磁共振擴散加權成像在非小細胞肺癌化療療效評估中的應用

唐利榮 馮建國

1.浙江省腫瘤醫院放射科，浙江杭州310022；2.浙江省腫瘤研究所，浙江杭州310022

磁共振擴散加權成像在非小細胞肺癌化療療效評估中的應用

唐利榮1馮建國2

1.浙江省腫瘤醫院放射科，浙江杭州310022；2.浙江省腫瘤研究所，浙江杭州310022

目的探討DWI評價非小細胞肺癌患者化療效果的臨床價值。方法回顧性分析中晚期非小細胞肺癌患者46例的臨床資料，分別在化療前、后行常規MRI平掃和DWI檢測，測量化療前后ADC值。結果化療前DWI表現為高信號，ADC以藍、綠、黃色為主。化療后病灶在DWI上呈高信號，ADC圖以紅、黃綠色為主。化療后ADC值顯著升高，化療后1周顯著高于治療前，化療后2周顯著高于治療前（P均＜0.01）。ADC變化率與長徑變化率相關性分析結果顯示，r=0.775，P＜0.01。化療后PR組患者ADC值顯著升高，而SD組變化不明顯，三組間化療后比較，差異顯著（P＜0.01）。結論測量化療前后ADC值可以用于化療療效的評估。

磁共振加權成像；非小細胞肺癌；化療

磁共振擴散加權成像（DWI）是在自旋回波成像系列的基礎上，在180°復相脈沖兩側加上對稱的一對強度、方向、持續時間完全相同的擴散敏感梯度場，使在擴散敏感梯度場方向上行擴散運動水分子中的質子相位離散，從而導致信號衰減[1,2]。DWI能無創探測組織的水分子擴散情況，提供組織的病理生理信息，對惡性腫瘤的評估具有非常重要的價值[3]。非小細胞肺癌占所有肺癌的80%～85%，肺癌早期患者多無明顯的癥狀，在確診時往往已經發展到了中晚期或者發生了遠處轉移，喪失手術治療的時機，而需要化療、放療或者靶向治療等保守治療。聯合化療是常用的化療方法。既往通過CT評價化療效果，但是腫瘤的變化在CT影像上表現比較滯后，因此不能及時判斷藥物是否有效。本研究回顧性分析DWI對46例非小細胞肺癌患者化療療效的評價結果，評價ADC值在預測化療療效方面的臨床價值。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2012年3月～2014年3月在我院化療的中晚期非小細胞肺癌患者46例的臨床資料，其中男29例，女17例，年齡43～76歲，平均（55.1±9.8）歲。其中鱗癌19例，腺癌21例，其他非小細胞肺癌6例，ⅢA期32例，ⅢB期14例。腫瘤最大徑線2.5～10.0 cm，平均（5.6±2.4）cm。所有患者均采用化療方法治療，并

且在治療前行活檢病理檢查確診。主要化療方案為鉑類化療藥物+紫杉醇、長春瑞濱或者吉西他濱。初次檢查患者未進行抗腫瘤治療。

1.2 檢測方法

檢測儀器為Siemens MAGNETOM Verio 3.0T超導磁共振掃描儀，均使用相控陣體部線圈。檢查時患者取仰臥位，雙手抱頭，將線圈置于胸壁前方，并囑患者盡量保持均勻呼吸，以減少呼吸運動偽影。常規掃描序列，包括橫斷位T2WI快速自旋回波脈沖序列，采用呼吸觸發技術，TR 3750 ms，TE 89 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣288×224，掃描層數28層；橫斷位T2WI快速自旋回波脈沖序列，采用預飽和脂肪抑制和呼吸觸發技術，TR 4250 ms，TE 89 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣288×224，掃描層數28層；橫斷位T1WI自旋回波脈沖序列，采用心電觸發技術，TR550ms，TE 9.7 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣288×196，掃描層數28層。DWI掃描采用橫斷位單次激發自旋回波SE-EPI序列，TR 5300 ms，TE 91 ms，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，矩陣256×184，b值取0和500 s/mm2，掃描層數28層。掃描范圍包括病變全部及胸部結構。掃描時間點分別于化療前1周、化療后第1周結束、化療后第2周結束。

1.3 圖像分析

選擇T2WI圖像病灶橫斷面積最大層面和上下相鄰層面，把DWI掃描圖像經MR掃描儀自帶西門子后處理軟件處理，獲得表觀擴散系數（ADC）圖。參照T2WI和T2WI抑脂圖像，在DWI圖像上以病變的最大層面為中心，選擇305個層面設置興趣區（ROI）。選擇興趣區時要避開偽影、壞死、血管。每個層面選擇2～4個ROI，每個ROI面積50～200 mm2。計算多個興趣區ADC平均值。數據采集和分析由兩名具有5年以上高年制放射科醫師共同完成，以確保ROI選取的準確性。

1.4 觀察指標

根據參考文獻[4]將患者化療效果分為CR組（完全反應，腫瘤完全消失）、PR組（部分反應，腫瘤最大徑減少至少30%）、PD組（進展，腫瘤最大徑增長至少20%）和SD組（穩定，腫瘤最大徑變化介于部分反應和進展之間）。分析化療前腫塊長徑與ADC值得關系，比較化療前和化療后ADC值差異，比較化療前后腫瘤長徑差異，分析ADC值變化率和腫瘤長徑變化率是否存在相關性。

1.5 統計學方法

采用SPSS15.0統計學軟件對數據進行分析，計量資料采用均數±標準差表示，采用配對t檢驗和F檢驗，ADC變化率與腫瘤長徑變化率相關性采用Pearson相關分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 化療前后DWI和ADC結果變化

化療前病灶呈稍長T1和稍長T2信號，DWI表現為高信號，ADC以藍、綠、黃色為主。其中PR 16例，SD 18例，PD 12例。化療后病灶在DWI上呈高信號，ADC圖以紅、黃綠色為主，見圖1～2、封三圖5（患者，女，75歲，中央型肺癌，行化療治療）。

圖1 化療后肺部腫塊DWI圖呈較不均勻高信號

圖2 化療后同一肺部腫塊ADC圖呈不均勻高信號

2.2 治療前腫塊長徑與ADC關系

以5cm為界，分為長徑≥5cm組（21例）和＜5 cm組（25例）。≥5cm組平均ADC值（2.191±0.713）×10-3mm2/s，＜5 cm組平均ADC值（2.168±0.741）×10-3mm2/s。兩組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。提示ADC與腫塊長徑無相關性。

2.3 化療前后ADC值及腫瘤長徑變化

化療后ADC值顯著升高，化療后1周顯著高于化療前，化療后2周顯著高于化療前（P均＜0.01），化療后腫瘤長徑顯著縮小，化療后2周長徑較治療前顯著減小（P＜0.01）。見表1。

表1化療前后ADC值及腫瘤長徑變化，n=46）

表1化療前后ADC值及腫瘤長徑變化，n=46）

注：與治療前比較，＃t=2.880，△t=2.960，*t=5.218

指標化療前化療后1周化療后2周F值P ADC（×10-3mm2/s）腫瘤長徑（cm）2.182±0.684 5.6±2.4 2.601±0.711＃4.9±1.8 2.642±0.802△3.5±1.3*5.532 14.760＜0.01＜0.01

2.4 ADC變化率與腫瘤長徑變化率相關性

長徑變化率=（化療前－化療后）/化療前×100%，ADC變化率=（化療后-化療前）/化療前×100%。ADC變化率=（21.08±9.41）%，長徑變化率=（37.5±11.2）%，相關性分析結果顯示化療前后ADC值的變化與腫瘤長徑的變化具有相關性（r=0.775，P＜0.01）。

2.5 不同治療效果化療前后ADC值變化

化療后PR組患者ADC值顯著升高，而SD組變化不明顯，三組間化療后比較，差異顯著（P＜0.01）。見表2。

表2不同治療效果化療前后ADC值變化，×10-3mm2/s）

表2不同治療效果化療前后ADC值變化，×10-3mm2/s）

組別n化療前化療后t值P PR組SD組PD組F值P 16 18 12 2.165±0.547 2.193±0.762 2.178±0.684 0.007＞0.05 3.312±0.925 2.228±0.802 1.941±0.739 11.256＜0.01 4.269 0.134 0.815＜0.01＞0.05＞0.05

3 討論

非小細胞型肺癌包括鱗癌、腺癌、大細胞癌，與小細胞癌相比其癌細胞生長分裂較慢，擴散轉移相對較晚，是最為常見的肺癌。肺癌早期可無臨床癥狀和體征，當臨床確診時部分患者已經失去了手術治療的機會，而只能選擇放療或者化療等保守治療。鉑類化療藥物為基礎的聯合化療時治療非小細胞肺癌的主要治療方法[5,6]。而對治療效果的檢測、判斷療效、更換不敏感藥物、提高療效、改善預后具有重要的意義。

影像學檢查結果是化療效果評估的重要方法，主要包括CT、MRI、DCE-MRI、MRS、PET-CT等。CT速度快，清晰顯示結構，但是輻射劑量大，短期內多次檢查并發癥多。MRS操作復雜，PET-CT費用高昂。而DWI反映出來的是水分子在微觀運動的具體狀況。人體的生物組織當中水分子自身擴散程度和組織細胞密度、細胞膜完整程度表現出負相關的聯系，已經有相關臨床科學研究發現水分子的運動程度，和DWI信號的衰減之間表現出正相關聯系。DWI對腫瘤微環境的變化敏感，通過檢測水分子微觀運動的變化，可以推測組織病理生理學改變。所以通過DWI對組織信號的相對衰減進行觀察，在腫瘤的診斷檢出、定性方面有重要作用。腫瘤的實性部分細胞的密度相對較高，因此DWI會有時間較長的高信號顯示。但如果T2弛豫時間相對較長，那么在DWI上面也會有持續高信號現象的出現，而這正是導致誤診的原因之一。ADC值是DWI最重要的評價參數，反映組織中水分子的擴散程度和擴散阻力的整體情況，可以進行定量分析。同時ADC值也可反映組織的細胞密度，組織的細胞密度越大，ADC值越低，而腫瘤細胞大部分都較起源組織細胞都密集，核漿比高，從而使水分子自由擴散受到限制，在DWI圖上呈相對的高信號，ADC值則較低。當細胞膜完整、細胞間隙小，細胞致密時，會導致水分子擴散受限，DWI呈高信號，ADC值則較低；當細胞膜被破壞、細胞之間隙增加、細胞疏松時，則水分子運動就會自由，DWI呈低信號，ADC值則較高[7,8]。

在本研究中，腫瘤組織在DWI表現為高信號，表明水分子擴散運動受限。抗腫瘤治療后有效的患者，腫瘤細胞溶解、破裂，細胞間隙增寬，細胞內外的水分子自由運動增加，DWI信號隨之降低。而研究發現ADC值會在抗腫瘤治療后，隨著腫瘤細胞水腫、壞死、溶解、凋亡、細胞皺縮、細胞外液重吸收等過程變化，而出現減小、升高、再次減小的變化；但是如果腫瘤細胞重新生長，ADC值則會持續減小[9，10]。在本次研究中，化療前ADC圖以藍、綠、黃色為主，而化療后，ADC圖以紅、黃綠色為主。計算ADC平均值也顯示化療后，ADC值有顯著升高。

本研究對46例中晚期非小細胞肺癌接受化療的患者的臨床資料進行分析，比較ADC值化療前后的變化。化療后1周，患者ADC值較化療前顯著升高，而化療后2周，ADC值持續升高，而化療后1周腫瘤的長徑較化療前有所下降，但差異不顯著，化療后2周，腫瘤長徑較化療前顯著下降。ADC平均變化率與腫瘤長徑的變化率具有相關性，腫瘤長徑越長，則ADC平均值越低。對不同臨床療效的患者ADC值化療前后進行比較，結果顯示PR組化療后ADC平均值顯著升高，而SD組有所升高，但是與化療前比較，變化不明顯。提示ADC值可以用于非小細胞肺癌化療后臨床療效的評估。

由于磁共振檢查相對較慢，在胸部掃描容易受到呼吸運動偽影、心臟和大血管搏動偽影的影響，特別是對于那些呼吸急促、不能自主均勻呼吸患者，不能獲得清晰的DWI圖像而影響診斷，因此DWI在肺部的應用還存在一定的局限性。

綜上所述，化療前后ADC值的變化與腫瘤長徑的變化具有相關性，因此測量化療前后ADC值可以評估化療療效，而療效好的患者在化療后2周ADC值顯著升高，這也支持ADC可以用于非小細胞肺癌化療化療評估的結論。

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Applicaton of DWI in assessment of clinical efficacy of chemotherapy for NSCLC

TANG Lirong1FENG Jianguo2
1.Radiology Department,Zhejiang Cancer Hospital,Hangzhou310022,China;2.Zhejiang Cancer Research Institute, Hangzhou310022,China

Objective To discuss clinical significance of DWI in assessment of clinical efficacy of chemotherapy for NSCLC.Methods Clinical data of 46 cases with NSCLC treated by chemotherapy were retrospectively analyzed.All cases were detected by MRI and DWI before and after chemotherapy,and ADC was detected.Results DWI showed high signal,and ADC showed blue,green and yellow before chemotherapy,and DWI showed high signal,and ADC showed red and yellow grean after chemotherapy.ADC increased apparently at 1 week and 2 weeks after chemotherapy compared before chemotherapy(P all＜0.01).ADC rate of change was related to major axis rate of change(r=0.775，P＜0.01).After chemotherapy,ADC of PR group increased mostly,SD group showed no significantly increased,which showed significant difference in three groups(P＜0.01).Conclusion ADC of before and after chemotherapy can be used in curative effect evaluation chemotherapy.

DWI;NSCLC;Chemotherapy

R734.2

B

1673-9701（2015）06-0084-03

2014-04-14）

浙江省自然科學基金（LY13H160028）