IVIM-MRI 在宮頸癌根治性同步放化療效果評價中的應用價值

李偉蘭 謝宗源 王雅靜 李 暉 陳偉彬 王志強 張惠英

華北理工大學附屬醫院影像科，河北唐山 063000

宮頸癌在婦科腫瘤中發病率最高[1]。早期宮頸癌有手術根治機會，但部分患者發現時已是中晚期，同步放化療是其首選的治療手段[2]。目前，MRI 是宮頸癌診斷分期與療效評價的重要檢查方法，常規形態學觀察已不能滿足臨床需要，功能學檢查扮演了重要的角色[3-4]。體素內不相干運動（introvoxel incoherent motion，IVIM）是一種無創的檢查手段，可觀察癌細胞的微觀變化[5-6]。IVIM 利用雙指數曲線擬合分析得到3 個參數：①擴散系數（D），觀察病灶內水分子純擴散運動；②假擴散系數（D*），觀察病灶內灌注相關擴散運動；③灌注分數（f），觀察病灶內微循環灌注效應占總體擴散效應的容積比[7]。本研究意在探討IVIM-MRI 在中晚期宮頸癌根治性同步放化療評價中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究通過華北理工大學附屬醫院倫理委員會批準（批號：20200228011），收集2019 年2 月至2021 年6 月華北理工大學附屬醫院診治的宮頸癌患者67 例，均知情同意。納入標準：①經病理學結果證實，臨床及影像診斷為中晚期宮頸癌（FIGO 2018 分期為Ⅱb～Ⅳb 期）；②完成根治性同步放化療；③在治療前3 d內（治療前）、治療3 周（治療中）及治療結束后3 d（治療后）行常規MRI、彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）及IVIM 掃描。排除標準：各種原因導致的MRI 圖像欠佳。受試者年齡38～77 歲，平均（55.1±7.9）歲；均為鱗癌；FIGO 分期Ⅱb 期33 例、Ⅲa 期19 例、Ⅲb 期8 例、Ⅲc1r 期2 例、Ⅲc2r 期2 例、Ⅳa 期2 例、Ⅳb 期1 例。

1.2 治療方案

采取體外照射與腔內照射兩種放療方式，體外照射范圍包括腫瘤原發灶以及周圍可疑受侵區域，照射總劑量為50.4 Gy，單個位置為1.8 Gy，5 次/周；腔內治療使用施源器，根據主病灶所在位置及體積控制其深淺，放射源為銥-192，總劑量為6.0～30.0 Gy，單個位置為6.0～7.0 Gy，1 次/周。化療與放療同步進行，采用順鉑40 mg/m2，3 周為1 個療程，每個療程使用1 次，共2 個療程。

1.3 檢查方法

應用飛利浦Ingenia 3.0T MR 儀，全數字體部成像線圈，行盆腔MR 掃描。掃描序列：矢狀位fsT2WI，斜軸位T1WI、T2WI，冠狀位T2WI、DWI（b 值取0、800 s/mm2）、IVIM 序列。IVIM：斜軸位自旋回波-平面回波成像，TR 5600 ms，TE 68 ms，成像野312 mm×315 mm，層厚4.0 mm，NEX 為2，b 值取0、50、100、150、200、300、400、600、800、1000 s/mm2。

1.4 圖像分析及療效評估

所有資料均由3 名高年資影像科醫師采用雙盲法獨立判斷，意見不統一時經協商達成一致。在常規圖像上測量腫瘤在治療前后的最大徑，取3 名醫師測量的平均數。治療中及治療后將感興趣區（region of interest，ROI）放在與病灶治療前相對應的層面和位置。利用DWI 圖像得到表觀彌散系數（apparent dif fusion coeffecient，ADC）值，MITK 軟件處理IVIM 圖得到D、D*、f 值；結合T2WI 及高b 值彌散圖像在腫瘤病變的最大橫截面上選取ROI，盡量選取腫瘤實質部分，避開出血、壞死、囊變區等。根據RECIST[8]分為兩組，將治療后腫瘤體積比治療前減少1/3 以上的患者納入治療敏感組，其余為治療非敏感組。計算腫瘤消退率、治療中及治療后各參數變化率。腫瘤消退率=（治療前腫瘤最大徑-治療中或治療后腫瘤最大徑）/治療前腫瘤最大徑×100%。變化率=（治療中或治療后參數－治療前參數）/治療前參數×100%。

1.5 統計學方法

采用SPSS 17.0 統計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（）表示，比較采用t 檢驗；計數資料用例數或百分率表示，比較采用χ2檢驗；Pearson相關性分析治療前、中、后期各參數變化率與腫瘤最終消退率之間的關系。以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 宮頸癌患者治療前后病灶最大徑

67 例患者治療前、后病灶最大徑分別為（4.71±1.68）、（1.61±0.86）cm。

2.2 兩組一般資料比較

治療敏感組55 例，治療非敏感組12 例。治療敏感組年齡41～77 歲，平均（55.8±8.0）歲；FIGO 分期Ⅱb 期27 例、Ⅲa 期17 例、Ⅲb 期6 例、Ⅲc1r 期2 例、Ⅲc2r 期2 例、Ⅳa 期1 例、Ⅳb 期0 例。治療非敏感組年齡38～67 歲，平均（52.2±6.9）歲；FIGO 分期Ⅱb 期6 例、Ⅲa期2 例、Ⅲb 期2 例、Ⅲc1r 期0 例、Ⅲc2r 期0 例、Ⅳa期1 例、Ⅳb 期1 例。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.3 兩組治療前、中、后影像參數比較

治療前，治療敏感組ADC 值、D 值、D* 值高于治療非敏感組（P＜0.05）；治療中，治療敏感組ADC 值、D 值、D* 值、f 值高于治療非敏感組（P＜0.05）；治療后，治療敏感組ADC 值、D 值、f 值高于治療非敏感組（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組治療前、中、后影像參數比較（）

表1 兩組治療前、中、后影像參數比較（）

注 ADC：表觀彌散系數；D：擴散系數；D*：假擴散系數；f：灌注分數

2.4 兩組治療中及治療后影像參數變化率比較

治療中及治療后，治療敏感組ADC 值、D 值、f 值變化率高于治療非敏感組（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組治療中及治療后影像參數變化率比較（%，）

表2 兩組治療中及治療后影像參數變化率比較（%，）

注 ADC：表觀彌散系數；D：擴散系數；D*：假擴散系數；f：灌注分數

2.5 宮頸癌患者影像參數與腫瘤消退率的相關性分析

67 例患者腫瘤消退率為（66.3±24.8）%。治療前，ADC 值、f 值與腫瘤消退率呈正相關（r＞0，P＜0.05）；治療中，ADC值、D 值變化率與腫瘤消退率呈正相關（r＞0，P＜0.05）；治療后，ADC 值、D 值變化率與腫瘤消退率呈正相關（r＞0，P＜0.05）。見表3。

表3 宮頸癌患者影像參數與腫瘤消退率的相關性分析

3 討論

宮頸癌組織腫瘤細胞分布密集，自由水分子的運動空間小，經過根治性同步放化療后，部分腫瘤細胞被毀損，細胞密度會有一定程度的下降，進而ADC 值與D 值升高[9]，本研究結果印證了這一論點。本研究結果顯示，治療中及治療后，治療敏感組ADC 值、D 值變化率顯著高于治療非敏感組；ADC 值、D 值變化率與腫瘤消退率呈正相關（r＞0，P＜0.05）。可能是由于治療非敏感組的腫瘤細胞排列更緊密，對治療的敏感度稍遜色[10]，進而推斷ADC 值與D 值可以預測宮頸癌患者的預后，在治療中可為臨床的下一步治療提供可靠的參考。

D* 值可真實反映腫瘤細胞的灌注情況[11-12]，研究證實惡性病變D* 值較良性病變相對更高[13]，但腫瘤出血囊變壞死區D* 值是明顯減低的，與腫瘤灌注的血流量和血容量呈正相關[14]。提示D*值在觀察灌注的同時，可反映腫瘤組織內部壞死成分。本研究結果顯示，兩組治療后D* 值及其變化率比較，差異無統計學意義（P＞0.05），與武小鵬等[15]結果一致，可能與宮頸腫瘤細胞本身的病理特性相關；放化療僅僅是將腫瘤細胞的數量減少，而灌注則由自身性質所決定，即使病灶在治療后有緩解、縮小的跡象，但腫瘤細胞的灌注并沒有明顯降低；此外，由于D* 的穩定性較差，患者檢查時血流動力學因素和心動周期都可能會影響到D*[16]，如何獲得更加穩定的D*或許是今后的研究方向。

本研究結果顯示，治療前，兩組f 值比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；治療中及治療后，治療敏感組f 值顯著高于非敏感組。關于f 值對惡性腫瘤細胞的評估，Jalnefjord 等[17]認為，f 值可很好地預測消化道腫瘤的預后，f 值減低代表放化療的效果不佳，且數值與5 年生存率呈負相關。但f 值受多種因素影響[18-21]，如微血管的通透性、細胞表面的交換面積、細胞內外間隙容積及其內流體壓力等。放化療可以使腫瘤細胞f 值升高，可能是由于腫瘤細胞被毀損，占比相對下降，而血管灌注占比相對上升[22-24]；此外，放射野非腫瘤區域的放射性炎癥病變會使局部液體循環加快、增多，ROI 選取時可能會觸碰到這些區域而造成腫瘤f 值增長[25]。

綜上所述，IVIM 參數及其變化率對中晚期宮頸癌根治性放化療的評價和預后評估有一定的指導意義，但仍需加大樣本量進行驗證，才能獲得可靠結論。