MRI彌散加權成像在鼻咽癌診斷中的應用

方楠 鄭露 齊斌 鄧穎 陳冬平

廣州醫科大學附屬腫瘤醫院放療科 510095

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）是我國常見的惡性腫瘤之一，具有明顯的地域高發現象。放療或以放療為主的綜合治療是NPC目前公認的有效根治性治療手段。在調強放療時代，NPC的3年總生存率更是達到90%以上［1］。但盡管如此，仍有30%～40%的NPC患者在初治后出現局部復發或遠處轉移，這也是NPC患者治療失敗、死亡的主要原因。因此NPC的早期發現、診斷治療尤為重要。影像學檢查是NPC的重要檢查手段，磁共振成像技術（magnetic resonance imaging，MRI）因具有多參數成像和較高的軟組織分辨率等優點，在NPC的定性診斷、確定病變范圍、靶區勾畫、觀察療效和跟蹤隨訪中有著不可替代作用。彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）是磁共振的一種功能成像技術，在NPC診斷中的作用日漸受到重視。

1 MRI-DWI的原理及優勢

1.1 MRI-DWI的原理 在人體的微觀組織中，水分子的自發性隨機流動被稱為布朗運動，布朗運動的程度即為彌散。彌散主要受細胞膜的限制，因此組織中水分子彌散受限程度與組織中的細胞密度成正比。根據機體組織密度的不同，水分子的彌散也就會受到不同程度的限制。MRI-DWI則可用于觀察布朗運動，并根據布朗運動程度的差異對圖像灰度信號進行轉化。表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）是反映活體組織中水分子彌散的指標。ADC值受b值，即擴散梯度因子的影響，b值越大，對水分子擴散運動的敏感程度越高，測得的ADC值越準確，但圖像信噪比也越高，反之亦然。一般的DWI通常采用高低不同的兩種b值，通過單指數定量計算模型（the mono-exponential decay model）計算出ADC值，為達到成像質量與ADC值準確性之間的平衡，低b值通常為0 s/mm2，高b值通常為800 s/mm2左右［2］。

1.2 MRI-DWI的優勢 與傳統MRI依賴于組織的自旋質子密度、T1值或T2值等屬性的差異來成像不同，DWI可真實地反映活體組織中水分子彌散的生物學特征。腫瘤本質上是細胞的失控性生長，細胞排列緊密［3］，從而引起其中水分子彌散受限，DWI圖像中呈高信號，ADC圖像中呈低信號。因此ADC值一定程度地反映了腫瘤的分化、增殖程度，能從分子水平觀察組織的早期病理學改變，并有著安全、無輻射、無需使用造影劑的優勢。這一技術起初被用于診斷腦部疾病［4-5］。近幾年，DWI也逐漸被用于各種惡性腫瘤的研究［6-8］。而其在NPC中的應用亦受到廣泛關注。

2 MRI-DWI在NPC診斷中的應用現狀

2.1 NPC淋巴結良惡性鑒別 組織學活檢是腫瘤原發病灶的最可靠確診手段，但在NPC中，轉移性淋巴結的活檢尚存在爭議，因曾有研究表明NPC遠處轉移率與是否行頸部淋巴結活檢、穿刺有關，頸部淋巴結穿刺的患者有著更高的遠處轉移率［9］，對于解剖位置相對較深、不易進行活檢和手術切除的咽后淋巴結（retropharyngeal lymph nodes，RLN），無創的影像學評估更顯得尤為重要，而MRI檢查是轉移性淋巴結的主要檢查手段之一。不同于傳統MRI檢查僅能從淋巴結直徑進行良、惡性的判斷，DWI可從分子水平進行淋巴結的定性診斷［10］。如前所述，腫瘤組織細胞密度較高，ADC值較低，這種與正常組織的信號差異可通過測量ADC值進行觀察，并診斷轉移性淋巴結。已有研究者將DWI應用于宮頸癌、肺癌等腫瘤轉移性淋巴結診斷［11-13］，而其在判斷NPC轉移性淋巴結中的準確性也得到了肯定。

黃濤等［14］對88例NPC患者進行多b值DWI掃描檢查，發現NPC患者原發灶、頸部轉移性淋巴結ADC值均低于良性淋巴結腫大患者，差異均有統計學意義（均P＜0.05），當b值取800 s/mm2時，鑒別和診斷淋巴結良惡性的價值最高，對應的受試者操作特性曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）下面積為0.91。而對于大小、形態等傳統影像學表現與良性淋巴結極為相似的頸部轉移性小淋巴結來說，鑒別診斷更為困難，但DWI卻可為二者的區分提供一定的參考價值：劉芬與方向軍［15］學者的研究以健康志愿者的頸部良性淋巴結為對照，發現短徑≤15 mm的26枚轉移性小淋巴結ADC值均低于良性淋巴結，差異有統計學意義（P＜0.05），ADC值用于鑒別良性淋巴結與轉移性小淋巴結的ROC下面積為0.862，截斷值為0.842×10-3mm2/s。Li等［16］對NPC患者轉移性與良性RLN的ADC值分析研究同樣表明轉移性淋巴結的平均ADC值及最小ADC值均小于良性淋巴結，差異有統計學意義（P＜0.05），且最小ADC值是鑒別以上兩種淋巴結的最敏感指標，當最小ADC值取0.89×10-3mm2/s時，敏感性、特異性、準確性分別為95.7%、95.1%、96.5%。

2.2 輔助NPC分期 NPC的綜合治療方案需根據分期來確定，精確判斷腫瘤侵犯范圍是準確分期的關鍵。鼻咽部的解剖結構復雜、隱蔽，MRI不僅軟組織分辨率優良，還能獲得橫斷、矢狀面和冠狀面的成像信息，故而NPC分期檢測首選MRI。但部分NPC患者腫瘤部位與鼻咽炎性增生等良性病變的影像表現類似，常規MRI難以判斷；鑒于DWI可通過測量水分子運動情況對良、惡性組織進行區分，陸續有研究將此技術應用于NPC分期。閆鳳全等［17］分別測量了病理確診NPC患者的腫瘤原發灶、受累肌肉、受累斜坡的ADC值，發現三者的ADC值均低于健康人群，差異均有統計學意義（均P＜0.05）。與單純MRI或DWI的檢查手段相比，MRI聯合DWI診斷對腫瘤T分期的準確率較高，差異有統計學意義（P＜0.05），但對其各臨床分期的診斷準確率對比差異無統計學意義（P＞0.05）。

亦有學者對腫瘤ADC值與T分期、N分期之間的相關性進行探討，但結論不一。王國杰等［18］回顧性分析了154例初治NPC患者，并按腫瘤體積將患者為小病灶組（＜2.0 cm3）、大病灶組（≥2.0 cm3），發現小病灶組T1、T2、T3、T4分期中的平均ADC值差異均有統計學意義（均P＜0.05），且ADC值與T分期正相關；但大病灶組不同T分期ADC值差異均無統計學意義（均P＞0.05）。周瑋等［19］的研究也指出ADC值與NPC患者的T分期呈正相關性（r＝0.436，P＜0.05）。但黃婉云等［20］的研究卻發現無論是T分期或N分期，均與ADC值呈負相關。

就目前文獻來說，DWI多用于輔助T分期的診斷，結論也存在爭議，且鮮少有研究將ADC值與臨床分期的相關性進行探討。綜合以上研究，筆者認為相比單純測量ADC值，與MRI聯合診斷的方法在判斷NPC分期上更具優勢，因此更建議將二者結合，對惡性腫瘤分期進行更準確的判斷。

2.3 NPC放化療敏感性的評估

2.3.1 治療前ADC值對NPC放化療敏感性的預測關于ADC值應用于頭頸部鱗狀細胞癌的研究普遍認為，治療前ADC值較低者療效更佳［21-22］。這可能是由于分化較差的腫瘤細胞致密程度和細胞更新速度更甚，從而導致組織中水分子彌散受限程度較分化好的腫瘤細胞更為嚴重，ADC值更低，而放化療通常對低分化癌更為有效。因此，治療前ADC值也可一定程度地預測放化療敏感性。

在NPC方面，早年有學者提出治療有效組的治療前平均ADC值顯著高于無效組（P＜0.05），治療前ADC值與腫瘤消退程度呈負相關［23］，近年也有學者認為治療有效組的腫瘤ADC值高于無效組，差異有統計學意義（P＜0.05）［24］，ROC曲線顯示ADC值用于預測療效的ROC下面積為0.684，ADC截斷值為1.60×10-3mm2/s時的敏感度為0.74，特異度為0.68。這與ADC值在預測頭頸部鱗狀細胞癌放化療敏感性研究的結論相反。但也有研究發現治療前更低的ADC值預示著治療敏感，比如郭煒等［25］利用DWI對NPC患者進行誘導化療敏感性的預測，結果顯示16例完全緩解患者化療前ADC值為（0.73±0.03）×10-3mm2/s；20例非完全緩解患者化療前ADC值為（0.81±0.07）×10-3mm2/s。達到完全緩解患者治療前ADC值較低（P＜0.05），且當ADC＝0.76×10-3mm2/s為閾值預測誘導化療后達完全緩解時取得了較好的敏感度與特異度。

2.3.2 治療開始后ADC值對NPC放化療敏感性的早期評估 有效的放化療使腫瘤細胞破裂壞死，水分子彌散增加，ADC值增加，且這些細胞水平上的改變較組織學形態學改變發生更早，因此對治療開始后NPC患者行ADC值測量，可在治療較早時期預測患者對放化療是否敏感，并據此及早對治療方案進行調整。

Chen等［26］進行的一項前瞻性研究中，分別對NPC患者于誘導化療開始前、誘導化療開始后第3天、第20天、第50天進行ADC值的測量，發現治療后緩解者中第20天的ADC值、ADC值變化（ΔADC值）和ADC值變化百分比（ΔADC值%）均高于治療后無緩解者，差異均有統計學意義（均P＜0.05）；且誘導化療開始后第20天的ADC值是監測早期放化療療效的最佳選擇。

2.4 對NPC治療后殘留/復發的診斷 放射治療后的早期腫瘤細胞及正常細胞發生壞死、再增殖，晚期通過纖維細胞及其他組織的纖維化、過度生長來修復受照組織的損傷。因此部分患者在放療后會出現鼻咽壁及咽隱窩黏膜不均勻增厚，鼻咽腔、咽隱窩變形、變窄，此種變化在MRI中與腫瘤殘留/復發的表現類似，僅通過MRI檢查難以明確；對于壞死、水腫等良性組織，水分子擴散強于腫瘤組織，DWI常為低信號，ADC值較高，而對于復發組織則相反，ADC值常較低。故DWI及ADC值的測量可作為鑒別NPC殘留/復發的重要參考。

梁梅與鄒光成［27］對60例NPC患者放療后的隨訪進行DWI掃描，測量復發灶與非復發灶ADC值，對兩者ADC值進行比較，結果顯示復發灶為（0.77±0.02）×10-3mm2/s，非復發灶為（0.97±0.01）×10-3mm2/s，放療后纖維化灶為（1.32±0.11）×10-3mm2/s，復發病灶與良性病灶之間差異有統計學意義（P＜0.05），明顯更低。鐘華等［28］的研究同樣認為復發者鼻咽部腫塊ADC值［（0.96±0.08）×10-3mm2/s］低于無復發者［（1.31±0.16）×10-3mm2/s］，差異有統計學意義（P＜0.05）。此外，曾有學者進行了18F-FDG PET/CT（PET/CT）對比DWI用于判斷NPC放療后殘留/復發價值的meta分析，得出的結論為PET/CT與DWI的敏感度分別為92%和88%，特異度分別為85%和87%，二者ROC下面積均為0.94，差異無統計學意義（P＞0.05）［29］。二者診斷效能相當，而相較于價格昂貴的PET/CT，DWI無疑是更具優勢的檢查手段。

2.5 對NPC與鼻咽部淋巴瘤（nasopharyngeal lymphoma，NPL）的鑒別診斷 淋巴瘤是亞洲地區高發的惡性腫瘤之一，也可發生于鼻咽部，NPL是發病率僅次于NPC的鼻咽部惡性腫瘤。二者僅從流行病學、生物學行為方面難以鑒別診斷，但在治療、預后方面卻存在明顯差異，故其鑒別尤為重要。曾有研究表明，傳統的MRI平掃及增強成像中，NPL與NPC表現類似，而ADC值則表現通常為前者明顯低于后者，具有ADC測量值的DWI在淋巴瘤與NPC的鑒別診斷中起補充作用［24］。但就目前文獻所限，這一結論尚存爭議。

宋承汝等［31］回顧性分析對比了經病理確診的22例NPC和27例NPL患者腫瘤原發病灶的MRI平掃、增強及DWI圖像，發現NPL組ADC值［（0.653±0.834 7）×10-3mm2/s］低于NPC組［（0.842±0.9466）×10-3mm2/s］，差異有統計學意義（P＜0.001）。孫俊旗等［32］的研究認為NPL組ADC值［（1.039±0.015）×10-3mm2/s］高于NPC組［（0.803±0.049）×10-3mm2/s］（P＜0.05）。Ichikawa等［33］的回顧性分析則表明NPL患者及NPC患者ADC值差異無統計學意義。NPL與NPC在病灶ADC值的比較中未得到統一結論。

3 小結與展望

DWI在NPC診斷過程中的應用范圍隨著人們研究的不斷深入而拓寬，相比于內鏡檢查、組織活檢等傳統手段，DWI具有快速、無創等優勢，現已成為惡性腫瘤診斷過程中的重要輔助檢查手段。目前，DWI對于NPC的研究主要為以上提及的方面，亦有研究者對ADC值與NPC的病理分化程度、遠處轉移發生情況的相關性進行分析［34-35］。但DWI也有一定的局限性，如ADC值在腫瘤的診斷中無特定閾值，且ADC圖像清晰度較差，并且參數的設置和腫瘤測量區域的選取不當均會對ADC值產生一定程度的影響，這可能也是部分關于DWI的研究結論存在爭議的原因。因此該指標難以在不同的檢查機構間進行橫向比較，DWI圖像也一般不單獨應用于診斷，需要與傳統MRI相結合。另外，NPC的侵襲性、療效及預后受多種高危因素的影響，包括腫瘤體積大小、腫瘤細胞代謝程度以及某些基因的表達等［36-38］。而既往研究多為將ADC值作為單一指標進行的分析，目前，尚未見ADC值與其他高危因素聯合用于NPC診斷的報道。在以后的研究中，或許可將ADC值與不同的高危因素結合、對二者間相關性進行分析，為NPC的診斷治療提供更為精準的參考指標。