磁共振擴散加權成像在鑒別鼻咽癌放療后鼻咽壞死與復發中的價值

楊百華 陳 英 徐鷺英 姚逸琦 吳君心

鼻咽壞死是鼻咽癌放療后嚴重的并發癥之一，而鼻咽癌經首程根治性放射治療后，仍有7% ～21%的復發率［1］，兩者在臨床上均可出現頭痛、鼻咽出血等癥狀，常規MRI檢查都可以表現為鼻咽部不規則強化以及不同程度的周圍軟組織水腫征象，因此，常導致鑒別診斷困難。水分子擴散是人體內一個重要的生物物理現象，體內水分子擴散的異常變化反映某些病理生理狀態［2］。磁共振擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)可以進行活體水分子擴散成像，為水分子擴散的定量研究提供了可能。本文旨在通過測量鼻咽癌放療后鼻咽壞死組織的ADC值，以研究放射性鼻咽壞死水分子的擴散情況，并與鼻咽癌復發病灶進行對照，探討其在鑒別鼻咽壞死與復發中的應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

1.1.1 放療后鼻咽壞死組 收集我院2008年7月至2010年12月鼻咽癌放療后鼻咽壞死患者35例，其中男26例，女9例，年齡30～70歲，平均(52.7±1.4)歲。臨床表現包括頭痛、鼻咽出血以及惡臭等，其中頭痛33例、鼻咽出血9例，27例伴有鼻咽不同程度的細菌感染癥狀。鼻咽壞死癥狀一般出現在末次放療后2～86個月，平均(10.2±3.2)個月。全組均行鼻咽MRI常規掃描及擴散加權成像檢查，并于MRI檢查后3～7d經病理活檢證實為鼻咽壞死且排除復發者。

1.1.2 鼻咽癌放療后復發組 同期隨機選取鼻咽癌放療后腫瘤復發患者35例，男25例，女10例，年齡30～65歲，平均(47.6±1.3)歲。12例有不同程度的頭痛，血涕25例，14例有腦神經受累而出現相應面麻、口角歪斜、復視等癥狀。全組患者均行鼻咽鏡檢查和MRI常規掃描及擴散加權成像，且經鼻咽活檢病理確診為復發，皆為低分化鱗狀細胞癌者。見表1。

1.2 檢查方法

1.2.1 儀器與方法 全部患者均使用超導型磁共振成像儀(Signa 1.5T Excite III HD，美國GE公司)和頭頸聯合表面線圈進行常規平掃、DWI及增強掃描檢查。常規平掃序列包括軸位 FSE T1FLAIR、PDWI、DWI(b=0s/mm2及 b=800s/mm2)。掃描參數:T1FLAIR TR 1 800ms，TE 25ms、TI 750ms;PDWI TR 3 600ms、TE 118ms;DWI(SE EPI)TR 6 000ms、TE 61.7ms。層厚5mm，層間距1mm，矩陣288×288，增強掃描選用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)，手背靜脈注射，注射速率 1.0ml/s，劑量為 0.1mmol/kg，均行 SE序列 T1WI軸位及冠狀位掃描，TR 560ms、TE 20ms，層厚5mm，層間距1mm，矩陣192×288，部分患者加掃矢狀位。

1.2.2 圖像及數據處理 所有DWI圖像用Functool 2分析軟件進行圖像分析。依據ADC圖并結合常規MRI及增強圖像，在對應DWI圖上，以病灶最大層面為中心的上下2～3個層面選擇3個感興趣區(ROI);采用適形勾畫測量，盡量包括病變區，避開囊變區、粘液滯留區及有偽影區域，測得三組ADC值，取其平均值列入統計。

1.3 統計學處理

用SPSS 17.0軟件將鼻咽癌放療后鼻咽壞死與復發的ADC值進行比較，檢驗前先行方差齊性檢驗，根據兩者方差齊同與否，采用獨立樣本t檢驗或近似t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 放療后鼻咽壞死在常規MRI可表現為鼻咽周圍軟組織結構的缺失，鼻咽的壞死組織在T1對比增強圖像上不能被強化或周圍不規則強化，T1WI低信號、T2WI高或稍高信號，在PDWI上呈現高信號，在DWI上常表現為不均勻的低信號，然而，伴有咽旁感染(n=27)可表現為不規則的稍高信號。見圖1的①～④。

2.2 鼻咽癌放療后復發表現為殘留的鼻咽部異常信號影的擴大或出現新的異常信號影，復發灶呈現T1WI低信號、T2WI為中等或稍高信號以及T1增強掃描呈不同程度的強化，DWI圖像上通常表現為高信號。見圖1的⑤～⑧。

2.3 計算所有感興趣區的平均ADC值，放療后鼻咽壞死組ADC最小值和最大值分別為(0.468±0.0580)×10-3mm2/s和(1.728±0.0527)×10-3mm2/s，平均值為(1.073±0.0383)×10-3mm2/s;放療后鼻咽癌復發組ADC最小值及最大值分別為(0.372±0.0456)×10-3mm2/s和(1.477±0.0675)×10-3mm2/s，平均值為(0.844±0.0309)×10-3mm2/s。兩組的ADC均值及最大值經t檢驗結果示壞死組大于復發組，兩組間差異有統計學意義 (t1=4.645，P＜0.001;t2=2.932，P＜0.005)。見圖2。

表1 兩組患者一般資料及ADC值()

表1 兩組患者一般資料及ADC值()

性別(n)ADC值(×10-3mm2/s)組別 年齡(a)最小值 最大值 平均值壞死組 26 9 52.7±1.4 0.468±0.0580 1.728±0.0527 1.07男 女3±0.0383復發組 25 10 47.6±1.3 0.372±0.0456 1.477±0.0675 0.844±0.0309

圖1 鼻咽壞死與復發的MRI表現

圖2 壞死組與復發組的ADC值比較

3 討論

放療后鼻咽壞死的機制是放療后造成局部組織低供血、低供氧和微循環障礙，從而影響膠原蛋白和細胞的再生，導致局部組織壞死。大多學者認為放射、創傷和感染是放射性鼻咽壞死發病的三個要素［3］。鼻咽癌放療后的患者，鼻咽部通常積聚大量的痂塊和壞死分泌物，尤其是合并感染的時候，黏膜充血、糜爛、粗糙，加上原發病灶放療后的瘢痕增生，常使鼻咽部發生變形，與鼻咽癌放療后復發表現相類似;鼻咽壞死與鼻咽腫瘤復發在T1WI常表現為與肌肉相等的信號，兩者無明顯區別;由于放療后復發或壞死病灶組織成分不均一，故均可表現為T2WI上高或稍高信號及T1增強掃描的不規則強化，導致二者鑒別診斷相對困難。

DWI能探測到組織內微弱的水分子的擴散活動，在病理情況下，細胞內外的大分子分布發生變化以及膜結構的完整性遭到破壞，使其中水分子的擴散速度發生改變，從而形成DWI上信號異常［4］。分子擴散受許多因素影響(如血流、腦脊液流動和細胞膜等)，常用ADC值來描述活體內水分子的擴散狀況，一般至少需要獲得兩幅不同b值的DWI圖像，才能計算ADC值［5］。本研究選擇b=Os/mm2和b=800s/mm2，實踐應用證明，b=800s/mm2時圖像信噪比較低，且能真實地反映組織的實際擴散系數。

本研究DWI顯示鼻咽壞死表現為ADC值較高，而鼻咽癌復發則ADC值較低。關于鼻咽癌實性瘤灶的水分子擴散研究，Sugahara等［6］早已報道鼻咽癌病灶在DWI上呈高信號，ADC值較低。放療后復發腫瘤細胞的迅速增殖，細胞密度增高，細胞外間隙縮小，同時因細胞生物膜的限制和大分子物質對水分子吸附作用增強等因素的綜合作用，限制了惡性腫瘤水分子的擴散，導致其ADC值低。陳韻彬等報道鼻咽癌病灶ADC值降低的機制可能與鼻咽癌細胞體積大、排列緊密及細胞間隙變小等導致水分子擴散受限有關;也可能與鼻咽癌細胞膜上的鈉-鉀泵功能減退而導致細胞水腫等相聯系［7］。DWI依靠實性腫瘤的細胞密度、細胞外間隙及組織結構來判斷其組織學特點，當細胞密度增加時，細胞外間隙變窄，水分子擴散受限，ADC值降低;然而，對于腫瘤組織壞死，由于壞死區的細胞膜破裂，其內水分子的擴散比存活的腫瘤區明顯增強，DWI上一般顯示為低信號，其ADC值增高［8～10］。Zeng 等［8］通過聯合磁共振波譜分析及擴散成像來鑒別腦膠質瘤復發及放射性壞死，其中壞死組與復發組的平均ADC值為1.39×10-3mm2/s和1.20×10-3mm2/s，兩者差異有統計學意義;Hein 等［9］報道了應用ADC值及ADC比率鑒別診斷腦膠質瘤復發與放射性腦損傷，研究表明:復發組平均ADC值明顯低于放射性損傷組，分別為(1.18±0.13)×10-3mm2/s和 (1.40±0.17)×10-3mm2/s，P＜0.006;Chiaki等［10］報道了DWI是鑒別腦部腫瘤復發和放療后壞死的有效方法，壞死組和復發組的最大ADC值分別為 (2.30±0.73)×10-3mm2/s和(1.68 ±0.37)×10-3mm2/s，兩組差異有統計學意義。本文研究結果與上述研究結果相符，即鼻咽壞死組ADC平均值和最大值均明顯高于復發組。

鼻咽癌放療后鼻咽壞死常伴發咽旁感染。由于放療后鼻咽的自清潔功能下降，導致局部分泌物及痂皮不能及時清除，附著在鼻咽部易導致細菌感染，加重形成了黏膜的慢性潰瘍和經久不愈的壞死。潰瘍一旦形成后，則難以愈合，極易造成細菌反復感染，炎癥逐漸浸潤至咽旁區或顱底，放射性纖維化與肉芽腫樣增生同時并存時，形成影像學上的腫塊和復發假象［11］。相關報道指出DWI圖像上壞死灶也可表現出不均勻高信號，ADC值降低，考慮與其理化特性相關;壞死區內大量炎性細胞、細菌、壞死組織及蛋白分泌物等黏稠物質，高黏稠度使壞死區內水分子擴散受限，從而在 DWI表現出高信號及 ADC值降低［10，12～14］。本文壞死組中有 16例 ADC 均值小于 1×10-3mm2/s，DWI上表現為不同強度的高信號，雖然壞死組ADC均值與最大值高于復發組，但壞死組或復發組的ADC值仍存在一定的交叉，故該技術仍需結合常規MR序列進一步鑒別診斷。Pruzincova等［15］及 Hakyemez等［16］均報道了炎癥、感染或出血的組織在DWI上可表現為均勻或不均勻的高信號區;認為壞死灶在DWI上的表現特異性不足，ADC值的量化檢測不能應用于所有壞死相關研究。因此，通過DWI及ADC值鑒別診斷鼻咽壞死和復發的特異性與有效性值得商榷，仍需進一步擴大病例研究以確定ADC值的診斷閾值。鼻咽部組織活檢病理才是鑒別復發和壞死的金標準。

總之，DWI可以顯示壞死或腫瘤的病灶及范圍，結合ADC值的測量，對于鑒別放療后鼻咽壞死或復發的早期診斷有一定意義，以提示早期介入干預性治療，減緩壞死或復發進程;鼻咽鏡病理檢查的同時結合MRI掃描、DWI和ADC值測量，尤其ADC值可反映病變本身及內容物的細微變化，可為臨床提供更多關于病變部位的解剖及理化信息。

4 結論

放療后鼻咽壞死在DWI上通常表現為不均勻低信號;鼻咽壞死組ADC均值及最大值均明顯高于復發組，因此，DWI以及ADC值測量在鼻咽癌放療腫瘤復發與鼻咽壞死鑒別診斷中具有重要作用，可作為常規MR序列的重要補充。

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