估:治疗结束1个月后,参考实体肿瘤疗效评价标准(RECIST)进行疗效评估。完全缓解(CR)为肿瘤病灶完全消失;部分缓解(PR)为肿瘤最大长径减小≥30%;疾病稳定(SD)为肿瘤最大长径减小<30%或增大<20%;疾病进展 (PD)为肿瘤最大长径增大≥20%或出现新病灶。患者主要分为CR组46例和PR组15例。

1.4统计学处理 采用SPSS20.0软件进行LSD-t检验、t检验、Mann-WhitneyU或Friedman检验;采用受试者工作特征(ROC)曲线判断ADC值变化率预测宫颈癌放疗疗效的应用价值;采用Spearman相关分析,分析ADC值及ADC值变化率与治疗后肿瘤体积减退率之间的关系。

2 结 果

2.1治疗过程中肿瘤ADC值变化比较 患者外照射前肿瘤平均ADC值为(0.90±0.69)× 10-3mm2/s,腔内近距离放疗前肿瘤平均ADC值为(1.28±0.84)× 10-3mm2/s,治疗结束1个月后肿瘤平均ADC值为(1.55±0.10)× 10-3mm2/s,两两比较差异具有统计学意义(t=28.102、25.130、45.562,均P<0.001)。

2.2治疗前后两组ADC值变化比较 外照射前CR组肿瘤ADC值低于PR组,但无统计学差异(P>0.05);治疗过程中ADC值逐渐升高,CR组腔内近距离放疗前ADC值明显高于PR组(P<0.05);治疗结束1月后ADC值仍显著高于PR组(P<0.01);CR组腔内近距离放疗前和治疗结束1月后肿瘤ADC值变化率均显著高于PR组(P<0.05),见表1。

表1 CR组和PR组不同时间点ADC值及ADC值变化率

2.3治疗前后肿瘤体积变化比较 患者外照射前肿瘤体积(82.39±100.05)cm3,腔内近距离放疗前肿瘤体积(13.66±19.57)cm3,治疗结束1个月后肿瘤体积(1.12±3.61)cm3,两两比较差异具有统计学意义(t=5.996、5.117、6.368,P<0.001)。

2.4治疗前后两组肿瘤体积比较 外照射CR组肿瘤体积小于PR组,但差异无统计学意义(P>0.05),治疗后肿瘤体积逐渐缩小,CR组在腔内近距离放疗前和治疗结束1个月后肿瘤体积均显著低于PR组(P<0.05)。CR组在腔内近距离放疗前肿瘤体积减退率高于PR组,但无统计学差异(P>0.05)。CR组在治疗结束1个月后,无病灶残留,肿瘤体积减退率与PR组比较有统计学差异(P<0.001),见表2。

2.5治疗前后ADC值与肿瘤体积相关性研究 腔内近距离照射前及治疗结束1个月后ADC值变化率与治疗结束1个月后肿瘤体积呈负相关(r=-0.351、-0.461;P<0.01,P<0.001),与治疗结束1个月后肿瘤体积减退率呈正相关(r=0.366、0.486;P<0.01,P<0.001)。

2.6ADC值预测宫颈癌放疗疗效的应用价值 受试者工作特征(ROC)曲线分析结果显示:腔内近距离放疗前和治疗结束1个月后ADC值变化率曲线下面积(AUC)(95%CI)为0.728(0.570～0.885)和0.802(0.656～0.948)、敏感度为69.60%和84.80%、特异度为73.30%和73.30%,临界值分别为39.06%和64.90%,约登指数为0.429、0.581,P=0.009、0.000,见图1。

表2 CR组和PR组不同时间点肿瘤体积及肿瘤体积变化率

图1 宫颈癌患者治疗过程中ADC值变化率的ROC曲线

3 讨 论

根治性放疗仍然是中晚期宫颈癌的主要治疗方案,能够在治疗前或治疗早期评估或预测治疗反应,对患者治疗方案的制定及生活质量的提高有着重要的意义。临床工作中主要通过MRI检查来判断病灶的位置、大小、形态,评估宫颈癌治疗效果,但在治疗早期形态学改变明显滞后于其分子生物学特征的变化。DWI是利用特殊的磁共振成像序列观察组织内水分子扩散运动的成像方法,能够无创且安全的显示组织的病理生理改变,比传统成像方法更早、更准确地反映病变的变化〔5〕。DWI主要通过观察病灶信号强度及ADC值来发挥其作用,其定量参数ADC主要用于定量评估水分子在不同组织中的扩散速率,由于肿瘤细胞增殖迅速,与正常的组织相比,相同体积的肿瘤组织包含更多的细胞,导致水分子扩散明显受限,使得肿瘤细胞ADC值减低〔6〕,并且肿瘤细胞间质比例、可溶性大分子骨架、细胞膜等细胞器的存在,也可影响水分子的运动,使得ADC值减低〔7〕。因此,ADC在疾病良恶性诊断及疗效评估方面有重要作用。

在宫颈癌的诊断中,低的ADC值有助于原发肿瘤和盆腔恶性淋巴结的诊断〔8〕。戴其兵〔9〕研究证实,宫颈癌病灶平均ADC值〔(0.85±0.10)×10-3mm2/s〕明显低于正常宫颈组织〔(1.36±0.13)×10-3mm2/s,P<0.001〕。方孙福〔10〕研究表明,宫颈癌患者病灶ADC值〔(0.913±0.109)×10-3mm2/s〕显著低于宫颈结合带ADC值〔(1.367±0.191)×10-3mm2/s,P<0.05〕。本研究外照射前宫颈癌病灶ADC值与以上研究结果相似。

本研究表明,ADC值可以监测宫颈癌病灶放疗后改变,CR组和PR组在治疗过程中DWI信号减低,ADC值均显著升高,其原因可能为接受治疗后病灶,肿瘤细胞崩解、出现液化坏死,细胞外间隙密度降低,使水分子弥散度增加,因此ADC值显著升高,表明病灶对治疗敏感;这与肖龙子卉等〔11〕报道结论相似。Ju〔12〕研究发现,在同步放化疗(CCRT)治疗后ADC值逐渐升高,且治疗后第21天ADC值增加率是预测宫颈癌疗效的最佳时间;陈小莉等〔13〕观察了21例宫颈癌患者CCRT治疗前ADC值大小及放化疗前后ADC值变化率,显示其与治疗反应和预后有极高相关性。

本研究说明,ADC值变化率越大,宫颈癌患者对放疗敏感性越高。但本研究结果与上述研究仍存在一定差异〔12,13〕,可能与纳入病例数、时间节点选择、治疗方案不同等有关。本研究存在的局限性。首先,本研究纳入样本较小,所纳入病例均达到有效控制,无PD和SD,需要扩大样本量进行进一步研究。其次,本研究仅进行了短期疗效评估,需要进一步开展随访研究,通过ADC值预测宫颈癌治疗的长期疗效、总生存期及复发等情况。