IVIM-MRI 在宫颈癌根治性同步放化疗效果评价中的应用价值

李伟兰 谢宗源 王雅静 李 晖 陈伟彬 王志强 张惠英

华北理工大学附属医院影像科，河北唐山 063000

宫颈癌在妇科肿瘤中发病率最高[1]。早期宫颈癌有手术根治机会，但部分患者发现时已是中晚期，同步放化疗是其首选的治疗手段[2]。目前，MRI 是宫颈癌诊断分期与疗效评价的重要检查方法，常规形态学观察已不能满足临床需要，功能学检查扮演了重要的角色[3-4]。体素内不相干运动（introvoxel incoherent motion，IVIM）是一种无创的检查手段，可观察癌细胞的微观变化[5-6]。IVIM 利用双指数曲线拟合分析得到3 个参数：①扩散系数（D），观察病灶内水分子纯扩散运动；②假扩散系数（D*），观察病灶内灌注相关扩散运动；③灌注分数（f），观察病灶内微循环灌注效应占总体扩散效应的容积比[7]。本研究意在探讨IVIM-MRI 在中晚期宫颈癌根治性同步放化疗评价中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究通过华北理工大学附属医院伦理委员会批准（批号：20200228011），收集2019 年2 月至2021 年6 月华北理工大学附属医院诊治的宫颈癌患者67 例，均知情同意。纳入标准：①经病理学结果证实，临床及影像诊断为中晚期宫颈癌（FIGO 2018 分期为Ⅱb～Ⅳb 期）；②完成根治性同步放化疗；③在治疗前3 d内（治疗前）、治疗3 周（治疗中）及治疗结束后3 d（治疗后）行常规MRI、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）及IVIM 扫描。排除标准：各种原因导致的MRI 图像欠佳。受试者年龄38～77 岁，平均（55.1±7.9）岁；均为鳞癌；FIGO 分期Ⅱb 期33 例、Ⅲa 期19 例、Ⅲb 期8 例、Ⅲc1r 期2 例、Ⅲc2r 期2 例、Ⅳa 期2 例、Ⅳb 期1 例。

1.2 治疗方案

采取体外照射与腔内照射两种放疗方式，体外照射范围包括肿瘤原发灶以及周围可疑受侵区域，照射总剂量为50.4 Gy，单个位置为1.8 Gy，5 次/周；腔内治疗使用施源器，根据主病灶所在位置及体积控制其深浅，放射源为铱-192，总剂量为6.0～30.0 Gy，单个位置为6.0～7.0 Gy，1 次/周。化疗与放疗同步进行，采用顺铂40 mg/m2，3 周为1 个疗程，每个疗程使用1 次，共2 个疗程。

1.3 检查方法

应用飞利浦Ingenia 3.0T MR 仪，全数字体部成像线圈，行盆腔MR 扫描。扫描序列：矢状位fsT2WI，斜轴位T1WI、T2WI，冠状位T2WI、DWI（b 值取0、800 s/mm2）、IVIM 序列。IVIM：斜轴位自旋回波-平面回波成像，TR 5600 ms，TE 68 ms，成像野312 mm×315 mm，层厚4.0 mm，NEX 为2，b 值取0、50、100、150、200、300、400、600、800、1000 s/mm2。

1.4 图像分析及疗效评估

所有资料均由3 名高年资影像科医师采用双盲法独立判断，意见不统一时经协商达成一致。在常规图像上测量肿瘤在治疗前后的最大径，取3 名医师测量的平均数。治疗中及治疗后将感兴趣区（region of interest，ROI）放在与病灶治疗前相对应的层面和位置。利用DWI 图像得到表观弥散系数（apparent dif fusion coeffecient，ADC）值，MITK 软件处理IVIM 图得到D、D*、f 值；结合T2WI 及高b 值弥散图像在肿瘤病变的最大横截面上选取ROI，尽量选取肿瘤实质部分，避开出血、坏死、囊变区等。根据RECIST[8]分为两组，将治疗后肿瘤体积比治疗前减少1/3 以上的患者纳入治疗敏感组，其余为治疗非敏感组。计算肿瘤消退率、治疗中及治疗后各参数变化率。肿瘤消退率=（治疗前肿瘤最大径-治疗中或治疗后肿瘤最大径）/治疗前肿瘤最大径×100%。变化率=（治疗中或治疗后参数－治疗前参数）/治疗前参数×100%。

1.5 统计学方法

采用SPSS 17.0 统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（）表示，比较采用t 检验；计数资料用例数或百分率表示，比较采用χ2检验；Pearson相关性分析治疗前、中、后期各参数变化率与肿瘤最终消退率之间的关系。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 宫颈癌患者治疗前后病灶最大径

67 例患者治疗前、后病灶最大径分别为（4.71±1.68）、（1.61±0.86）cm。

2.2 两组一般资料比较

治疗敏感组55 例，治疗非敏感组12 例。治疗敏感组年龄41～77 岁，平均（55.8±8.0）岁；FIGO 分期Ⅱb 期27 例、Ⅲa 期17 例、Ⅲb 期6 例、Ⅲc1r 期2 例、Ⅲc2r 期2 例、Ⅳa 期1 例、Ⅳb 期0 例。治疗非敏感组年龄38～67 岁，平均（52.2±6.9）岁；FIGO 分期Ⅱb 期6 例、Ⅲa期2 例、Ⅲb 期2 例、Ⅲc1r 期0 例、Ⅲc2r 期0 例、Ⅳa期1 例、Ⅳb 期1 例。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.3 两组治疗前、中、后影像参数比较

治疗前，治疗敏感组ADC 值、D 值、D* 值高于治疗非敏感组（P＜0.05）；治疗中，治疗敏感组ADC 值、D 值、D* 值、f 值高于治疗非敏感组（P＜0.05）；治疗后，治疗敏感组ADC 值、D 值、f 值高于治疗非敏感组（P＜0.05）。见表1。

表1 两组治疗前、中、后影像参数比较（）

表1 两组治疗前、中、后影像参数比较（）

注 ADC：表观弥散系数；D：扩散系数；D*：假扩散系数；f：灌注分数

2.4 两组治疗中及治疗后影像参数变化率比较

治疗中及治疗后，治疗敏感组ADC 值、D 值、f 值变化率高于治疗非敏感组（P＜0.05）。见表2。

表2 两组治疗中及治疗后影像参数变化率比较（%，）

表2 两组治疗中及治疗后影像参数变化率比较（%，）

注 ADC：表观弥散系数；D：扩散系数；D*：假扩散系数；f：灌注分数

2.5 宫颈癌患者影像参数与肿瘤消退率的相关性分析

67 例患者肿瘤消退率为（66.3±24.8）%。治疗前，ADC 值、f 值与肿瘤消退率呈正相关（r＞0，P＜0.05）；治疗中，ADC值、D 值变化率与肿瘤消退率呈正相关（r＞0，P＜0.05）；治疗后，ADC 值、D 值变化率与肿瘤消退率呈正相关（r＞0，P＜0.05）。见表3。

表3 宫颈癌患者影像参数与肿瘤消退率的相关性分析

3 讨论

宫颈癌组织肿瘤细胞分布密集，自由水分子的运动空间小，经过根治性同步放化疗后，部分肿瘤细胞被毁损，细胞密度会有一定程度的下降，进而ADC 值与D 值升高[9]，本研究结果印证了这一论点。本研究结果显示，治疗中及治疗后，治疗敏感组ADC 值、D 值变化率显著高于治疗非敏感组；ADC 值、D 值变化率与肿瘤消退率呈正相关（r＞0，P＜0.05）。可能是由于治疗非敏感组的肿瘤细胞排列更紧密，对治疗的敏感度稍逊色[10]，进而推断ADC 值与D 值可以预测宫颈癌患者的预后，在治疗中可为临床的下一步治疗提供可靠的参考。

D* 值可真实反映肿瘤细胞的灌注情况[11-12]，研究证实恶性病变D* 值较良性病变相对更高[13]，但肿瘤出血囊变坏死区D* 值是明显减低的，与肿瘤灌注的血流量和血容量呈正相关[14]。提示D*值在观察灌注的同时，可反映肿瘤组织内部坏死成分。本研究结果显示，两组治疗后D* 值及其变化率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），与武小鹏等[15]结果一致，可能与宫颈肿瘤细胞本身的病理特性相关；放化疗仅仅是将肿瘤细胞的数量减少，而灌注则由自身性质所决定，即使病灶在治疗后有缓解、缩小的迹象，但肿瘤细胞的灌注并没有明显降低；此外，由于D* 的稳定性较差，患者检查时血流动力学因素和心动周期都可能会影响到D*[16]，如何获得更加稳定的D*或许是今后的研究方向。

本研究结果显示，治疗前，两组f 值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗中及治疗后，治疗敏感组f 值显著高于非敏感组。关于f 值对恶性肿瘤细胞的评估，Jalnefjord 等[17]认为，f 值可很好地预测消化道肿瘤的预后，f 值减低代表放化疗的效果不佳，且数值与5 年生存率呈负相关。但f 值受多种因素影响[18-21]，如微血管的通透性、细胞表面的交换面积、细胞内外间隙容积及其内流体压力等。放化疗可以使肿瘤细胞f 值升高，可能是由于肿瘤细胞被毁损，占比相对下降，而血管灌注占比相对上升[22-24]；此外，放射野非肿瘤区域的放射性炎症病变会使局部液体循环加快、增多，ROI 选取时可能会触碰到这些区域而造成肿瘤f 值增长[25]。

综上所述，IVIM 参数及其变化率对中晚期宫颈癌根治性放化疗的评价和预后评估有一定的指导意义，但仍需加大样本量进行验证，才能获得可靠结论。