IVIM-DWI相关参数在原发性鼻咽癌鉴别及疗效评估中的价值

伍榕霞 冯妹妹 福建医科大学附属肿瘤医院 福建省肿瘤医院放射诊断科,福建省福州市 350011

鼻咽癌(NPC)是一类在鼻咽部黏膜上皮处发生的恶性肿瘤,是我国常见的头颈部恶性肿瘤之一,近年来发病率呈现逐渐升高的趋势[1]。早期患者临床体征大多不明显,颈部淋巴结(LN)肿大是大部分患者就医的临床症状。核磁共振检查是临床用于鼻咽癌分期的重要方法,但是以形态改变为基础的影像学检查技术可以呈现的肿瘤信息相对不足,不能用来分析病灶在活体状态下的功能。扩散加权成像(DWI)能够呈现体素中水分子的扩散受限状况,能在细胞水平评估组织结构,可用于鼻咽癌早期疗效的评估,但是传统的DWI并未考虑组织的微循环灌注且基于水分子的各向同性运动理论[2]。近年来,体素内不相干运动扩散加权成象(IVIM-DWI)逐渐开展应用,在传统DWI的基础上,根据双指数模型提出的IVIM-DWI能够于体素水平实现“扩散”因素、“灌注”因素的有效分离,能够反映出组织微观环境的变化,不仅呈现出组织中水分子运动受限的真实程度,用真实扩散系数(D)表示,同时呈现出微循环灌注影响程度,用伪扩散系数(D*)及灌注分数(f)表示,但是目前临床对于该方法在鼻咽癌治疗后疗效评价方面应用相对少见[3]。本研究分析了IVIM-DWI相关参数在原发性鼻咽癌鉴别及治疗疗效评估中的作用,以期为临床诊疗提供指导和依据,现汇报如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020年6月—2022年12月在我院治疗的原发性鼻咽癌患者60例作为观察组,同时选取鼻咽慢性增生性炎症患者20例作为对照组,两组一般资料未见明显差异(P>0.05),见表1。纳入标准:(1)均有明确的病理学诊断结果;(2)在我院接受IVIM-DWI扫描;(3)入组前未接受过任何治疗;(4)观察组患者在我院接受放化疗治疗。排除标准:(1)并发其他头颈部病变或者肿瘤者;(2)影像图像质量欠佳;(3)依从性低,不配合治疗者。

表1 两组临床资料比较

1.2 方法 两组患者开展同步放化疗治疗,化疗方案为多西他赛(DTX)+顺铂(DDP)+5氟尿嘧啶(5-FU),21d为1个化疗周期,接受2～4个周期化疗;放疗采取调强放疗,2.12Gy/f×33F,5f/W,总剂量为70Gy。所有患者均在治疗开始前留存联系方式,每周对实验对象开展随访,随访途径为电话、家访等多种方法结合,及时记录患者病情变化。

1.3 观察指标 所有实验对象皆依次接受鼻咽部的常规MRI平扫、IVIM-DWI扫描和增强扫描,患者仰卧位,仪器为GE 3.0T DISCOVERY MR750w(美国)超导型磁共振成像仪,采用24通道头颈联合线圈,把扫描得到的IVIM-DWI原始图像信息传输至后处理软件上,于肿瘤最大截面进行兴趣区(ROI)的勾画,避开影响测量结果区域如囊变、坏死、出血等,勾画ROI最好选择肿瘤实体最大面积。

1.4 疗效标准 参照RECIST1.1标准,将肿瘤完全缓解及部分缓解纳入为有效,肿瘤进展或稳定纳入无效;有效即为肿瘤最长径缩小≥30%,无效为肿瘤最长径缩小<30%或增长。

2 结果

2.1 两组IVIM-DWI参数比较 观察组ADC值、D值及D*值明显低于对照组(P<0.05);两组f值对比无统计学差异(P>0.05),见表2。

表2 两组IVIM-DWI参数比较

2.2 IVIM-DWI参数鉴别原发性鼻咽癌的价值 ADC值、D值及D*值鉴别原发性鼻咽癌的ROC曲线下面积分别为0.682、0.770和0.677(P<0.05),其中D值ROC曲线下面积最大(P<0.05),见表3、图1。

图1 ADC值、D值及D*值鉴别原发性鼻咽癌的ROC曲线图

表3 ADC值、D值及D*值鉴别原发性鼻咽癌的ROC曲线参数

2.3 观察组不同疗效患者治疗前IVIM-DWI参数比较 观察组有效患者ADC值、D值明显高于无效患者(P<0.05);而D*、f值对比无统计学差异(P>0.05),见表4。

表4 观察组不同疗效患者治疗前IVIM-DWI参数比较

2.4 治疗前IVIM-DWI参数预测治疗疗效 ADC值、D值预测治疗有效的ROC曲线下面积(AUC)分别是0.777、0.725(P<0.05),见表5、图2。

图2 ADC值、D值预测原发性鼻咽癌治疗疗效的ROC曲线

表5 ADC值、D值预测原发性鼻咽癌治疗疗效的ROC曲线参数

3 讨论

鼻咽癌属于临床常见的头面部恶性肿瘤之一,随着人们对生物学和基因组织学研究的深入,对鼻咽癌认识也更为清晰,治疗效果得到了很大的提升,但是仍有部分患者在经过初次治疗后存在较高的局部区域复发与远处转移风险,虽然经过积极的治疗大多数患者可以获益,但是仅有部分患者可以获得长期生存,因此探讨最佳的治疗模式值得进一步研究[4]。鼻咽部处在头颅正中央,周围由坚硬骨质与软组织包围,同重要的器官和结构相邻近,鼻咽癌放疗后容易复发部位在鼻咽壁,而鼻咽腔内含有丰富的淋巴管,因此首次诊断鼻咽癌的患者中有近4/5均伴有颈部淋巴结(LN)转移,放疗后仍会有17%左右的失败率,所以对于NPC放疗后颈部LN复发患者的治疗非常关键[5]。研究发现鼻咽癌对于放疗和化疗相对敏感,但是在发病年龄、肿瘤分化程度以及侵犯状况方面均会对患者预后产生影响,近年来临床通过肿瘤微血管密度、血管内皮生长因子等对患者转移和预后进行评估,但是肿瘤微血管形成并非由单一因素起作用,而且多种血管因子共同参与调节的结果,因此单纯使用上述指标对患者转移、复发等进行预测价值有限[6-7]。MR作为鼻咽癌分期的基本手段和依据,通过形态学改变对鼻咽癌进行T和N分期,尤其是扩散加权成像的使用,能够呈现出水分子随机热运动状况,可以在细胞水平上对组织结构以及病理改变做出一定评估,在评估肿瘤早期疗效方面有着广泛应用。然而,传统DWI以单指数模型为基础,忽略了组织微循环灌注及肿瘤异质性的影响,所以,这些年在常规DWI基础上优化得到的体素内不相干运动DWI技术逐渐推行[8-9]。IVIM-DWI为双指数模型,能够由不同的定量参数对组织的扩散状况以及组织微血管灌注做出更精准的评估,可同时计算出3个相关参数:D值呈现出真实的水分子扩散,f值以及D*值则和微循环灌注存在联系。

有研究表明,绝大多数恶性肿瘤的ADC值相较良性肿瘤、肿瘤样病变显著偏低,同时肿瘤细胞分化水平愈低与恶性程度愈高,其ADC值愈小,原因主要在于恶性组织细胞存在不典型性增殖现象,肿瘤侵袭性越强则代谢越快,有丝分裂加快细胞外间隙减小,会限制周边水分子的扩散能力,表明ADC值负向相关于肿瘤细胞密度,低ADC值表明肿瘤细胞密度大、细胞增殖旺盛[10]。本研究发现放化疗有效的患者的ADC值、D值明显高于无效患者,这种变化的本质是因为放疗的电离效应以及化疗的细胞毒性反应,干预后肿瘤细胞数量减少,密度下降,细胞外间隙增宽,水分子自由扩散增加,从而导致在核磁共振检查中发生了变化[11]。相关研究表明,D值与肿瘤细胞/间质比呈负相关,也就是肿瘤细胞量大但间质成分少,呈现出较低的水分子扩散速率。肿瘤间质成分对肿瘤迅速增殖、浸润具有促进作用,同时产生屏障,对化疗药物的运输不利,使得疗效下降,同本文结果相似,此外对ROI进行勾画时即便注意规避肉眼能够发现的坏死区,但不易避免微小坏死灶,此类微小坏死灶会导致ROI的D值增大,肿瘤坏死周边则通常合并缺氧现象,缺氧可使水分子扩散加快从而降低放化疗疗效,所以,放化疗前存在较高D值者通常无法得到较好的疗效[12]。

本文结果显示,观察组ADC值、D值及D*值明显低于对照组,提示鼻咽癌患者开展IVIM-DWI检查表现为ADC值、D值及D*值显著降低。通过绘制ROC曲线发现,ADC值、D值及D*值鉴别原发性鼻咽癌的AUC各为0.682、0.770和0.677(P<0.05),提示IVIM-DWI检查对于鉴别鼻咽癌具有一定的诊断价值。观察组有效患者ADC值、D值明显高于无效患者,提示鼻咽癌患者开展IVIM-DWI检查对患者评估放化疗效果具有参考价值。预测鼻咽癌患者治疗效果发现,ADC值、D值预测治疗有效的AUC分别为0.777、0.725(P<0.05),提示IVIM-DWI检查对于鼻咽癌放化疗治疗效果评价具有一定的参考价值。本文结果发现IVIM-DWI检查对于鉴别鼻咽癌并评估治疗效果具有一定的价值,为临床选择检查手段提供了一定的依据,但是此项研究尚有部分缺陷,诸如病例数量有限,同时通过手动方式绘制ROI,可能导致结果存在一定偏倚,还应在后续实验中更为深入地探索研究,以便深入论证。

综上所述,ADC、D及D*3项IVIM-DWI相关参数在原发性鼻咽癌鉴别中有一定价值,此外ADC值和D值在预测治疗疗效中有一定应用价值。