动态对比增强磁共振成像联合扩散加权成像对鼻咽癌患者放射治疗效果的预测价值

翁智麟，黄碧兰，林益军

莆田学院附属医院 （福建莆田 351100）

鼻咽癌发病较隐匿，早期患者无特殊症状，随着疾病进展，患者会出现鼻塞、耳鸣、涕中带血、复视等症状，病灶转移率、致死率均较高[1]。放射治疗是治疗中晚期鼻咽癌患者的有效方式，可利用放射线消除局部肿瘤，延长患者生存期[2]。而预测鼻咽癌患者放射治疗效果对于及时调整患者的治疗方案、改善预后具有重要意义。MRI 因其高效、操作简单、图像分辨率高等特点被广泛用于鼻咽癌诊断中，并取得了较好的效果[3]。有研究显示，动态对比增强磁共振成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）、扩 散 加权成像（Diffusion-weighted imaging，DWI）等成像技术可在体状态下评估组织的代谢及生理变化、肿瘤微循环状态等，为临床诊断与治疗肿瘤疾病提供参考[4]。基于此，本研究旨在探讨DCE-MRI 联合DWI 对鼻咽癌患者放射治疗效果的预测价值,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021 年7 月至2022 年12 月我院收治的80 例鼻咽癌患者，患者均签署知情同意书。其中男56 例，女24 例；年龄30～68 岁，平均（48.62±4.43）岁；Ⅱ期35 例，Ⅲ期45 例。纳入标准：均符合鼻咽癌诊断标准[5]；均经病理检查确诊，且至少有1 个明确可测量的病灶；患者均接受放射治疗；患者自愿接受DCE-MRI 和DWI 检查。排除标准：体内有金属植入；有幽闭恐惧症；合并其他恶性肿瘤；精神异常；合并脑、心、肝、肾等其他脏器疾病。

1.2 方法

所有患者均于放射治疗前行MRI 检查，后行调强放射治疗，用6 MV-X 线常规分割照射，每次肿瘤剂量为215 cGy，参考等量线95%， 1次/d，5次/周，共治疗33 次，总剂量为7 095 cGy，放射治疗后再次进行MRI 检查，扫描参数与治疗前MRI 检查一致。

MRI 检查所用仪器为磁共振扫描仪（SIEMENS Verio 3.0T），头颈联合线圈。患者取仰卧位，平静呼吸。DWI 扫描：自旋回波-回波平面成像（spin echo-echo planar imaging，SE-EPI）序 列，FOV 为22 mm×22 mm，TE 83 ms，TR 9700 ms；层距1 mm，层厚4 mm，矩阵 160×160，激发次数2 次，b 值取400 s/mm2、800 s/mm2。

DCE-MRI 扫描参数如下：TE 1.3 ms，TR 5.5 ms，层厚3 mm，无间距扫描，激发2 次，FOV 为24 mm×24 mm，矩阵320×256，每期扫描9 s，层数10 层。扫描结束后经患者肘静脉用高压注射器以2 ml/s 注射对比剂钆贝葡胺注射液（上海博莱科信谊药业有限责任公司，国药准字H20054702，规格：15 ml∶7.935 g）0.1 mmol/L，再以20 ml 0.9%氯化钠注射液用2 ml/s 冲洗导管。于9°翻转角的2D-SPGR 序列上行多期DCE-MRI 扫描，每期88 层，冠状位、矢状位、横轴位各1 期。

1.3 疗效评价

根据实体瘤疗效评价标准（response evaluation criteria in solid tumors，RECIST）[6]评估患者放射治疗后的效果，完全缓解（complete response，CR）：原病灶完全消失；部分缓解（partial response，PR）：原病灶最大径之和减少30%以上；稳定（stable disease，SD）：未达到PR 或进展（progressive disease，PD）标准；PD：有新病灶或原病灶扩大>20%。将CR+PR 纳入有效组，将PD+SD 纳入无效组。肿瘤面积以治疗前后肿瘤最大层面的双径乘积代表，肿瘤消退率=（治疗前肿瘤面积-治疗后肿瘤面积）/治疗前肿瘤面积×100%。

1.4 观察指标

比较鼻咽癌患者放射治疗前后b值取400 s/mm2、800 s/mm2时 的 表 观 弥 散 系 数（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）、DCE-MRI 参数[容积转运常数（Ktrans）、速率常数（Kep）、血浆容积分数（Ve）]，并分析鼻咽癌患者放射治疗前的DCE-MRI、DWI参数与肿瘤消退率的关系，评估DCE-MRI 联合DWI 对鼻咽癌患者放射治疗效果的预测价值。

1.5 统计学处理

采用SPSS 23.0 统计学软件对数据进行分析和处理。计量资料以±s表示，采用t检验。计数资料以率表示，采用χ2检验。采用Pearson相关性分析鼻咽癌患者放射治疗前的DCE-MRI、DWI参数与肿瘤消退率的关系。绘制受试者工作特征曲 线（receiver operating characteristic curve，ROC），并计算曲线下面积（area under curve，AUC），评估DCE-MRI 联合DWI 对鼻咽癌患者放射治疗效果的预测价值，AUC>0.9 表示预测价值较高，0.71～0.90 表示有一定预测价值，0.5～0.7 表示预测价值较差。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 放射治疗前后的DWI 参数比较

鼻咽癌患者放疗后的b 取400 s/mm2、800 s/mm2时ADC值为（0.99±0.10）×10-3mm2/s、（0.95±0.09）×10-3mm2/s 高于放疗前（0.82±0.08）×10-3mm2/s、（0.76±0.07）×10-3mm2/s，差异有统计学意义（t=11.873、14.905，P<0.05）。

2.2 放射治疗前后的DCE-MRI 参数比较

鼻咽癌患者放疗后的Ktrans、Kep低于放疗前，Ve高于放疗前，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

表1 鼻咽癌患者放射治疗前后的DCE-MRI 参数比较（±s）

表1 鼻咽癌患者放射治疗前后的DCE-MRI 参数比较（±s）

注：Ktrans 为容积转运常数；Kep 为速率常数；Ve 为血浆容积分数

时间 例数 Ktrans（min） Kep（/min） Ve放疗前 80 0.27±0.03 0.73±0.07 0.35±0.03放疗后 80 0.18±0.02 0.44±0.04 0.46±0.04 t 22.326 32.173 19.677 P<0.001 <0.001 <0.001

2.3 鼻咽癌患者放射治疗前的DCE-MRI、DWI 参数与肿瘤消退率的关系

80例患者放疗后的肿瘤消退率为0.12%～52.11%，平均（29.78±2.30）%。Pearson相关性分析显示，鼻咽癌患者治疗前Ktrans、Kep与肿瘤消退率呈正相关（r>0，P<0.05），Ve和b 取400 s/mm2、800 s/mm2时ADC 值与肿瘤消退率无相关性（P>0.05），见表2。

表2 鼻咽癌患者放射治疗前的DCE-MRI、DWI 参数与肿瘤消退率的相关性

2.4 治疗有效与无效组的ΔKtrans 、ΔKep 比较

治疗有效组的ΔKtrans、ΔKep低于无效组，差异有统计学意义（P<0.05），Ktrans、Kep治疗前后的变化较大（P<0.05），见表3。

表3 治疗有效与无效组的ΔKtrans、ΔKep 比较（min-1，±s）

表3 治疗有效与无效组的ΔKtrans、ΔKep 比较（min-1，±s）

注：ΔKtrans =放 疗 后Ktrans -放 疗 前Ktrans；ΔKep =放 疗 后Kep-放疗前Kep；Ktrans 为容积转运常数；Kep 为速率常数

组别 例数 ΔKtrans ΔKep有效组 51 -0.11±0.02 -0.35±0.04无效组 29 -0.05±0.01 -0.18±0.01 t 15.089 22.435 P<0.001 <0.001

2.5 ΔKtrans、ΔKep 对鼻咽癌患者放射治疗效果的预测价值

将鼻咽癌患者的放疗效果作为状态变量（1=无效，0=有效），将患者的ΔKtrans、ΔKep作为检验变量，绘制ROC 曲线图（见图1），结果显示，ΔKtrans、ΔKep及二者联合预测鼻咽癌患者放射治疗无效的AUC为0.792、0.787、0.916，预测价值较好，当ΔKtrans、ΔKepcut-off 值分别取-0.075、-0.315 /min，可获得最佳预测值，见表4。

图1 ΔKtrans、ΔKep 及两者联合预测鼻咽癌患者放疗效果的ROC 曲线图

表4 ΔKtrans、ΔKep 对鼻咽癌患者放射治疗效果的预测价值

3 讨论

目前，鼻咽癌的疗效评估多参考CT、MRI 的检查结果，其中CT 检查价格低廉、成像速度快，但具有辐射性，不利于患者的健康及定期复查，临床推广受限。MRI 检查可多参数、多方位成像，清晰显示肿瘤的大小、范围、部位，且对病灶软组织具有较高的分辨率，可为肿瘤的变化及临床分期判断提供有效的依据[7]。但常规MRI 平扫无法反映鼻咽癌患者放射治疗期间的病灶内部微观结构变化，不利于疗效评估。DWI 可于活体上进行水分子扩散测量与成像，通过无创性检测水分子运动状态的改变反映细胞密度和组织结构等[8]。DCE-MRI 是采用药代动力学模型、动态增强图像，通过观察对比剂浓度在组织中随着时间的变化规律定量描述肿瘤微血管通透性、血管生成等[9]。目前，DCE-MRI 联合DWI已被广泛用于食管癌放射治疗疗效评估中，效果显著[10]。由此推测，DCE-MRI 联合DWI 可能会对鼻咽癌患者放射治疗效果有较好的预测价值。

本研究结果显示，鼻咽癌患者放疗后的b 取400 s/mm2、800 s/mm2时ADC 值 均 高 于 放 疗 前，Ktrans、Kep低于放射治疗前，说明DCE-MRI 联合DWI 检查可反映鼻咽癌患者放射治疗前后的病灶变化。分析原因在于，DWI 检查可利用ADC 值反映肿瘤组织内的水分子扩散范围及速度，从微管分子水平上反映肿瘤组织的病理学改变[11]。鼻咽癌患者肿瘤细胞代谢旺盛，细胞排列紧密且增殖较快，细胞间隙狭窄，肿瘤内水分子的扩散明显受限，故放射治疗前的鼻咽癌患者ADC 值较低。而放射治疗促使鼻咽癌患者的肿瘤细胞死亡，其细胞外间隙增加，水分子扩散增加，故放射治疗后的ADC 值较高。而随着b 值增加，MRI 对水分子扩散运动的敏感度增加的同时患者图像质量会受到影响。DWI 检查时需选择合适的b 值，以便其既能保持对水分子扩散运动的高灵敏度，又能获得较高的图像质量，从而为该类患者疗效的评估提供依据。

DCE-MRI 定量参数中，Ktrans反映肿瘤微血管灌注情况，Kep反映肿瘤组织血管渗透性及血管灌注情况，两者水平降低说明肿瘤细胞含氧量较低，处于缺氧、缺血状况[12]。放射治疗可抑制肿瘤患者血管内皮生长因子表达，促使肿瘤组织的毛细血管坏死、变形，减轻其血液灌注，故鼻咽癌患者放射治疗前Ktrans、Kep水平较高，治疗后Ktrans、Kep水平较低。本研究结果显示，治疗前Ktrans、Kep与肿瘤消退率呈正相关，治疗有效组的ΔKtrans、ΔKep低于无效组，Ktrans、Kep治疗前后的变化较大。进一步绘制ROC曲线图，结果显示，ΔKtrans、ΔKep及两者联合预测鼻咽癌患者放射治疗无效的AUC为0.792、0.787、0.916，预测价值较好，当ΔKtrans、ΔKepcut-off 值分别取-0.075、-0.315 min-1，可获得最佳预测值，说明Ktrans、Kep与鼻咽癌患者放射治疗效果密切相关，可通过监测患者放疗前后的Ktrans、Kep变化观察放射治疗的效果。Ve可反映肿瘤细胞外血管外容积，而放射治疗可阻碍肿瘤组织增生，减少肿瘤细胞的密度、数量，使对比剂在细胞外间隙内积聚时间延长，造成Ve升高。但本研究结果显示，Ve与肿瘤消退率无相关性，可能与低灌注的肿瘤组织微循环含氧量较低，可能会对放射治疗产生抗拒有关。

综上所述，DCE-MRI 联合DWI 检查可反映鼻咽癌患者放射治疗前后的病灶变化，其中Ktrans、Kep与放射治疗效果密切相关，可通过监测患者放射治疗前后的Ktrans、Kep变化观察放射治疗的效果。