磁共振扩散加权成像在非小细胞肺癌化疗疗效评估中的应用

唐利荣 冯建国

1.浙江省肿瘤医院放射科，浙江杭州310022；2.浙江省肿瘤研究所，浙江杭州310022

磁共振扩散加权成像在非小细胞肺癌化疗疗效评估中的应用

唐利荣1冯建国2

1.浙江省肿瘤医院放射科，浙江杭州310022；2.浙江省肿瘤研究所，浙江杭州310022

目的探讨DWI评价非小细胞肺癌患者化疗效果的临床价值。方法回顾性分析中晚期非小细胞肺癌患者46例的临床资料，分别在化疗前、后行常规MRI平扫和DWI检测，测量化疗前后ADC值。结果化疗前DWI表现为高信号，ADC以蓝、绿、黄色为主。化疗后病灶在DWI上呈高信号，ADC图以红、黄绿色为主。化疗后ADC值显著升高，化疗后1周显著高于治疗前，化疗后2周显著高于治疗前（P均＜0.01）。ADC变化率与长径变化率相关性分析结果显示，r=0.775，P＜0.01。化疗后PR组患者ADC值显著升高，而SD组变化不明显，三组间化疗后比较，差异显著（P＜0.01）。结论测量化疗前后ADC值可以用于化疗疗效的评估。

磁共振加权成像；非小细胞肺癌；化疗

磁共振扩散加权成像（DWI）是在自旋回波成像系列的基础上，在180°复相脉冲两侧加上对称的一对强度、方向、持续时间完全相同的扩散敏感梯度场，使在扩散敏感梯度场方向上行扩散运动水分子中的质子相位离散，从而导致信号衰减[1,2]。DWI能无创探测组织的水分子扩散情况，提供组织的病理生理信息，对恶性肿瘤的评估具有非常重要的价值[3]。非小细胞肺癌占所有肺癌的80%～85%，肺癌早期患者多无明显的症状，在确诊时往往已经发展到了中晚期或者发生了远处转移，丧失手术治疗的时机，而需要化疗、放疗或者靶向治疗等保守治疗。联合化疗是常用的化疗方法。既往通过CT评价化疗效果，但是肿瘤的变化在CT影像上表现比较滞后，因此不能及时判断药物是否有效。本研究回顾性分析DWI对46例非小细胞肺癌患者化疗疗效的评价结果，评价ADC值在预测化疗疗效方面的临床价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2012年3月～2014年3月在我院化疗的中晚期非小细胞肺癌患者46例的临床资料，其中男29例，女17例，年龄43～76岁，平均（55.1±9.8）岁。其中鳞癌19例，腺癌21例，其他非小细胞肺癌6例，ⅢA期32例，ⅢB期14例。肿瘤最大径线2.5～10.0 cm，平均（5.6±2.4）cm。所有患者均采用化疗方法治疗，并

且在治疗前行活检病理检查确诊。主要化疗方案为铂类化疗药物+紫杉醇、长春瑞滨或者吉西他滨。初次检查患者未进行抗肿瘤治疗。

1.2 检测方法

检测仪器为Siemens MAGNETOM Verio 3.0T超导磁共振扫描仪，均使用相控阵体部线圈。检查时患者取仰卧位，双手抱头，将线圈置于胸壁前方，并嘱患者尽量保持均匀呼吸，以减少呼吸运动伪影。常规扫描序列，包括横断位T2WI快速自旋回波脉冲序列，采用呼吸触发技术，TR 3750 ms，TE 89 ms，层厚5.0 mm，间隔1.5 mm，矩阵288×224，扫描层数28层；横断位T2WI快速自旋回波脉冲序列，采用预饱和脂肪抑制和呼吸触发技术，TR 4250 ms，TE 89 ms，层厚5.0 mm，间隔1.5 mm，矩阵288×224，扫描层数28层；横断位T1WI自旋回波脉冲序列，采用心电触发技术，TR550ms，TE 9.7 ms，层厚5.0 mm，间隔1.5 mm，矩阵288×196，扫描层数28层。DWI扫描采用横断位单次激发自旋回波SE-EPI序列，TR 5300 ms，TE 91 ms，层厚5.0 mm，间隔1.5 mm，矩阵256×184，b值取0和500 s/mm2，扫描层数28层。扫描范围包括病变全部及胸部结构。扫描时间点分别于化疗前1周、化疗后第1周结束、化疗后第2周结束。

1.3 图像分析

选择T2WI图像病灶横断面积最大层面和上下相邻层面，把DWI扫描图像经MR扫描仪自带西门子后处理软件处理，获得表观扩散系数（ADC）图。参照T2WI和T2WI抑脂图像，在DWI图像上以病变的最大层面为中心，选择305个层面设置兴趣区（ROI）。选择兴趣区时要避开伪影、坏死、血管。每个层面选择2～4个ROI，每个ROI面积50～200 mm2。计算多个兴趣区ADC平均值。数据采集和分析由两名具有5年以上高年制放射科医师共同完成，以确保ROI选取的准确性。

1.4 观察指标

根据参考文献[4]将患者化疗效果分为CR组（完全反应，肿瘤完全消失）、PR组（部分反应，肿瘤最大径减少至少30%）、PD组（进展，肿瘤最大径增长至少20%）和SD组（稳定，肿瘤最大径变化介于部分反应和进展之间）。分析化疗前肿块长径与ADC值得关系，比较化疗前和化疗后ADC值差异，比较化疗前后肿瘤长径差异，分析ADC值变化率和肿瘤长径变化率是否存在相关性。

1.5 统计学方法

采用SPSS15.0统计学软件对数据进行分析，计量资料采用均数±标准差表示，采用配对t检验和F检验，ADC变化率与肿瘤长径变化率相关性采用Pearson相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 化疗前后DWI和ADC结果变化

化疗前病灶呈稍长T1和稍长T2信号，DWI表现为高信号，ADC以蓝、绿、黄色为主。其中PR 16例，SD 18例，PD 12例。化疗后病灶在DWI上呈高信号，ADC图以红、黄绿色为主，见图1～2、封三图5（患者，女，75岁，中央型肺癌，行化疗治疗）。

图1 化疗后肺部肿块DWI图呈较不均匀高信号

图2 化疗后同一肺部肿块ADC图呈不均匀高信号

2.2 治疗前肿块长径与ADC关系

以5cm为界，分为长径≥5cm组（21例）和＜5 cm组（25例）。≥5cm组平均ADC值（2.191±0.713）×10-3mm2/s，＜5 cm组平均ADC值（2.168±0.741）×10-3mm2/s。两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。提示ADC与肿块长径无相关性。

2.3 化疗前后ADC值及肿瘤长径变化

化疗后ADC值显著升高，化疗后1周显著高于化疗前，化疗后2周显著高于化疗前（P均＜0.01），化疗后肿瘤长径显著缩小，化疗后2周长径较治疗前显著减小（P＜0.01）。见表1。

表1化疗前后ADC值及肿瘤长径变化，n=46）

表1化疗前后ADC值及肿瘤长径变化，n=46）

注：与治疗前比较，＃t=2.880，△t=2.960，*t=5.218

指标化疗前化疗后1周化疗后2周F值P ADC（×10-3mm2/s）肿瘤长径（cm）2.182±0.684 5.6±2.4 2.601±0.711＃4.9±1.8 2.642±0.802△3.5±1.3*5.532 14.760＜0.01＜0.01

2.4 ADC变化率与肿瘤长径变化率相关性

长径变化率=（化疗前－化疗后）/化疗前×100%，ADC变化率=（化疗后-化疗前）/化疗前×100%。ADC变化率=（21.08±9.41）%，长径变化率=（37.5±11.2）%，相关性分析结果显示化疗前后ADC值的变化与肿瘤长径的变化具有相关性（r=0.775，P＜0.01）。

2.5 不同治疗效果化疗前后ADC值变化

化疗后PR组患者ADC值显著升高，而SD组变化不明显，三组间化疗后比较，差异显著（P＜0.01）。见表2。

表2不同治疗效果化疗前后ADC值变化，×10-3mm2/s）

表2不同治疗效果化疗前后ADC值变化，×10-3mm2/s）

组别n化疗前化疗后t值P PR组SD组PD组F值P 16 18 12 2.165±0.547 2.193±0.762 2.178±0.684 0.007＞0.05 3.312±0.925 2.228±0.802 1.941±0.739 11.256＜0.01 4.269 0.134 0.815＜0.01＞0.05＞0.05

3 讨论

非小细胞型肺癌包括鳞癌、腺癌、大细胞癌，与小细胞癌相比其癌细胞生长分裂较慢，扩散转移相对较晚，是最为常见的肺癌。肺癌早期可无临床症状和体征，当临床确诊时部分患者已经失去了手术治疗的机会，而只能选择放疗或者化疗等保守治疗。铂类化疗药物为基础的联合化疗时治疗非小细胞肺癌的主要治疗方法[5,6]。而对治疗效果的检测、判断疗效、更换不敏感药物、提高疗效、改善预后具有重要的意义。

影像学检查结果是化疗效果评估的重要方法，主要包括CT、MRI、DCE-MRI、MRS、PET-CT等。CT速度快，清晰显示结构，但是辐射剂量大，短期内多次检查并发症多。MRS操作复杂，PET-CT费用高昂。而DWI反映出来的是水分子在微观运动的具体状况。人体的生物组织当中水分子自身扩散程度和组织细胞密度、细胞膜完整程度表现出负相关的联系，已经有相关临床科学研究发现水分子的运动程度，和DWI信号的衰减之间表现出正相关联系。DWI对肿瘤微环境的变化敏感，通过检测水分子微观运动的变化，可以推测组织病理生理学改变。所以通过DWI对组织信号的相对衰减进行观察，在肿瘤的诊断检出、定性方面有重要作用。肿瘤的实性部分细胞的密度相对较高，因此DWI会有时间较长的高信号显示。但如果T2弛豫时间相对较长，那么在DWI上面也会有持续高信号现象的出现，而这正是导致误诊的原因之一。ADC值是DWI最重要的评价参数，反映组织中水分子的扩散程度和扩散阻力的整体情况，可以进行定量分析。同时ADC值也可反映组织的细胞密度，组织的细胞密度越大，ADC值越低，而肿瘤细胞大部分都较起源组织细胞都密集，核浆比高，从而使水分子自由扩散受到限制，在DWI图上呈相对的高信号，ADC值则较低。当细胞膜完整、细胞间隙小，细胞致密时，会导致水分子扩散受限，DWI呈高信号，ADC值则较低；当细胞膜被破坏、细胞之间隙增加、细胞疏松时，则水分子运动就会自由，DWI呈低信号，ADC值则较高[7,8]。

在本研究中，肿瘤组织在DWI表现为高信号，表明水分子扩散运动受限。抗肿瘤治疗后有效的患者，肿瘤细胞溶解、破裂，细胞间隙增宽，细胞内外的水分子自由运动增加，DWI信号随之降低。而研究发现ADC值会在抗肿瘤治疗后，随着肿瘤细胞水肿、坏死、溶解、凋亡、细胞皱缩、细胞外液重吸收等过程变化，而出现减小、升高、再次减小的变化；但是如果肿瘤细胞重新生长，ADC值则会持续减小[9，10]。在本次研究中，化疗前ADC图以蓝、绿、黄色为主，而化疗后，ADC图以红、黄绿色为主。计算ADC平均值也显示化疗后，ADC值有显著升高。

本研究对46例中晚期非小细胞肺癌接受化疗的患者的临床资料进行分析，比较ADC值化疗前后的变化。化疗后1周，患者ADC值较化疗前显著升高，而化疗后2周，ADC值持续升高，而化疗后1周肿瘤的长径较化疗前有所下降，但差异不显著，化疗后2周，肿瘤长径较化疗前显著下降。ADC平均变化率与肿瘤长径的变化率具有相关性，肿瘤长径越长，则ADC平均值越低。对不同临床疗效的患者ADC值化疗前后进行比较，结果显示PR组化疗后ADC平均值显著升高，而SD组有所升高，但是与化疗前比较，变化不明显。提示ADC值可以用于非小细胞肺癌化疗后临床疗效的评估。

由于磁共振检查相对较慢，在胸部扫描容易受到呼吸运动伪影、心脏和大血管搏动伪影的影响，特别是对于那些呼吸急促、不能自主均匀呼吸患者，不能获得清晰的DWI图像而影响诊断，因此DWI在肺部的应用还存在一定的局限性。

综上所述，化疗前后ADC值的变化与肿瘤长径的变化具有相关性，因此测量化疗前后ADC值可以评估化疗疗效，而疗效好的患者在化疗后2周ADC值显著升高，这也支持ADC可以用于非小细胞肺癌化疗化疗评估的结论。

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Applicaton of DWI in assessment of clinical efficacy of chemotherapy for NSCLC

TANG Lirong1FENG Jianguo2
1.Radiology Department,Zhejiang Cancer Hospital,Hangzhou310022,China;2.Zhejiang Cancer Research Institute, Hangzhou310022,China

Objective To discuss clinical significance of DWI in assessment of clinical efficacy of chemotherapy for NSCLC.Methods Clinical data of 46 cases with NSCLC treated by chemotherapy were retrospectively analyzed.All cases were detected by MRI and DWI before and after chemotherapy,and ADC was detected.Results DWI showed high signal,and ADC showed blue,green and yellow before chemotherapy,and DWI showed high signal,and ADC showed red and yellow grean after chemotherapy.ADC increased apparently at 1 week and 2 weeks after chemotherapy compared before chemotherapy(P all＜0.01).ADC rate of change was related to major axis rate of change(r=0.775，P＜0.01).After chemotherapy,ADC of PR group increased mostly,SD group showed no significantly increased,which showed significant difference in three groups(P＜0.01).Conclusion ADC of before and after chemotherapy can be used in curative effect evaluation chemotherapy.

DWI;NSCLC;Chemotherapy

R734.2

B

1673-9701（2015）06-0084-03

2014-04-14）

浙江省自然科学基金（LY13H160028）