磁共振擴散加權成像對宮頸癌放化療效果預測價值

[摘要]目的分析宮頸癌放化療前后磁共振擴散加權成像（DWI）表現，探討表觀擴散系數（ADC）及指數表觀擴散系數（eADC）在預測以及監測宮頸癌放化療效果中的應用價值。方法在治療前及治療15 d、1個月、2個月時對52例宮頸癌病人進行MR平掃及DWI檢查，測量腫瘤的最大徑、ADC值和eADC值，分析病人治療前后ADC值、eADC值的差異。結果ADC值的改變比腫瘤體積的變化早，治療后ADC值較治療前升高，eADC值較治療前降低，不同療效組間不同治療時間的數據差異具有統計學意義（F=3.014～13.264，P<0.01）。治療2個月腫瘤最大徑變化率與治療前ADC值呈負相關（r=-0.658，P<0.05）。繪制并分析受試者工作特征（ROC）曲線，以約登指數最大點為診斷點，其ADC值為0.891×10-3mm2/s。結論ADC值和eADC值可以預測和監測宮頸癌的放化療效果，其中ADC值價值較大。

[關鍵詞]宮頸腫瘤;磁共振成像;擴散加權成像;化放療;治療結果;預測

[中圖分類號]R445.2;R737.33[文獻標志碼]A[文章編號]2096-5532（2021）01-0030-05

[ABSTRACT]ObjectiveTo investigate the diffusion-weighted imaging （DWI） findings of cervical cancer before and after radiochemotherapy and the application value of apparent diffusion coefficient （ADC） and exponential apparent diffusion coefficient （eADC） in predicting and monitoring the effect of radiochemotherapy for cervical cancer. MethodsA total of 52 patients with cervical cancer underwent plain magnetic resonance imaging and DWI examination before radiochemotherapy and on day 15 and at months 1 and 2 of radiochemotherapy. The maximum diameter， ADC value， and eADC value of the tumor were measured to analyze the changes in ADC value and eADC value after radiochemotherapy. ResultsThe change in ADC value occurred earlier than that in tumor volume. After treatment， ADC value increased and eADC value decreased， and there were significant differences in the data in different treatment stages between different treatment groups （F=3.014-13.264，Plt;0.01）. The change rate of maximum tumor diameter after 2 months of treatment was negatively correlated with ADC value before treatment （r=-0.658，Plt;0.05）. The receiver operating characteristic curve was plotted and analyzed， and the ADC value of 0.891×10-3 mm2/s had the maximum Youden index and was used as the cut-off value for diagnosis. ConclusionADC and eADC value can be used to predict and monitor the therapeutic effect of radiochemotherapy for cervical cancer， among which ADC value has a greater clinical value.

[KEY WORDS]uterine cervical neoplasms; magnetic resonance imaging; diffusion weighted imaging; chemoradiotherapy; treatment outcome; forecasting

目前在世界范圍內女性生殖系腫瘤死亡原因中，宮頸癌占居首位。中晚期宮頸癌治療通常會選擇同步放化療[1-4]。早期預測及監測宮頸癌的療效成為婦科腫瘤臨床研究的新熱點。目前影像學主要通過測量腫瘤徑線評估療效，然而腫瘤的形態學變化滯后于腫瘤分子水平的變化，常規MRI難以早期評價放化療效果。擴散加權成像（DWI）可以活體識別水分子在組織內的擴散方式，通過表觀擴散系數（ADC）值對病變區水分子擴散運動進行定量分析已成為臨床研究的新思路[5-9]。本研究通過對宮頸癌病人治療不同時間腫瘤最大徑、ADC值、指數表觀擴散系數（eADC）值等的動態變化進行分析，探討DWI對宮頸癌放化療效果的預測和監測價值。

1資料與方法

1.1一般資料

收集2012年1月—2014年11月我院收治的52例宮頸癌（鱗癌48例，腺癌4例）病人，年齡37～75歲，平均（53.3±2.4）歲;治療前腫瘤最大徑23～89 mm，平均（47.2±3.8）mm。所有病例均經病理檢查證實且均未進行過相關治療。

1.2檢查方法

本文52例病人分別于治療前及治療15 d、1個月、2個月時進行MR檢查，采用GE Signa 3.0 T MR掃描儀、TORSO線圈，平掃行橫軸位T1WI和T2WI、冠狀位T2WI、矢狀位T2WI及DWI序列檢查，層厚6 mm，層間距2 mm，矩陣230×256，FOV 40×40，NEX 4次，b值取0、800 s/mm2。檢查前禁食8～12 h，檢查時囑病人平靜呼吸。掃描范圍為髂骨上緣至恥骨聯合下緣。

1.3圖像后處理和測量分組

將得到的原始圖像傳到ADW 4.3工作站上，通過Functool分析軟件后處理自動形成ADC以及eADC偽彩圖。參考DWI圖像，使用ADC手動測量工具在ADC圖上選取信號相對均勻的區域即感興趣區（ROI）計算ADC值，ROI應最大程度包含病灶，并避開出血以及壞死區。eADC的計算公式為：eADC =exp[-（b×ADC）]，其中b為擴散加權因子。ADC值和eADC值均重復測量3次，取平均值。治療前后參數值變化率=（治療后腫瘤平均參數值-治療前腫瘤平均參數值）/治療前腫瘤平均參數值×100%。根據第1版實體瘤的療效評價標準（RECIST）[3]，將病人分為部分緩解（PR）組、完全緩解（CR）組和穩定（SD）組。

1.4統計學分析

計量數據以±s表示，各組不同時間的比較采用重復測量設計的方差分析;不同治療時間ADC值與腫瘤最大徑變化率的相關性分析采用Pearson相關分析;對參數指標的預測效果采用受試者工作特征（ROC）曲線進行分析。以上所有統計學處理采用SPSS 19.0軟件完成，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1ADC值、eADC值預測及監測宮頸癌放化療效果的價值

治療2個月MR示42例為PR（PR組，腫瘤最大徑至少減少30%），9例為CR（CR組），1例為SD（SD組，腫瘤縮小未達到30%）。由于SD組病例數較少，在分析時暫不考慮。PR組與CR組治療前及治療15 d、1個月、2個月的ADC值及eADC值見表1、2。由表1、2可知，兩組治療后ADC值較治療前升高，eADC值較治療前降低，差異均有統計學意義（F=346.636～2 754.985，P<0.01）;治療不同時間兩組ADC值及eADC值比較差異均有統計學意義（F=3.014～13.264，P<0.01）。不同療效組ADC值、eADC值的估算邊際平均值見圖1。在治療前，PR組宮頸癌病人ADC值的極小值與eADC值的極大值分別為0.754×10-3mm2/s、0.547;CR組病人ADC值的極大值與eADC值的極小值分別為0.895×10-3mm2/s、0.489。用治療前各ADC值做ROC曲線分析預測腫瘤能否CR，取約登指數的最大點（0.794）作為診斷點，其ADC值為0.891×10-3mm2/s，其曲線下面積（AUC）為0.902，特異度為95%，靈敏度為84.4%，標準誤為0.046，P值<0.01。由此結果可預測，治療前ADC值≤0.891×10-3mm2/s，治療2個月后腫瘤能夠CR;反之，則腫瘤難以CR。

2.2腫瘤最大徑變化率與ADC值的相關性

不同時間的ADC值、eADC值和腫瘤最大徑見表3。ADC值、eADC值及腫瘤最大徑的估算邊際平均值見圖2。治療15 d時的腫瘤最大徑與治療前比較，差異無顯著性（P>0.05）;治療1、2個月時的腫瘤最大徑與治療前比較，差異有統計學意義（F=3 453.711，P<0.01）。而ADC值、eADC值在治療15 d時已有較顯著的變化（F=1 170.947、831.832，P<0.01），可見腫瘤治療后ADC值及eADC值的變化早于形態學變化。見圖3。52例宮頸癌病人治療后2個月腫瘤最大徑變化率為（85.69±2.38）%，治療前ADC值和治療2個月腫瘤最大徑變化率呈負相關（r=-0.658，P<0.05）。治療15 d 和治療1個月的ADC值與治療2個月的腫瘤最大徑變化率均呈正相關（r=0.783、0.676，P<0.05），ADC值增加率分別為（40.24±3.24）%、（44.03±2.51）%。

3討論

最大可能地殺死腫瘤細胞，還不對正常組織造成損傷，是腫瘤治療的目標，這就需要有效的監測手段。如今影像學形態的測量只能在晚期評估腫瘤的治療效果，已不能滿足臨床的需要[10]。DWI作為較為重要的功能成像方法之一，在預測、監測腫瘤療效方面有一定潛能[11-14]。

腫瘤組織與正常組織間水分子擴散程度不同，是DWI分辨腫瘤與正常組織的理論基礎[15]。組織細胞的密度與DWI上信號強度及ADC值的大小密切相關[16-18]，NAGANAWA等[17]的研究結果表明，宮頸癌的ADC均值低于正常宮頸。惡性腫瘤細胞增殖旺盛，限制水分子在腫瘤內部的運動，導致細胞彌散受限、ADC值降低[19-20]，這是造成其與正常組織間差異的主要原因。腫瘤經過有效治療可以使癌細胞壞死、凋亡，細胞的密度相對減小，在DWI圖像上顯示信號降低，其ADC值升高，向正常組織靠近[21-22]。研究表明，治療后組織的功能變化比形態變化要早[23-24]，因此，在腫瘤大小有所改變之前通過DWI來評價療效是可行的。ADC可量化組織信號的衰減程度，間接反映組織的微觀結構，且ADC值與組織擴散能力呈正相關[25-26]。DWI偶可受T2透射效應的影響而呈高信號，此時ADC值并不會降低，易造成假陽性。eADC為反映組織彌散的新指標[27-28]，由DWI信號除以SE EPI T2WI所得。T2透射效應一般不影響eADC值[25，29-30]。

本研究結果顯示，宮頸癌病人在治療15 d時ADC值明顯升高，eADC值明顯降低，而腫瘤最大徑在此時縮小不明顯，說明ADC值及eADC值的變化早于腫瘤體積的變化。隨著治療進行ADC值繼續上升，CR組和PR組病人治療15 d、1個月、2個月時的ADC值與治療前相比，差異均有顯著性。用治療前ADC值做ROC曲線分析預測腫瘤能否CR，根據結果可以預測，治療前ADC值≤0.891×10-3mm2/s，治療2個月后腫瘤能夠CR;反之，則腫瘤難以CR。此外，腫瘤最大徑的變化率與治療前ADC值呈負相關，并且治療前CR組病人ADC值低于PR組。

綜上所述，ADC值及eADC值不僅可以預測宮頸癌放化療的早期療效，還可以動態監測放化療的治療效果，故DWI檢查對評估宮頸癌放化療效果具有一定的臨床實用價值。但本研究也存在一定的局限性，如樣本量較小，人工對腫瘤最大徑進行測量存在主觀性，會直接導致分組誤差，今后的研究將在加大樣本量的基礎上改進腫瘤測量標準，以獲得更準確的結果。

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（本文編輯 馬偉平）