DCE-MRI 与DWI 在鼻咽癌诊疗中的研究进展

农高翔,黄筠洋（通信作者）

（1 右江民族医学院研究生院 广西 百色 533000）

（2 右江民族医学院附属西南医院放射科 广西 百色 533000）

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）具有独特的地理和人群分布，这归因于遗传和环境因素[1]。2020年全球癌症统计报告显示：2020年将有13 万例NPC 新发病例和8 万例死亡病例，以男性为主[1]。一项纳入了9 项研究、337 例鼻咽癌患者的荟萃分析发现，MRI 对鼻咽癌检测具有较高的敏感性、特异性和阴性预测价值[2]。MRI 可能有助于内镜活检前的病变检测，并有助于决定在检查后疾病概率较低的患者中避免活检。目前用于NPC 的MRI 成像技术主要有动态对比增强磁共振成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）和弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）。两种技术无论在单一成像还是联合应用均对NPC 的诊断、治疗具有指导作用。

1 DCE-MRI

鼻咽癌的治疗以放化疗为主，而DCE-MRI 可以更好地显示肿瘤边界，对精准把控鼻咽癌的照射范围及周围正常组织的保护至关重要[3]。DCE-MRI 在常规MRI的基础上，采用血管内造影剂注射和快速MRI采集技术，不仅可以揭示肿瘤的形态学信息，还可以提供肿瘤血流动力学数据[4]。有研究表明DCE-MRI 的分析参数可作为NPC 放疗中“数字剂量绘画”的肿瘤靶区参考[5]。DCE-MRI 参数中低A（Brix）的肿瘤最具侵袭性，且与缺氧基因HIF-1a 蛋白上调显著关联，研究还发现低A（Brix）、高表达HIF-1a 的患者预后较差，并建议使用DCE-MRI 来无创地识别缺氧相关的放化疗耐药性患者[6]。因此DCE-MRI 是NPC 诊断、治疗及预后评估不可或缺的功能成像。

1.1 半定量参数

半定量参数在一定程度上能反映血管内造影剂浓度的变化，虽然准确性不及定量参数，但由于其操作简单、后处理方便和参数获取容易等优点，在常规临床实践中更直接、更可行[7]，在鼻咽癌的DCE-MRI 半定量参数研究中发现，T1/2 期（n=18）和T3/4 期（n=27）患者的MaxEn（P=0.030）和iAUC（P=0.039）均存在显著差异；然而，iAUC 是唯一的自变量，敏感性分别为69.6%和76.5%；N 分期各阶段间半定量参数值差异无统计学意义。该研究还发现结局较差的患者其ER、MaxEn 和iAUC 往往更高[7]。Reynold 等[8]的研究发现TTP 是低级别肿瘤中最具鉴别性的DCE-MRI 参数，但对于高级别肿瘤，鉴别能力最明显的为IRE，其次是TTP，最后为iAUC，另iAUC 已被用于监测肿瘤药物的效果参数，iAUC 值持续减低说明阻断肿瘤内血管生成效果更好。Lallemand F 开发了一个临床前模型，证明了DCE-MRI 的半定量分析在新辅助放疗时间表和手术时机对肿瘤转移扩散的重要作用。该研究结果发现DCEMRI 的半量参数WashinSlope 峰值/达到峰值的时间在放疗第6 天的峰值最高，且小鼠在肿瘤灌注峰值前和后手术肺组织的转移范围具有显著差异，放疗后第6 天出现峰值后小鼠进行肿瘤切除其肺组织的转移范围较低，表示半定量参数峰值/达到峰值的时间在指导肿瘤手术时机具有重要意义[9]。通过对半定量参数进行分析，能够显示肿瘤内部是否出现明显的血管闭塞性坏死改变，病灶内微血管密度的改变等。而通过半定量参数的明确，则能够直接地将肿瘤内部的血流变化过程中予以反应，能够在一定程度上对患者的预后进行判断。可见，半定量参数能够对鼻咽癌患者行无创性、非侵入性的血管生成评价。为DCE-MRI 在鼻咽癌的诊疗应用中提供理论基础。

1.2 定量参数

定量参数是确定动脉输入函数（arterial input function，AIF）值后，将数学PK 模型拟合到动态获取的组织浓度曲线而得出来的可量化的模型参数数值，与肿瘤结构变化表现为更直接的相关性。常用参数有容积转移常数（influx transfer const nt,Ktrans）、速率常数（efflu rate constant,Kep）、血管外细胞外间隙容积分数（fractional volume,Ve）和血管内容积分数（fractional volume of plasma,Vp）等。Ktrans能表征微血管和组织渗透性，肿瘤血管越丰富，渗透速度越快，其值越高。研究显示该参数持续减低时，提示肿瘤的抗血管生成治疗阳性反应明显，是肿瘤中最具鉴别性的定量DCE-MRI 参数，可以提示肿瘤进展[10]。Ve值与细胞容积空间有关，肿瘤细胞容积越大，所需的氧气及营养越多，因此，参数Ve提示肿瘤的恶性程度，着重表征肿瘤的侵袭能力。

研究显示定量参数可以对鼻咽癌的乏氧状态及血管生成进行有效评估[11]。在对鼻咽癌的诊断、分期、疗效评估中均展现重要作用。Ktrans的平均数与鼻咽癌T 分期存在显著正相关，但Ktrans值的偏度、峰度随临床分期的增加而减小[10]。另外Ktrans在跨分期的对比中更具差异性，即T4Ktrans值高于T2 期组[12]。表明了Ktrans可以作为NPC 分期的影像学参考。而在疗效的评估中，研究发现治疗前Ktrans值被认为是NPC 近期疗效的独立预测因子（t=2.102，P=0.041)，治疗前高Ktrans值较低Ktrans值的NPC 患者更有可能达到完全缓解的治疗效果（U=2.295，P=0.022)[12]。通过对K 值的斜率进行分析，能够对患者图像上疾病变化情况予以反应。将该数值水平与ROC 曲线相互融合，能够提升鼻咽癌诊断效能明确的准确度。特别是对常规CT 难以鉴别的鼻咽癌2 种肿瘤提供了一种有效的鉴别方式，利于提升CT 在鼻咽癌鼻部肿瘤患者中的应用价值。

2 DWI

DWI-MRI 是一种测量组织内水分子随机布朗运动的MRI 成像技术[13]。肿瘤细胞膜功能紊乱及复杂的大分子结构阻碍水分子的扩散，通过比较治疗干预后肿瘤内游离水扩散性的变化，可以监测治疗反应。有效的治疗可以减少肿瘤细胞，扩大细胞外空间，水扩散率向更高值转变。目前多数研究焦点在于表观弥散系数（apparent diffusion coefficie ，ADC）的弥散性与肿瘤细胞的关系。

ADC 值在鼻咽癌的鉴别诊断中具有显著意义，与非癌患者的鉴别中，聂林等[14]发现NPC 患者ADC 值低于非癌患者（P＜0.05）。该学者在NPC 与鼻咽淋巴瘤的鉴别研究中也发现NPC 患者ADC 值依旧低于鼻咽淋巴瘤[15]，说明DWI 的ADC 值在鼻咽癌与鼻咽其他疾病的鉴别诊断中的具有不可低估价值。另外它在治疗及疗效评估中的作用同样出色。文翠等[16]在利用MRI 的扩散加权成像序列和CT 增强技术分别对NPC 患者进行靶区勾画，结果发现MRI 组平均靶区体积、均质性指数值、适形度指数值显著均小于CT 组，且MRI 组视神经、脑干照射剂量均小于CT 组（P＜0.05）。说明MRI 组DWI 技术可以提高NPC 肿瘤靶区勾画的准确度和减少正常组织的照射量。王忠等[17]分析NPC 放疗前、中、后的DWI 的ADC 值动态变化情况及相关性，结果发现32例NPC 肿瘤体积随放疗时间的延长呈不同程度的缩小，不同时间段的ADC 值差异具有统计学意义，且放疗晚期的ADC 值升高幅度明显大于放疗早期，指出肿瘤体积与ADC 值呈负相关的关系。以上多项研究均说明了ADC的值与肿瘤细胞成反比，能较好地监测NPC 放射治疗后肿瘤的消退情况和治疗的敏感性。还有研究上传采用不同MRI 序列组合来提取NPC 的特征，用以预测鼻咽癌患者的复发和转移风险，结果表明，基于DWI 和ADC序列影像组学特征的随机森林RF 模型比基于常规MRI平扫T2WI 和T1WI 图像的RF 模型具有更高的预后预测效果[18]。综上所述，DWI 技术在NPC 的诊断治疗等方面具有巨大作用。因DWI 能够用于对组织中的布朗运动情况做监测，而其测量的ADC 值则能够反应机体中不同组织中布朗运动的活动程度明确显示。当肿瘤细胞出现生长时空的条件下，则会出现组织密度高导致水分子扩散受限的情况发生。因此，ADC 值能够在一定程度上反映了鼻咽癌患者肿瘤的增殖程度，同时对于增殖较为活跃的组织是具有更为敏感的化疗效果的。

3 小结

近年来鼻咽癌的患病呈现年轻化趋势，因此如何利用影像学标志物进行准确分期及疗效评估是鼻咽癌的重中之重，目前大部分的研究均认为DCE-MRI 定量参数K 值与鼻咽癌体积成正比，DWI 的ADC 值与之负相关，但半定量参数的研究结果尚未形成统一共识。DCE-MRI和DWI 两者具有不同的作用机理却又相辅相成，联合检查对于鼻咽癌的诊治评估效果更优。期待未来的影像学检查能在经济、无创下更高效地为NPC 患者提供诊断治疗参考。