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体内无关运动MRI评定鼻咽癌同步化疗效果

发布时间:2019-11-13 17:22

  鼻咽癌是中国南方发病率较高的恶性肿瘤[1]。由于鼻咽的特殊解剖位置及临床症状的非特异性,大部分患者在初诊时已为晚期。同步放化疗是当前鼻咽癌的标准治疗方法。早期监测、评估放化疗疗效是目前关注的问题。

  目前主要依据肿瘤大小评估疗效,但肿瘤的形态学改变通常晚于其内部结构及功能的变化。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)能观察肿瘤在放化疗过程中内部微观环境的变化,体素内不相干运动磁共振成像(intravoxel incoherent motion magnetic resonance imaging, IVIM-MRI)可无创定量分析活体组织水分子扩散及微血管灌注信息。IVIM在其他肿瘤的放化疗评估中取得较好效果,如宫颈癌[2]、直肠癌[3]等。本研究旨在通过IVIM-MRI评估鼻咽癌组织水分子扩散及灌注特征,并观察相关参数动态变化,探索IVIM-MRI评估及监测鼻咽癌放化疗疗效的价值。

  1 材料与方法

  1.1 临床资料

  本研究得到医院伦理委员会许可,并签署患者知情同意书。前瞻性纳入2015年4月至2016年10 月在南京鼓楼医院接受诊治的鼻咽癌患者。纳入标准:(1)经病理活检证实为鼻咽鳞形细胞癌;(2)未接受任何治疗;(3)拟在本院行放化疗联合治疗。放疗采用调强放疗法,总剂量为70 Gy,2 Gy/d,5次/周。放疗过程中接受3个周期以奈达铂为主的同步化疗,1 w为1个周期,间隔1 w,静脉滴注, 剂量60 mg/m2;(4)能接受MR随访复查(治疗前、放疗开始后1个月及放疗完成后1个月)。共纳入27 例(男20例,女7例)患者,年龄32~70岁,中位年龄54岁。其临床分期为:Ⅱ期6例,Ⅲ期20例,Ⅳa期1例。4例患者图像有吞咽伪影影响数据测量,最终23例患者被纳入。

  1.2 MR扫描

  患者3 次扫描的序列和参数一致。MR检查采用全数字3.0 T扫描仪(Ingenia,Philips Medical Systems,Best,the Netherlands),使用16通道头颈联合线圈。仰卧位,头先进,自由呼吸。行鼻咽部及颈部常规MRI、IVIM-MRI及增强MRI扫描。扫描序列:轴位及冠状位T2压脂(short time inversion recovery,T2-STIR),轴位T2加权成像(T2 weighted image,T2WI),IVIM-MRI以及横冠矢三方位增强T1WI。在常规序列及IVIM-MRI 扫描完成后,静脉推注钆双胺(0.2 ml/kg, GE Healthcare Ireland,Shanghai,China)对比剂,速率3.0 ml/s,剂量0.2 mmol/kg。常规扫描参数: (1)轴位T2WI,TR 2500~3500 ms,TE 90 ms, 矩阵276×215,FOV 22 cm×22 cm,层厚5 mm,层距default,NSA 3;(2)轴位T2-STIR,TR 3000 ms, TE 80 ms,矩阵276×212,FOV 22 cm×22 cm, 层厚5 mm,层距default,NSA 2;(3)冠状位T2- STIR,TR 1500~2500 ms,TE 60 ms,矩阵。

  1.3 图像与数据分析

  将患者的IVIM数据输入IDL 6.3 后处理软件

  2名年资分别为3年和5年的擅长鼻咽部MR诊断的影像医师,在不知晓患者资料的情况下分析图像。采用Le[4]提出的双指数模型,公式:S /S =(1- f)×exp(-b×D)+f×exp[-b×(D*+D)],其中S 和S 分别代表b为任意值和b=0 s/mm2时体素内平均信号,生成D图、f图及D*图。D为纯扩散系数(true molecular diffusion coefficient),反映真实水分子扩散信号;f代表灌注分数(perfusion fraction),反映血管容积占整个组织容积比例,组织内的血管密度;D*是伪扩散系数(pseudodiffusion coefficient), 反映组织内灌注信号。

  将放疗前、放疗开始后1个月及放疗完成后1个月的图像分成1、2、3组。具体测量步骤如下:2位阅片者独立参考3组图像的轴位T2-STIR 和T1WI增强图像,选肿瘤最大横断面,勾画整个肿瘤范围作为感兴趣区(region of interest,ROI),尽量避开坏死区,获得不同参数值(D、f、D*及ADC值),并记录肿瘤最大面积。若放化疗后病灶消失,最大面积记0 mm2,在治疗前病灶位置画约5 mm2的ROI。每位阅片者测量3次取平均值,取2位阅片者测量值的平均值作为参数值。

  1.4 疗效评估

  肿瘤消退率(regression rate,RSO)=(治疗前肿瘤面积- 治疗后肿瘤面积)/治疗前肿瘤面积× 100%。依据RECIST 1.1 标准[5],将疗效分为4组:(1)完全缓解(complete response, CR)组:病灶消失,RSO=100%;(2)部分缓解(partial response,PR)组:RSO≥30%;(3)疾病稳定(stable disease,SD)组:介于PR与PD 之间;(4)疾病进展(progressdisease,PD)组:病灶面积增大超过25%。

  1.5 统计分析

  数据采用SPSS 18.0软件分析,计量资料中正态分布以均数±标准差表示。配对t检验分析不同时间点IVIM参数的差异,Pearson相关性分析肿瘤面积与IVIM各参数间的相关性,独立t检验分析不同疗效组治疗前IVIM参数的差异,使用非参数检验(Wilcoxon秩和检验)比较各参数不同时间点间的差异。P<0.05认为差异有统计学意义。

  2 结果

  放疗完成后1个月,完全缓解组10例,部分缓解组13例。如表1所示,完全缓解组与部分缓解组治疗前的D值差异有统计学意义(P=0.04),其他参数差异无统计学意义。ADC及D值在治疗中逐渐升高,f值先上升后下降。治疗后肿瘤面积逐渐缩小,D*先下降后升高。见表2。1组与3组、1组与2组及2组与3组的肿瘤面积均有较好相关性。而治疗前的肿瘤最大面积与f、ADC、D*及D值差异均无统计学意义(P值分别为0.986、0.189、0.190、0.234)。见表3。如表3所示,ADC值:1组与3组及1组与2组有较好相关性(P<0.001),D值亦如此。f值:1组与2组也有较好相关性。D*值:1组与2组、1组与3组及2组与3组差异均无统计学意义。每组ADC与D值均有较好相关性。

  3 讨论

  本研究中治疗前鼻咽癌组织的ADC 值和D值均较低,这与Jia等[6]的研究结果类似。此时,微循环灌注对MR信号的影响微乎其微,反映的是纯扩散信息[3,7],因而ADC值大于D值。这说明治疗过程中ADC和D值的变化可观测同步放化疗疗效。D值可更准确地反映肿瘤内水分子扩散信息。

  完全缓解组患者治疗前的D值高于部分缓解组,治疗前D值高,疗效好,差异有统计学意义。而之前的研究认为,治疗前低D值预示头颈部肿瘤的放化疗疗效好[7]。这可能是由于本研究的样本量较少,且23例患者病灶局部均得到有效控制,没有患者被认定为疾病进展或疾病稳定,需扩大样本研究。

  f值可反映肿瘤的血管容积比例,主要与局部的血流灌注有关。本研究治疗前的f值与Xiao等[8] 研究中治疗前鼻咽癌的f值[(0.18±0.03)%]接近。在放化疗后1个月,f值增高。可能由于治疗后肿瘤局部组织充血,亦伴有炎性细胞及成纤维细胞等组织增生,可促进瘤内新生毛细血管增多,导致局部灌注增加。同时,肿瘤组织灌注及血管容积与含氧状态密切相关。放疗后局部组织灌注增加,提高了肿瘤细胞的血供和含氧状态,从而达到更好的治疗效果[9]。f值可作为观测放化疗疗效的潜在指标。在放化疗结束后1个月,f值降低。这可能因为随着照射剂量的累积,肿瘤细胞减少,部分血管堵塞、减少或消失,以及病灶纤维化,使得组织灌注减低[10]。

  本研究显示,治疗前f 值低,疗效好,这与之前研究结果一致[10]。与本结果不同的是, Hou等[11]在研究动态对比增强(dynamic contrast- enhanced,DCE) MRI预测鼻咽癌放化疗疗效中发现,治疗前肿瘤高灌注,放化疗效果较好。可能是f值不仅受血管容积的影响,还受肿瘤的血流以及自旋弛缓时间的影响[12]。此外,不同的磁共振扫描技术有差别。因此,不能直接把f值与DCE-MRI的参数进行比较。但本研究中完全缓解组与部分缓解组治疗前f值的差异无统计学意义,需增加样本量。

  D*值反映组织内灌注信号。本研究中,D*值先下降后上升。然而,D*值在1组与2组、1组与3 组及2组与3组间差异均无统计学意义,其稳定性较差。Federau等[13]认为D*值受心跳周期的影响,心脏收缩时的D*值比舒张时大。而本研究未使用心电触发,因此D*值会有波动。Kakite等[14]对肝细胞癌IVIM成像的研究表明,D*值的稳定性差。D* 值在很多临床应用中受限。

  本研究也存在局限性。首先,样本量相对较少,本研究只纳入23例患者,有待增加。其次, 观察期较短,只随访到放疗完成后1个月。第三, 没有组织病理学证实。磁共振无法确诊残留肿瘤和放疗后纤维化。

  总之,IVIM-MRI可监测鼻咽癌在放化疗过程中的动态变化。其中,D值更能有效监测放化疗疗效,f值可作为潜在观察指标。IVIM-MRI将成为鼻咽癌临床研究的有效方法之一。


毕业论文:http://www.3lunwen.com/yx/lcyx/470.html

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