3.0 T磁共振表觀擴散系數在鼻咽癌放療后腮腺功能變化相關性評估中的應用

李洪義　　尹燕偉　柳澤坤　　任春慧　　李奇　　湯洋　　劉鶴

[摘要] 目的 通過表觀擴散系數（ADC）值的量化指標，探討磁共振表觀擴散系數在鼻咽癌放療后腮腺功能變化相關性評估中的應用價值。方法 選取2020年1月至2021年1月間牡丹江醫學院附屬紅旗醫院及牡丹江腫瘤醫院收治的經臨床確定診斷并接受放射治療的72例鼻咽癌患者。在治療過程中同期均行磁共振掃描、彌散功能成像并后處理獲取ADC值相關數據。比較治療過程中不同階段根據RTOG/EORTC放射性損傷分級標準評分值與腮腺的表觀擴散系數值對應情況的相關性，并比較同期不同照射累計劑量情況下腮腺ADC值情況的相關性研究。結果 患者接受放射治療過程中及治療結束后ADC值變化與RTOG/EORTC放射損傷分級標準評分具有相關性，當RTOG/EORTC放射性損傷分級標準評分較高時對應ADC值較高;且同期腮腺累計照射劑量值越大，ADC值會越高， 差異有統計學意義（P<0.05）。結論 ADC值的量化指標可以反映鼻咽癌患者接受放療不同階段的腮腺功能變化情況，DWI可以在臨床治療過程中提供一種無創、無潛在放射性損傷的影像檢查技術手段，以便及時提供較早評估腺體功能情況的技術。

[關鍵詞] 磁共振;功能成像;表觀擴散系數;鼻咽癌放療;腮腺功能

[中圖分類號] R73? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2022）08-0103-04

Application of apparent diffusion coefficient on 3.0T MRI in evaluating the correlation of parotid gland function changes after radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma

LI Hongyi1 YIN Yanwei1? ?LIU Zekun1? ?REN Chunhui1? ?LI Qi1? ?TANG Yang2? ?LIU He1

1.Magnetic Resonance Department， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China;2.Magnetic Resonance Department， Tumor Hospital of Mudanjiang City in Heilongjiang Province， Mudanjiang 157000， China

[Abstract] Objective To investigate the value of apparent diffusion coefficient （ADC） in evaluating the correlation of parotid gland function changes after radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma （NPC） through the quantitative index of apparent diffusion coefficient （ADC） value. Methods From January 2020 to January 2021，72 patients with nasopharyngeal carcinoma diagnosed clinically and treated with radiotherapy in the Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College and Tumor Hospital of Mudanjiang City were selected. Patients underwent magnetic resonance scanning， diffusion function imaging， and post-processing to obtain ADC values during the treatment. The correlation between the score values according to RTOG/EORTC radiation injury grading criteria and the parotid gland's apparent diffusion coefficient （ADC） values at different stages during treatment was compared; the correlation between the ADC values of the parotid gland at different cumulative doses of irradiation during the same period was compared. Results There was a correlation between the change of ADC value and RTOG/EORTC radiation injury grading criteria score during and after radiotherapy. When the RTOG/EORTC radiation injury grading criteria score was higher， the ADC value was higher. The larger the cumulative irradiation dose value of the parotid gland in the same period， the higher the ADC value， with statistical significance. Conclusion The quantitative index of apparent diffusion coefficient （ADC） can reflect the changes in parotid gland function in patients with nasopharyngeal carcinoma at different stages of radiotherapy. DWI can provide a noninvasive imaging technique without potential radiation damage during clinical treatment to provide a technique for early assessment of glandular function in time.

[Key words] Magnetic resonance; Functional imaging; Apparent diffusion coefficient; Radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma; Parotid gland function

鼻咽癌主要是發生在鼻咽腔側壁或累及頂部的頭頸部惡性腫瘤，是我國最常見的頭頸部惡性腫瘤之一[1]。目前放射治療是鼻咽癌公認的最為有效的治療手段[2]，但由于鼻咽癌病灶位置常為鼻咽腔較深部位，常規照射野比較廣且照射療程長，往往造成一定副作用，盡管近年來適型調強（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）等放療技術應用在保證靶區處方劑量情況下已盡量避免正常組織的損傷，但對于表淺部位的放射性損傷仍無法避免，如腮腺等腺體位置比較表淺，且腺體對放射性比較敏感，加大了放射性損傷發生的潛在風險。如何能早期發現損傷并盡早做出評估及做出處置是解決問題的關鍵。

磁共振對軟組織的成像效果要遠高于其他影像學檢查手段，且具有多種功能成像模式，尤其近年來磁共振技術不斷的推陳出新，功能成像技術更是不斷發展。磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）技術就是臨床應用最為廣泛的功能成像技術，其原理能夠利用水分子的布朗運動，反映活體內水分子運動情況，并通過測量表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）對擴散情況進行量化[3-4]。本研究旨在通過表觀擴散系數（ADC）值的量化指標，觀察鼻咽癌患者接受放療不同階段腮腺功能變化情況及其在不同累計照射劑量情況下腮腺的功能變化，現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

回顧性分析牡丹江醫學院附屬紅旗醫院和黑龍江省牡丹江市腫瘤醫院放療科在2020年1月至2021年1月期間收治的并參照鼻咽癌CSCO 2020診療指南經內鏡引導或MRI或PET陽性的鼻咽組織部位活檢病理確診為鼻咽癌的72例患者，患者均接受放射治療。患者治療前后同期行磁共振掃描、彌散功能成像并后處理獲取ADC值相關數據。充分告知患者，并簽署知情同意書。其中男54例，女18例，年齡55～83歲，平均（63.9±2.6）歲，病程0.2～2.3年，平均（5.3±1.8）個月。參照中國鼻咽癌分期2017版進行分期，根據臨床分期制定IMRT計劃。納入標準：①預計生存期>6個月，可完成研究過程;②心、肝、腎功能正常且心電圖目前無異常，全身功能狀態0～2分（ECOG評分），無確切放射治療的禁忌證。排除標準：①既往或目前存在腮腺可疑原發腫瘤和腮腺內淋巴結轉移等相關疾病者;②既往存在腮腺病史及手術史者;③既往因其他病變接受頭頸部放療病史者;④不適宜磁共振檢查或存在磁共振檢查禁忌證（心臟支架或骨折內固定術等）者;⑤不能配合完成研究者。

1.2方法

采用飛利浦Achieva 3.0T或GE-HDxt 3.0T磁共振機進行掃描。（1）掃描方位的選擇。患者取仰臥位，采用16通道頭頸聯合線圈進行磁共振成像。掃描序列包括T1WI、T2WI、STIR脂肪抑制序列、冠狀面T2WI及EPI成像的DWI序列。掃描范圍包括兩側腮腺。（2）圖像處理及分析。利用Functiontool軟件調節閾值并去除背景噪聲，以常規T2WI平掃序列作為參考進行每個DWI序列圖像上勾畫腮腺感興趣區，感興趣區選擇時盡可能避開導管或大血管，如下頜后靜脈和頸外動脈等導管或大血管應盡量避開，將全部唾液腺腺體實質包括在內，并得出ADC值。（3）治療方案。對于所有鼻咽癌患者，應在7周內（每天1次，每周5次）分33～35次（每次2.00～2.12 Gy）給予70 Gy的處方劑量。全部患者均采用IMRT，靶區包括：①GTVnx。原發腫瘤及咽后轉移淋巴結;②GTVnd。頸部轉移淋巴結;③CTV1。包括GTVnx+5～10 mm（外擴范圍根據臨床和解剖結構做相應調整）+鼻咽腔黏膜及黏膜下5 mm;④CTV2。包括CTV1+5～10 mm（根據腫瘤侵犯位置和范圍做相應調整并包括鼻腔后部、咽旁間隙、顱底、斜坡、部分頸椎、翼腭窩、上頜竇后部和部分后組篩竇）+需預防照射的頸部淋巴結引流區。

1.3觀察指標

圖像處理及分析由兩名副高及以上職稱影像醫師閱片，采取雙盲法對所有的MR圖像進行診斷，當意見不一致時，經討論后得出統一診斷結論;在后處理軟件上主要選取ROI及測量ADC值。DWI彌散加權成像選取3個避開囊變、出血、壞死、液化及鈣化病灶較為清晰的ROI，最少包括50個像素，并選取最大層面使病變顯示清晰，利用工作站計算ADC值的平均值。對腺體功能的主觀評價于放療前、放療后6個月，根據RTOG/EORTC放射性損傷分級標準，將患者的臨床癥狀分為5級。0級：無變化;1級：輕微口干/對刺激有反應;2級：中度口干/對刺激反應差;3級：明顯口干/對刺激無反應;4級：纖維化。

1.4統計學方法

采用SPSS 22.0統計學軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗多組之間比較采用方差分析;計數資料以[n（%）]表示，組間比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1測量患者不同階段不同累計放射劑量的ADC值情況

患者接受放射治療前、治療4周時、放射治療結束時及治療結束3個月左、右葉腮腺（包括每側腮腺深、淺葉）的表觀擴散系數ADC值及患者接受放射治療時累計放射劑量，同期腮腺累計照射劑量值越大，ADC值會越高，兩兩比較，不同階段累計≥26 Gy與累計劑量<26 Gy間比較，差異有統計學意義（P<0.05），而相同累計劑量情況下左右葉間比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。

2.2患者不同階段時RTOG/EORTC放射性損傷分級與ADC值相關性

患者接受放射治療前依據RTOG/EORTC放射性損傷分級標準評級均為0級，觀察患者接受放射治療4周時、放射治療結束時及治療結束3個月時RTOG/EORTC放射性損傷分級與同期患者表觀擴散系數ADC值。當RTOG/EORTC放射性損傷分級標準評分較高時ADC值對應升高，兩兩比較，放療后不同階段RTOG/EORTC放射性損傷分級間ADC值比較，差異有統計學意義（P<0.05），相同RTOG/EORTC放射性損傷分級治療4周時ADC值比較，差異有統計學意義（P<0.05），而放射治療結束時及治療結束3個月比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。

3討論

鼻咽癌主要是發生在鼻咽腔側壁或累及頂部的頭頸部惡性腫瘤，是我國最常見的頭頸部惡性腫瘤之一[1]。不同分化程度的鱗癌是患者最常見的病理類型，由于鱗癌對放射治療具有較高的放射敏感性，目前放射治療是鼻咽癌公認最為有效的治療手段[2]，雖然IMRT技術廣泛應用于臨床，但仍無法完全避免對表淺部位的放射性損傷產生，如臨床中腮腺等腺體的損傷最為常見。當腺體累計照射劑量較高時，其功能會出現不同程度的損傷，主要是腺體細胞及導管的受損，唾液分泌量減少，出現不同程度的口干等臨床表現[5-6]。腮腺位置較為特殊，每側腮腺分為深淺兩葉，淺葉位置比較表淺，而深葉又緊鄰咽旁，鼻咽癌咽旁區為淋巴結轉移高發區域，常規放療計劃設計時會加大咽旁照射劑量，進一步加大咽旁組織放射性損傷發生。即使采用IMRT技術仍無法避免口干癥狀的發生，特別是在放療結束后3個月內臨床表現尤其明顯，這一現象在本研究中通過RTOG/EORTC放射性損傷分級標準評分可以發現。

近年來磁共振技術不斷推陳出新，功能成像技術更是發展迅速，磁共振彌散加權成像（DWI）是臨床應用最為廣泛的技術手段，其基本原理是通過水分子的布朗運動反映活體內水分子的運動情況，并通過測量表觀擴散系數（ADC）對擴散情況進行量化。有研究表明[7-9]，由于放療后唾液腺中的腺泡細胞受到輻射使腺泡細胞減少、密度減低，進而形成損傷，從而導致水分子擴散率增加，使得通過測量ADC評估損傷情況成為可能。本研究可以通過RTOG/EORTC放射性損傷分級標準評分發現，在放射治療過程中開始時即產生放射性損傷，并于結束后3個月內損傷持續，對應的ADC值也出現相應的改變。DWI應用于頭頸部表現出較高的臨床應用價值，既往也有研究提示，放療后唾液腺的ADC值較放療前會有升高，分析其原因可能是放療導致唾液腺的腺泡細胞損傷、數量減少，細胞密度減低而導致水分子擴散率增加。Juan等[4]的一項長期研究分析表明，ADC值通常在放療100 d內是最高的，差異有統計學意義，在放療后1年以上雖然ADC值仍高于放療之前，但差異無統計學意義。但有研究表明[10-11]，與放療前相比，放療后各個時期的ADC值均增高，且在各個時間段比較，差異有統計學意義。本研究也可以發現，ADC值與放射劑量存在明顯相關性。

目前可以肯定的是，唾液腺功能損傷與放療劑量存在明確的相關性，當放射劑量增高時即會導致唾液腺腺體的損傷加重，直至產生不可逆性損傷。26～35 Gy是大多數學者認為的臨界點放射劑量，但對于具體劑量的臨界點卻也有不同觀點[12-14]。近年來針對放療過程中輻射劑量與同期唾液腺腺體的體積變化的相關性研究較多，有學者也提出了劑量-體積-功能之間聯系的觀點，然而目前還并未得出一定的定論[15]。本研究以26 Gy作為臨界觀察點，發現同期累計劑量間腺體損傷評估存在統計學差異。可以利用量化的ADC值評估所觀察的腺體生理功能狀況，較其他傳統影像檢查手段可以無創、無再次放射暴露，且更準確地量化評估。

綜上所述，ADC值的量化指標可以反映鼻咽癌患者接受放療不同階段的腮腺功能變化情況，DWI可以為臨床治療過程提供一種無創、無潛在放射性損傷的影像檢查技術手段，以便及時提供較早評估腺體功能情況的技術。

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（收稿日期：2021-06-03）