MR表观扩散系数阈值对鼻咽癌诊断价值的研究

王 琛苏丹柯 刘丽东 谢 东 刘 宇 刘思远 黄伟丽

作者单位：530021 南宁 广西医科大学附属肿瘤医院影像学中心；△广西医科大学研究生学院

临床研究

MR表观扩散系数阈值对鼻咽癌诊断价值的研究

王 琛△苏丹柯 刘丽东 谢 东 刘 宇 刘思远 黄伟丽

作者单位：530021 南宁 广西医科大学附属肿瘤医院影像学中心；△广西医科大学研究生学院

目的 分析鼻咽癌治疗前瘤灶、复发瘤及放疗后非复发瘤的MR表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值差异，探讨磁共振扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）对鼻咽癌及其复发瘤的诊断价值，并研究其ADC诊断阈值对鼻咽癌的诊断效能。方法 收集鼻咽癌治疗前患者（初诊组）103例、放疗后局部复发患者（复发组）39例和放疗后非复发患者（非复发组）51例，分别行常规MR平扫、增强扫描及DWI序列（b=0、800 mm2/s）扫描检查，采用单因素方差分析3组ADC值的差异性；绘制受试者工作曲线（ROC）并对3组病例数据进行分析，确定鼻咽癌初诊组和复发组的ADC诊断阈值，分别计算其诊断鼻咽癌治疗前瘤灶、放疗后鼻咽部复发瘤和放疗后非复发瘤的敏感性、特异性以及约登指数，比较二者ADC诊断阈值的诊断效能。结果 非复发组与初诊组、复发组患者的ADC值比较，差异均有统计学意义（P均＜0.05）；复发组与初诊组患者ADC值的差异无统计学意义（P＞0.05）。采用常规MRI检查诊断鼻咽癌复发瘤时，其诊断的敏感性和特异性分别为71.8%和74.5%；取0.851×10-3mm2/s作为初诊组的ADC诊断阈值时，其对治疗前瘤灶诊断的敏感性、特异性和约登指数分别为98.0%、94.9%和0.929，对复发瘤诊断的敏感性、特异性和约登指数分别为76.9%、98.0%和0.749；取0.887×10-3mm2/s作为复发组ADC诊断阈值时，其对复发瘤诊断的敏感性、特异性和约登指数分别为87.2%、94.1%和0.813。采用Z检验对3种检查法诊断鼻咽癌复发瘤的结果进行差异性分析，显示其中MR DWI复发组ADC诊断阈值对鼻咽癌复发瘤的诊断效能最高（Z=2.044，P=0.041）。结论 DWI有助于鼻咽癌及其复发瘤的检出及诊断，且较常规MRI具有更高的诊断效能；通过鼻咽癌复发组获得的ADC诊断阈值较通过鼻咽癌初诊组获得的ADC诊断阈值对复发瘤具有更高的诊断效能。

鼻咽肿瘤；复发；磁共振成像；扩散

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）是我国常见的肿瘤，最常见于中国的南方地区，放疗和（或）化疗是鼻咽癌最主要的治疗手段和方法。据临床回顾性分析，经精确放疗治疗后的NPC总体复发率仍为20.3%［1］。早期发现复发瘤并及时予以二程放疗可降低患者的死亡率，但常规影像学检查常难以准确鉴别鼻咽部放疗后改变与鼻咽癌复发瘤［2］。随着MRI成像技术的快速发展，MRI扩散加权成像（diffusionweighted imaging，DWI）在前列腺、乳腺和肝脏等疾病诊断方面已得到广泛应用且技术日益成熟［3～5］，但目前对鼻咽癌DWI诊断研究的报道较少，对鼻咽癌复发瘤DWI技术的诊断研究更少［6，7］。本文旨在通过研究鼻咽癌治疗前瘤灶、放疗后鼻咽部复发瘤和放疗后非复发瘤的DWI表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）之间的关系，确定鼻咽癌治疗前瘤灶、放疗后鼻咽部复发瘤的ADC诊断阈值，着重探讨DWI在鼻咽癌局部复发与放疗后非复发瘤鉴别诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集广西医科大学附属肿瘤医院2010年5月至2012年12月的鼻咽癌患者193例，其中鼻咽癌治疗前患者（初诊组）103例，男性83例，女性20例，中位年龄48岁；放疗后鼻咽癌局部复发患者（复发组）39例，男性32例，女性7例，中位年龄49岁；放疗后非复发患者（非复发组）51例，男性40例，女性11例，中位年龄46岁。

1.2 患者入组条件

参照文献［8］制订患者入组条件。放疗后局部复发患者（复发组）为原病理检查证实为鼻咽癌者，且符合下列条件：①肿瘤放疗后病灶消失或明显缩小，距放疗结束时间≥6个月后MRI复查发现鼻咽部病灶（咽壁肿、厚或肿物灶，下同）复发或增大，并经病理活检证实为肿瘤复发；②肿瘤放疗后≥6个月，MRI复查发现原已缩小或消失的鼻咽部病灶复发或增大，再次放疗后病灶缩小。放疗后非复发患者（非复发组）为原病理检查证实为鼻咽癌者，放疗后复查示原鼻咽瘤消失，经12个月以上的MRI检查随访示鼻咽形态稳定无变化，或病理检查证实为放疗后非复发瘤。鼻咽癌治疗前患者（初诊组）为MRI检查提示鼻咽部肿物且经病理检查证实的未经治疗者。

1.3 扫描方法

所有患者均采用Simens-Avanto1.5 T超导型磁共振扫描仪，行常规MRI及平面回波（EPI）扩散加权成像。常规MRI序列包括横轴面TSE-T1WI：TR为957 ms，TE为19 ms，层厚为5 mm，间隔为1 mm，视野（FOV）为24 cm×24 cm，矩阵256×256；横轴面TSE-T2WI：TR为6760 ms，TE为91 ms，层厚为5 mm，间隔为1 mm，FOV为24 cm×24 cm，矩阵384×384；同时进行冠状面、矢状面平扫；并行横轴面T1WI增强扫描（0.2 ml/kg钆喷酸葡胺）。扩散加权成像采用单次发射EPI-SE序列行横轴面扫描：TR为3 400 ms，TE为100 ms，FOV为23 cm×23 cm，矩阵192×192，层厚为5 mm，间隔为1 mm，在X、Y、Z轴3个方向上施加扩散梯度，扩散敏感系数（b值）：b=0，b=800 mm2/s。

1.4 图像分析及数据采集

由3名具有丰富鼻咽癌MRI诊断经验的放射科高年资医师分别对所有图像进行诊断、分析；若诊断意见有差异时，以2名医师认同的意见作为最终诊断。

常规MRI诊断分析：3名医师分别分析3组研究对象的常规MRI横轴位T1WI图像、T2WI压脂图像和T1WI增强图像，总结病灶区的常规MRI表现特点，并提出复发瘤或放疗后改变的诊断意见。

DWI图像和参数分析：通过常规MRI图像确定3组病灶在DWI图及ADC图上的位置，选择病灶最大层面，避开液化坏死区，取病灶内3个感兴趣区分别测量ADC值，并将测得3点的ADC平均值作为病灶区的ADC值。

1.5 统计学分析

应用SPSS 22.0统计学软件对数据进行处理和分析。3组ADC值均以χ±s表示，采用单因素方差分析法（LSD法）对3组病灶的ADC值进行差异性分析，P＜0.05为差异有统计学意义。运用MedCalc12.7软件绘制受试者工作曲线（ROC），对3组病灶的ADC值进行诊断效能分析，在ROC曲线上选择诊断效能最大的ADC值作为复发瘤的ADC诊断阈值，并确定鼻咽癌初诊组和复发组的ADC诊断阈值，分别计算常规MRI以及DWI诊断鼻咽癌治疗前瘤灶、放疗后鼻咽部复发瘤和放疗后非复发瘤的敏感性、特异性以及约登指数。

2 结果

2.1 病理学检查及随访结果

鼻咽癌初诊组103例均经病理检查证实为非角化型癌；复发组39例中30例经病理检查证实为非角化型癌。非复发组51例中42例经病理检查证实为放疗后非复发瘤。

2.2 常规MRI检查鼻咽癌复发瘤的影像学表现及诊断效能

复发组39例均表现为咽壁不同程度的肿、厚或肿物，呈稍长T1、稍长T2信号表现，增强扫描示病灶强化（图1的A、B、C）。非复发组51例除局部咽壁总体肿、厚程度不如复发组明显外，其余表现均与复发组类似（图2的A、B、C）。采用常规MRI检查对复发瘤诊断的敏感性及特异性分别为71.8%和74.5%。见表1。

表1 常规MRI检查对鼻咽癌复发瘤的诊断效能（n）

2.3 复发瘤和放疗后非复发瘤的DWI和ADC图像表现

39例鼻咽癌复发瘤在DWI序列上均表现为高或稍高信号，在ADC图上均呈低信号表现（图1的D、E）。51例放疗后非复发瘤在DWI图像上总体信号低于复发瘤组；在ADC图上，36例病灶呈等或稍低信号表现，15例呈稍高信号表现（图2的D、E）。

图1 病理活检证实为鼻咽部复发瘤的常规MRI及MR DWI检查注：A.为平扫横轴面T1WI；B.为平扫横轴面T2WI；C.为横轴面增强T1WI，3张图均提示鼻咽各壁稍肿、厚和信号异常；D.为b=800 mm2/s时的MR DWI图，示病变呈高信号；E.为b=800 mm2/s时的ADC图像，示病变呈低信号；病变区ADC值为0.553×10-3mm2/s。

图2 病理活检证实为放疗后非复发瘤的常规MRI及MR DWI检查（放疗后1年）注：A.为平扫横轴面T1WI；B.为平扫横轴面T2WI；C.为横轴面增强T1WI，3张图均提示鼻咽各壁明显肿、厚和信号异常，与图1的复发瘤灶表现类似；D.为b=800 mm2/s时的MR DWI图，示病变呈等低信号；E.为b=800 mm2/s时的ADC图像，示病变呈等高信号；病变区ADC值为1.439×10-3mm2/s。

2.4 3组病灶ADC值的统计结果

初诊组ADC值为（0.708±0.104）×10-3mm2/s；复发组ADC值为（0.753±0.127）×10-3mm2/s；非复发组ADC值为（1.233±0.310）×10-3mm2/s。复发组与初诊组ADC值的差异无统计学意义（P＞0.05）；放疗后非复发组和初诊组ADC值的差异有统计学意义（F=145.128；P＜0.05）。见图3。

图33 组病灶ADC值的分布对照

2.5 初诊组和复发组ADC诊断阈值及其对复发瘤的诊断效能

由表2及图4可见，MR DWI诊断鼻咽癌取初诊组0.851×10-3mm2/s作为诊断阈值时，其诊断的敏感性、特异性和约登指数分别为98.0%、94.9%和0.929；取该值作为鼻咽癌复发瘤的诊断阈值时，其诊断的敏感性、特异性及约登指数分别为76.9%、98.0%和0.749，ROC阈值曲线下面积为0.995。采用复发组0.887×10-3mm2/s作为诊断鼻咽癌复发瘤的诊断阈值时，其诊断的敏感性、特异性和约登指数分别为87.2%、94.1%和0.813，ROC曲线下面积为0.968。取初诊组诊断阈值为0.851×10-3mm2/s对鼻咽癌复发瘤的诊断效能明显低于采用鼻咽癌复发组诊断阈值为0.887×10-3mm2/s的诊断效能，（Z=2.044，P=0.041）。

表2 初诊组和复发组ADC诊断阈值的诊断效能比较

图4 ADC诊断阈值对鼻咽癌复发瘤诊断效能的分析

3 讨论

3.1 MR DWI应用于鼻咽癌复发瘤诊断研究的必要性及可行性

目前鼻咽癌仍以放疗和（或）辅以化疗为主要的治疗手段和方法。据报道，经规范治疗后的T1～T2期以及T3期、T4期鼻咽癌患者3年内复发率分别为1%及6%、17%［9］；经精确放疗治疗的患者总体复发率为20.3%，其总体5年生存率仍维持在71%的水平［1］。因此，鼻咽癌复发是鼻咽癌治疗失败的主要原因。由于鼻咽癌放疗后复发瘤与放疗后非复发瘤在常规MRI上均可呈稍长T1、稍长T2信号表现，增强扫描检查均可呈不同程度的强化表现，故仅凭常规MRI检查较难对复发瘤作出明确诊断，常需通过多次随访复查和观察鼻咽腔的形态改变作出诊断。本组资料亦显示常规MRI检查诊断鼻咽癌复发瘤的敏感性和特异性均较低（分别为71.8%和74.5%），与国内研究结果相似［10］。结合文献［2，11，12］笔者认为，放疗后鼻咽部非复发瘤常与局部软组织充血、水肿、炎症和纤维化等病理改变伴存，使常规MRI信号表现复杂且与复发瘤类似，这是导致NPC放疗后局部复发瘤和非复发瘤在常规MRI图像上难以鉴别的主要原因。尽管有文献报道［13，14］，CT灌注成像可早期诊断鼻咽癌复发瘤，但其存在照射剂量大、检查费用较高等弊端。鉴于此，确有必要寻找一种新的、具有较高诊断价值的影像学技术手段弥补常规MRI检查的不足，以提高鼻咽癌复发瘤灶诊断的准确性。

国内外文献［7，15～17］已证实，与常规磁共振比较，扩散加权成像能更早、更特异、更敏感地反映鼻咽癌远处转移灶及放疗后的生物学变化，ADC值测定可作为鼻咽癌初发瘤的量化指标，使诊断变为更加明确、可靠。目前，涉及鼻咽癌复发瘤MR DWI诊断的研究尚少，尤其是缺乏针对鼻咽癌复发瘤ADC诊断阈值的研究报道。因此本研究兼具研究的可行性和临床应用的必要性。

3.2 鼻咽癌复发瘤ADC诊断阈值研究的必要性及其诊断价值

国外学者Fong等［18］研究发现鼻咽癌初诊者的ADC值（0.98×10-3mm2/s）低于其他头颈部鳞癌的ADC值（1.14×10-3mm2/s），认为头颈部鳞癌的ADC值不能应用于鼻咽癌的诊断。本研究结果亦表明，虽然初诊组和复发组ADC值的差异无统计学意义（P＞0.05），但通过鼻咽癌复发组获得的ADC诊断阈值（0.887×10-3mm2/s）较通过鼻咽癌初诊组获得的ADC诊断阈值（0.851×10-3mm2/s）对复发瘤具有更高的诊断效能（二者的约登指数分别为0.813和0.749）。尤其值得重视的是，通过鼻咽癌复发组获得的ADC诊断阈值较初诊组的ADC诊断阈值对复发瘤具有更高的诊断敏感性（即采用复发组获得的ADC诊断阈值诊断复发瘤可明显降低漏诊率）。笔者认为导致上述诊断效能差异的原因，可能与复发瘤中混杂有炎症和（或）纤维组织成分而导致其ADC值偏高有关。

综上所述，笔者认为：①DWI有助于鼻咽癌复发瘤的检出及诊断，且较常规MRI检查具有更高的诊断效能；②尽管鼻咽癌初诊组与复发组ADC诊断阈值差异无统计学意义，但通过鼻咽癌复发组获得的ADC诊断阈值较通过鼻咽癌初诊组获得的ADC诊断阈值对复发瘤具有更高的诊断效能；③鉴于以上原因，确有必要通过研究更大量的鼻咽癌复发瘤病例以获得更准确、更可靠的复发瘤ADC诊断阈值，以进一步提鼻咽癌放疗后复发瘤鉴别诊断的准确性。

4 小结

DWI有助于鼻咽癌复发瘤的检出及诊断，且较常规MRI检查具有更高的诊断效能。本研究尽管鼻咽癌初诊组与复发组ADC值的差异无统计学意义，但通过鼻咽癌复发组获得的ADC诊断阈值较通过鼻咽癌初诊组获得的ADC诊断阈值对复发瘤具有更高的诊断效能。由于本研究中复发组和非复发组病例数相对较少，且欠缺DWI序列多b值优化选择方面的研究内容，因此有待扩大样本量，收集更多的鼻咽癌复发瘤病例进行研究，以获得更准确、更可靠的复发瘤ADC诊断阈值，进一步提鼻咽癌放疗后复发瘤鉴别诊断的准确性。

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［2014-03-04收稿］［2014-04-28修回］［编辑 阮萃才］

Diagnostic value of diffusion-weighted magnetic resonance and of different values of the apparent diffusion coefficient for recurrent nasopharyngeal carcinoma

WANG Chen△，SU Dan-ke，LIU Li-dong，XIE Dong，LIU Yu，LIU Si-yuan，HUANG Wei-li（Department of Radiology，Affiliated Tumor Hospital of Guangxi Medical University；△Graduate School of Guangxi Medical University，Nanning 530021，P.R.China）

SU Dan-ke.E-mail：sudanke33@sina.com

Objective To investigate the diagnostic value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging（MRI）and different apparent diffusion coefficients for primary and recurrent nasopharyngeal tumors.Method A total of 103 newly diagnosed patients prior to treatment，39 patients who experienced local recurrence after radiotherapy and 51 patients who experienced fibrosis after radiotherapy underwent routine，enhanced and diffusion-weighted MRI sequence scanning（b=0.800 s/mm2）.The apparent diffusion coefficient（ADC）obtained for each group of patients was compared using ANOVA，and receiver operating characteristic（ROC）curves were plotted to determine the threshold ADC value for confirming a diagnosis of nasopharyngeal carcinoma and for diagnosing recurrence. The diagnostic sensitivity，specificity and Youden index were compared for routine and diffusion-weighted MRI.Results The ADCvalue differed significantly between the fibrosis group and the two other groups（P＜0.05），but not between the recurrence group and newly diagnosed group（P＞0.05）.Based on a diagnostic threshold of 0.851×10-3mm2/s from the newly diagnosed group，the sensitivity，specificity and Youden index were 98.0%，94.9%，and 0.929 for the newly diagnosed group and 76.9%，98.0%，and 0.749 for the recurrence group.Based on a diagnostic threshold of 0.887×10-3mm2/s，the sensitivity，specificity and Youden index of the recurrence group were 87.2%，94.1%and 0.813.Conclusions Diffusion-weighted MRI shows promise for detecting and diagnosing new and recurrent nasopharyngeal carcinoma；its diagnostic efficiency was higher than that of conventional MRI in our cohort.The ADC threshold value obtained from the recurrence group showed higher performance for diagnosing recurrent tumor than did the ADC value obtained from the newly diagnosed group.

Nasopharyngeal neoplasm；Recurrence；Diffusion-weighted MRI；Diffusion

R739.63

A

1674-5671（2014）02-06

10.3969/j.issn.1674-5671.2014.02.11

广西卫生厅科研基金资助项目（重2010076）【通信作者】苏丹柯。E-mail：sudanke33@sina.com