動態增強磁共振成像對初診鼻咽癌患者調強放療預后的評估價值*

孟彬彬，張蕾，吳鋒，繆世軍

（1.南通市第二人民醫院耳鼻咽喉科，江蘇南通 226002；2.南通市第二人民醫院影像科，江蘇南通 226002；3.上海交通大學醫學院附屬蘇州九龍醫院，江蘇蘇州 215028）

鼻咽癌是我國高發頭頸部惡性腫瘤之一，統計資料顯示，超過80%的鼻咽癌發生于中國，嚴重影響公民健康[1]。放療是鼻咽癌的首選治療方式，可將放射劑量最大限度地集中于靶區，殺滅腫瘤細胞[2]。 近年來調強放射治療（intensity modulated radiation therapy, IMRT）技術的應用，增加了腫瘤病灶的照射劑量且減少了周圍危及器官的受照射劑量，顯著提高了鼻咽癌患者的生存率和生活質量。常規磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）通常用于鼻咽癌治療前TNM 分期，鮮有應用于療效評估。動態增強磁共振成像（dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging, DCEMRI）是一種反映腫瘤組織血管通透性與血流灌注的影像技術，可在分子水平對腫瘤進行評價，目前，已應用于對多種惡性腫瘤的診斷及放射治療效果的評估[3-5]。本研究分析DCE-MRI 對初診鼻咽癌患者IMRT 預后的評估效果，以期為臨床提供參考，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2016年1月—2021年12月南通市第二人民醫院收治的鼻咽癌患者82 例作為研究對象。其中，男性54 例，女性28 例；年齡32～75 歲，平均（64.58±8.41）歲。納入標準：①年齡18～75 歲；②初次確診，經病理診斷證實；③92 福州分期為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳa 期；④血常規及肝、腎、肺功能正常；⑤卡氏（Karnofsky, KPS）評分≥70 分；⑥均行IMRT。排除標準：①一般情況差，無法平臥；②存在嚴重并發癥或遠處轉移者；③心、肝、腎、腦等主要器官嚴重功能障礙；④存在放射治療禁忌證；⑤放射治療期間發生遠處轉移或因其他原因無法堅持完成放療者。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，患者及家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 DCE-MRI 檢查方式采用3.0 T Skyra MRI掃描儀（德國西門子股份公司），應用Turbo FLASH序列，以T2WI 橫斷位為參考，選取病灶最大層面作為中心。設置掃描參數：重復時間（repetition time, TR）/回波時間（echo time, TE）：199 ms/1.05 ms；縱向弛豫時間（longitudinal relaxation time, T1）：100 ms；視野（field of view, FOV）：260 mm×210 mm；矩陣：128×96；翻轉角度：200°；層厚：6 mm；間距：1.2 mm；層數：10；時間分辨率：4 s；成像時間：360 s，共計90 個時相。第5 個時相掃描完成后經肘前靜脈以4 mL/s 的速率團注二乙烯三胺五乙酸釓（Gd-DTPA），總量0.2 mmol/kg。最后行常規增強T1WI 橫斷位、冠狀位及矢狀位掃描，增強掃描用脂肪抑制T1WI 掃描。采用nordic ICE 軟件處理DCE-MRI 原始數據，將多翻轉角與掃描序列圖像導入后，取顱內動脈顱內段，在血管中勾畫圓形動脈輸入函數（artery input function, AIF）感興趣區（region of interest, ROI），獲取該區域中時間濃度曲線，然后根據血流動力學Extended Tofts Linear 雙室模型，在病灶最大截面上勾畫出ROI，計算反映血管通透性及血管內外間隙容積的定量參數Ktrans、Kep、Ve、Vp。在西門子工作站上得出表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient, ADC），勾畫ROI 時參照動態圖像的ROI，由3 位醫師各自進行ROI 勾畫，取結果的平均值。

1.2.2 IMRT根據ICRU50 號與ICRU60 號報告勾畫靶區。原發灶大體腫瘤體積、高危臨床靶體積、低危臨床靶體積處方劑量分別為66.65～69.75 Gy、60.00～66.65 Gy、54.00～55.80 Gy，均分30～31 次執行。

1.2.3 近期療效評價IMRT 結束后3 個月根據實體瘤療效評價標準（RECIST）1.1 進行評價[6]。完全緩解：所有目標病灶消失；部分緩解：所有目標病灶直徑總和比基線減少≥30%；疾病進展：目標病灶最大直徑總和比基線增加≥20%，或出現新病灶；疾病穩定：目標病灶變化介于部分緩解與疾病進展之間。將完全緩解患者視為治愈，設置為良好組；將部分緩解、疾病穩定視為殘留，與疾病進展同設置為不良組。

1.2.4 臨床資料收集患者臨床資料，包括年齡、性別構成、體質量指數（BMI）、家族史、高血壓、糖尿病、高脂血癥、貧血、病理類型、原發灶大小、T 分期、N 分期、咽后淋巴結轉移、顱神經損傷、顱底骨質破壞、頸動脈鞘區受侵、聯合化療

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 19.0 統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用t檢驗；計數資料以構比或率（%）表示，比較用χ2檢驗；繪制受試者工作特征（ROC）曲線；影響因素的分析采用多因素逐步Logistic 回歸模型。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 IMRT前后DCE-MRI掃描結果

IMRT 前病灶T1WI 呈均勻或不均勻低信號，T2WI 呈不均勻高信號；腫塊不均勻強化，病灶側咽隱窩消失，咽旁間隙消失或模糊，增強后可清楚地觀察到病灶的范圍、形態及鄰近組織侵犯情況；IMRT 后行DCE-MRI，52 例病灶消失（63.41%），且殘留病灶邊界變得清晰，侵犯范圍縮小。良好組患者52 例，不良組30 例。見圖1。

圖1 IMRT前后DCE-MRI掃描結果

2.2 兩組IMRT 前DCE-MRI 參數比較

良好組與不良組Ktrans、Kep比較，經t檢驗，差異統計學意義（P＜0.05），不良組較良好組縮短；良好組與不良組Ve、Vp比較，經t檢驗，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組IMRT前DCE-MRI參數比較 （±s）

表1 兩組IMRT前DCE-MRI參數比較 （±s）

組別良好組不良組t 值P 值n Ve Vp 52 30 Ktrans/min 0.29±0.03 0.18±0.02 17.896 0.000 Kep/min 0.83±0.12 0.59±0.06 10.223 0.000 0.49±0.05 0.50±0.06 0.810 0.420 0.88±0.09 0.90±0.10 0.931 0.355

2.3 兩組臨床資料比較

兩組年齡、性別構成、BMI、家族史、高血壓、糖尿病、高脂血癥、病理類型、N 分期、顱神經損傷、顱底骨質破壞、頸動脈鞘區受侵、聯合化療比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。兩組貧血、原發灶大小為超腔、T 分期、咽后淋巴結轉移比較，差異有統計學意義（P ＜0.05），不良組較良好組升高。見表2。

表2 兩組臨床資料的比較

2.4 影響初診鼻咽癌患者IMRT 預后不良的危險因素

以預后不良（無= 0，有= 1）為因變量，以貧血、原發灶大小、咽后淋巴結轉移、T 分期、Ktrans和Kep為自變量（賦值見表3），進行多因素逐步Logistic 回歸分析，α入=0.05，α出=0.10。結果顯示：貧血[=1.732（95% CI：1.269，2.194）]，原發灶大小為超腔[=1.489（95% CI：1.254，1.724）]，咽后淋巴結轉移[=2.659（95% CI：2.013，3.305）]，T 分期為T3、T4[=3.504（95% CI：1.987，5.022）]，Ktrans[=5.865（95% CI：3.145，8.585）]和Kep[=3.142（95% CI：2.412，3.873）]均為初診鼻咽癌患者IMRT 預后不良的危險因素（P＜0.05）。見表4。

表3 賦值表

表4 初診鼻咽癌IMRT患者預后不良影響因素的多因素逐步Logistic回歸分析參數

2.5 DCE-MRI參數對初診鼻咽癌患者IMRT預后的預測價值

ROC 結果顯示，Ktrans預測初診鼻咽癌患者IMRT預后不良的最佳截斷值為0.22 min，預測預后不良的AUC 為0.728（95% CI：0.618，0.820），敏感性為80.00%（95% CI：0.754，0.846），特異性為82.69%（95% CI：0.792，0.862）；Kep預測初診鼻咽癌患者IMRT 預后不良的最佳截斷值為0.71 min，預測預后不良的AUC 為0.746（95% CI：0.637，0.835），敏感性為76.67%（95% CI：0.698，0.836），特異性為75.00%（95% CI：0.671，0.829）；兩者聯合預測預后不良的AUC 為0.762（95% CI：0.655，0.849），敏感性為76.67%（95% CI：0.712，0.821），特異性為88.46%（95%CI：0.804，0.965）。見表5和圖2。

表5 Ktrans、Kep單獨及聯合檢測對初診鼻咽癌患者IMRT預后的預測效能分析

圖2 Ktrans、Kep單獨及聯合檢測預測初診鼻咽癌患者IMRT預后的ROC曲線

3 討論

鼻咽癌是鼻咽部上皮細胞被病菌感染所致的病變，位于顱底，且病變位置復雜，癌細胞容易發生浸潤性擴散，因此放療可在該病治療中獲取較好的效果。CT 與MRI 是臨床常用的影像學診斷技術，盡管可觀察到鼻咽部病灶形態、侵犯范圍及區域淋巴結轉移，但在反映細胞功能學、分子生物學信息以及血流動力學等方面存在一定難度，從而影響鼻咽癌局部分期的準確性[7]。在治療前通常通過觀察病灶周圍惡性侵犯所導致的水腫或/和迂曲的靜脈叢對鼻咽癌進行分期，DCE-MRI 可對其進行較好的區分，水腫表現為病灶周圍無明顯的強化區，迂曲的靜脈叢則表現為與病灶周圍靜脈相連[8-9]。近年來MRI 功能成像、高場MRI 技術不斷進步，DCE-MRI 定量參數、半定量參數更加豐富，為臨床提供了更多病灶微血管組織生成、周圍組織微循環灌注等信息，進一步增加了評估方式的多樣性與準確性。

本研究結果顯示，與良好組比較，不良組IMRT 前Ktrans值、Kep值顯著降低，貧血，原發灶大小為超腔，T 分期為T3、T4，咽后淋巴結轉移構成比均顯著升高，且經Logistic 回歸分析顯示，貧血，原發灶大小為超腔，咽后淋巴結轉移，T 分期為T3、T4，Ktrans、Kep均為初診鼻咽癌患者IMRT 預后不良的危險因素。分析原因為：①乏氧細胞是腫瘤生長過程中既可保持增殖活力又對放射線抗拒的細胞，約占腫瘤細胞的10%～20%，是放療效果的重要影響因素[10]。貧血將導致機體血氧含量減少，在該種情況下腫瘤細胞中乏氧細胞數量增加，加重了乏氧細胞對放療的抗性，降低療效。②鼻咽癌表現為浸潤性生長，原發灶越大意味著發病時間越長，疾病分期越晚，在IMRT 中靶區邊緣難以獲取有效照射劑量，從而影響療效。③T 分期增加是復發及轉移的高危因素，可較好地預測腫瘤短期內遠處轉移的風險，而遠處轉移是IMRT 治療失敗的主要模式，與既往研究一致[11]。④鼻咽部淋巴結組織豐富，腫瘤細胞易轉移至頸深上組淋巴組織，發生淋巴結轉移的腫瘤病灶血氧供應差，乏氧細胞比例增加，對放射線抗拒性較強，易發生殘留。⑤Ktrans是對比劑從血管內到血管外細胞外間隙的容積轉運常數，由腫瘤血流、內皮通透性及表面積共同決定。高Ktrans提示要評估的組織類型具有較高的通透性，對比劑滲入血管外細胞外間隙幾乎不受限制，對血藥依賴性較強的放療更為敏感，此時Ktrans大致與單位體積組織的血流灌注相等。低Ktrans的區域因血管灌注及血管通透性較差，易發生缺血、壞死，放療敏感性也較差。目前有國外研究認為Ktrans是預測放療預后的有效指標，MARTENS 等[12]研究發現DCE-MRI 的高血管通透性（Ktrans）是頭頸部鱗狀細胞癌患者局部復發的預測指標，治療前的Ktrans與療效明顯相關，高Ktrans提示預后良好。Kep衍生于Ktrans，是指對比劑從EES 回流至血管的速率，其值高提示存在于癌組織區域的微血管具有較高的通透性，對比劑回流至血管的速度加快。Ve表示對比劑在EES 的分布容積，與組織的病理結構關系密切，Vp表示血管內容積。目前臨床關于Ve、Vp與腫瘤療效的關聯研究尚存在一定分歧。LIU 等[13]在關于DCE-MRI 定量參數對局部晚期宮頸鱗狀細胞癌同步放化療療效預測的研究中發現，Ve、Vp與腫瘤消退率呈正相關，可作為預測局部晚期宮頸鱗狀細胞癌治療反應的潛在指標。LI 等[14]采用DCE-MRI 和擴散加權MRI 參數圖對乳腺癌新輔助化療的療效進行預測的結果顯示，完全緩解患者與殘留患者治療前Ve、Vp比較，差異無統計學意義。本研究中，良好組與不良組IMRT 前Ve、Vp比較，差異無統計學意義，與既往研究存在一定差異，分析原因可能與不同的治療方式、不同部位的腫瘤生物學行為等有關。

本研究ROC 曲線結果顯示，Ktrans、Kep預測初診鼻咽癌患者IMRT 預后不良的最佳截斷值分別為0.22 min 和0.71 min，單獨及聯合預測預后不良的AUC 分別為0.728、0.746、0.762，提示Ktrans、Kep單獨及聯合檢測對初診鼻咽癌患者IMRT 預后均有較高的預測效能。因此，IMRT 前Ktrans、Kep可作為初診鼻咽癌患者近期療效評估指標，為患者的個性化治療與治療方案修正提供依據。此外，DCEMRI 不會對人體造成電離輻射損傷，且影像豐富、清晰，有助于醫護人員準確判斷病變性質，安全可靠[15-16]。

綜上所述，DCE-MRI 參數Ktrans、Kep對初診鼻咽癌患者IMRT 預后具有一定的預測價值，可為臨床個體化治療及治療方案的修正提供依據。