王曉煜，王 越，于 韜，羅婭紅遼寧省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，遼寧 沈陽 110042

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磁共振灌注加權(quán)成像評價宮頸癌同步放化療療效的初步研究

王曉煜，王 越，于 韜，羅婭紅
遼寧省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，遼寧 沈陽 110042

王曉煜，主治醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士。現(xiàn)就職于遼寧省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，從事腫瘤的CT 及MR影像診斷工作。擅長神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、乳腺及婦科腫瘤的MR影像診斷。目前主要從事神經(jīng)系統(tǒng)及婦科腫瘤的功能性MR影像診斷研究。發(fā)表1篇SCI收錄論文及多篇中文專業(yè)論文。參與編譯及編寫《乳腺介入成像：超聲、X線及MR影像引導(dǎo)下的介入技術(shù)》、《乳腺影像診斷學(xué)》、《常見惡性腫瘤多學(xué)科綜合診斷與治療叢書：神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤》、《常見惡性腫瘤多學(xué)科綜合診斷與治療叢書：淋巴系統(tǒng)惡性腫瘤》和《常見惡性腫瘤多學(xué)科綜合診斷與治療叢書：頭頸腫瘤》多部學(xué)術(shù)專著。

【摘要】目的：研究磁共振灌注加權(quán)成像（perfusion-weighted imaging，PWI）在宮頸癌同步放化療前后灌注參數(shù)的差異，探索宮頸癌同步放化療療效差異與PWI灌注參數(shù)之間的關(guān)系。方法：回顧性分析經(jīng)病理確診的宮頸癌患者20例，接受同步放化療前后進(jìn)行PWI掃描，以腫塊強(qiáng)化最明顯處作為感興趣區(qū)，生成時間-強(qiáng)度曲線（time-intensity curve，TIC），并測量強(qiáng)化峰值（peak height，PH）、最大上升斜率（maximum slope of increase，MSI）及達(dá)峰時間（time to peak，TTP）。分析治療前后各項(xiàng)灌注參數(shù)的變化。結(jié)果：同步放化療后，PH、MSI較治療前降低（399.05±45.39 vs. 278.32±35.09、38.57±2.77 vs. 19.55±2.49，P=0.000、0.000），TTP較治療前延長（40.49±4.18 vs. 66.15±5.11，P=0.000）。治療有效組PH、MSI高于治療無效組（411.79±43.40 vs. 360.80±27.44、39.53±2.27 vs. 35.69±2.16，P=0.025、0.004）。結(jié)論：PWI在宮頸癌同步放化療的療效評價和治療前預(yù)測同步放化療療效中均有價值，為臨床提供除形態(tài)學(xué)之外的功能性評價。

【關(guān)鍵詞】宮頸癌；磁共振灌注加權(quán)成像；療效評價；同步放化療

目前，對于宮頸癌分期在Ⅱb期以上及有手術(shù)禁忌證的患者，治療手段主要以放療聯(lián)合化療為主［1］。早期準(zhǔn)確判斷放化療的效果是調(diào)整治療方案的前提，臨床上主要以測量腫塊治療前后的大小來評價治療效果，這也是腫瘤個體化治療的基礎(chǔ)。MRI對軟組織有很高的分辨率，已成為婦科腫瘤的重要檢查手段［2］。但宮頸腫瘤在接受放化療后，早在形態(tài)學(xué)發(fā)生改變之前腫瘤的微血管就出現(xiàn)變化，而且放療后水腫、纖維化對準(zhǔn)確判斷腫瘤體積變化也造成了一定干擾［3］。磁共振灌注加權(quán)成像（perfusion-weighted imaging，PWI）能反映組織內(nèi)的血流灌注情況，幫助進(jìn)一步判斷腫瘤內(nèi)部的微血管生成情況，在腦部腫瘤中得到廣泛應(yīng)用。其能在腫瘤出現(xiàn)形態(tài)改變之前就探測到腫瘤內(nèi)微血管生成的狀態(tài)［4］，大大提前了對腫瘤放化療效果的判斷，同時對病灶水腫、纖維化造成的假陽性和假陰性判斷有一定意義。本研究回顧性分析宮頸癌患者接受放化療后灌注參數(shù)的變化，探索宮頸癌同步放化療療效差異與其灌注參數(shù)之間的關(guān)系。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2013年1月—2014年12月在本院被確診為宮頸癌并接受放療的患者20例，回顧性分析所有患者包括PWI在內(nèi)的MRI資料?；颊吣挲g29～67歲［（51±9）歲］，以接觸性出血、陰道不規(guī)則流血、下腹不適及腹痛等為主訴來就診。所有患者均經(jīng)過活檢證實(shí)為宮頸癌，其中鱗癌18例、腺癌2例。根據(jù)國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，F(xiàn)IGO） 2009年分期，20例患者中ⅡB 期4例、ⅢA期6例、ⅢB期4例、ⅣA期4例、ⅣB期2例。所有患者在本院接受放療聯(lián)合化療。放療方案為腔內(nèi)放療（20～30 Gy）+體外放療（30～40 Gy），放療時間2～4個月不等。化療藥物為：奧沙利鉑（或順鉑）+多西他賽（或紫杉醇酯質(zhì)體）。所有患者在檢查前均簽署增強(qiáng)MRI掃描知情同意書。

1.2 MR掃描設(shè)備及參數(shù)

使用SIEMENS公司Magnetom Verio 3.0 T磁共振，8通道相控陣體線圈，采用呼吸門控技術(shù)。掃描范圍由髂骨翼上緣至恥骨聯(lián)合下緣，檢查前適量飲水以充盈膀胱。

常規(guī)掃描包括軸位T1WI、軸位脂肪抑制T2WI、矢狀位T2WI，以及軸位、矢狀位、冠狀位脂肪抑制增強(qiáng)T1WI。T1WI掃描采用快速自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE）序列：重復(fù)時間（repetitive time，TR）=514 ms，回波時間（echo time，TE）=11 ms，層厚=5 mm，層間距=1 mm，矩陣=320×224，視野（field of view，F(xiàn)OV） 38 cm，NEX=2。T2WI采用快速恢復(fù)快速自旋回波（fast recovery fast spin echo，F(xiàn)RFSE） 序列：TR=6 470 ms，TE=120 ms，層厚=5 mm，層間距=1 mm，矩陣=320×224，F(xiàn)OV=38 cm，NEX=2。

PWI掃描取軸位，參考常規(guī)掃描，以腫瘤最大層面為中心層面進(jìn)行掃描。采用小角度激發(fā)快速梯度回波（fast low angle shot，F(xiàn)LASH）序列：TR=5.08 ms，TE=1.74 ms，層厚=3.6 mm，層間距=1 mm，矩陣=128×128，F(xiàn)OV=26 cm，NEX=1，翻轉(zhuǎn)角=15°，掃描層數(shù)=20，每層35個時期，間隔約0.5 s，采集時間約330 s。啟動掃描后于第3個時相用高壓注射器由肘靜脈注射對比劑釓噴酸葡胺（gadopentetate dimeglumine，Gd-DTPA），劑量0.1 mmol/kg，速率3 mL/s，注射完畢后以生理鹽水15 mL沖洗管道。

掃描時，軸位、矢狀位和冠狀位脂肪抑制增強(qiáng)T1WI掃描于PWI掃描結(jié)束后進(jìn)行。

1.3 圖像分析及數(shù)據(jù)處理

掃描結(jié)束后，將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入MRI后處理工作站（Syngo 4.2）進(jìn)行分析，使用Mean Curve軟件包。選擇腫瘤強(qiáng)化最明顯處為感興趣區(qū)（region of interest，ROI），避開壞死、出血或囊變區(qū)。由軟件自動生成時間-強(qiáng)度曲線（time-intensity curve，TIC），并計(jì)算出相關(guān)灌注參數(shù)值，包括強(qiáng)化峰值（peak height，PH）、最大上升斜率（maximum slope of increase，MSI）及達(dá)峰時間（time to peak，TTP）。TIC分為4 型：Ⅰ型，速升速降型；Ⅱ型，速升平臺型；Ⅲ型，緩升平臺型；Ⅳ型，持續(xù)上升型［5］。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 放化療前后常規(guī)MRI分析

宮頸癌主要表現(xiàn)為內(nèi)生或外生型的規(guī)則或不規(guī)則形腫塊，主要表現(xiàn)為長T2等或稍長T1信號，治療后腫瘤體積縮?。▓D1）。其中T1WI呈等信號者占85% （17/20），T1WI呈稍低信號者占15%（3/20）；T2WI上均呈均勻稍高信號100% （20/20）；增強(qiáng)掃描腫塊明顯強(qiáng)化，強(qiáng)化不均勻。接受放化療后，15例腫瘤縮小，占75%；3例腫瘤大小無變化，占15%；2例腫瘤較治療前增大，占10%。治療后腫瘤T1WI和T2WI信號均降低，增強(qiáng)掃描不均勻強(qiáng)化。

2.2 放化療前后PWI分析

本組患者在接受放化療前TIC以Ⅱ型為主（圖2），占75% （15/20）；Ⅰ型占20%（4/20）（圖3）；Ⅳ型占5% （1/20）（圖4）。放療后，TIC以Ⅳ型為主，占45% （9/20）；Ⅲ型占30% （6/20）（圖5）；Ⅱ型占25% （5/20）。放化療前后灌注參數(shù)比較見表1，PH、MSI在治療后顯著減低（P=0.000、0.000），TTP治療后較治療前延長（P=0.000）。

2.3 放化療有效組與無效組放療前PWI分析

本組放化療后腫瘤體積縮?。ㄓ行В┱?5例、無效者（腫瘤體積未變化、增大）者5例。放化療有效組治療前TIC Ⅰ型占20% （3/15）、Ⅱ型占80% （12/15）。放化療無效組中，TICⅠ型占20% （1/5）、Ⅱ型占60% （3/5）、Ⅳ型占20% （1/5）。比較兩組治療前的灌注參數(shù)發(fā)現(xiàn)（表2），兩組TTP無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.324），治療有效組PH高于治療無效組（P=0.025），治療有效組MSI高于無效組（P=0.004）。

圖1 ⅡB期宮頸低分化鱗癌MRI表現(xiàn)患者48歲，病理為宮頸低分化鱗癌，ⅡB期。圖A～C為治療前軸位T1WI （A）、軸位T2WI （B）以及增強(qiáng)T1WI （C），腫塊（箭頭所指）呈長T1、長T2信號，增強(qiáng)掃描明顯強(qiáng)化；圖D～F為治療后軸位T1WI （D）、軸位T2WI （E）以及增強(qiáng)T1WI （F），顯示腫塊（箭頭所示）體積縮小，T2WI信號減低

3 討 論

宮頸癌是一種嚴(yán)重威脅婦女健康的惡性腫瘤，發(fā)病率在我國女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中居首位，也是女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤死亡的主要原因之一［6］。此外，宮頸癌的發(fā)病率呈現(xiàn)上升及年輕化的趨勢。宮頸癌中晚期患者主要以放療為主，近年來同步放化療越來越得到臨床認(rèn)可，其治療時間短，還被認(rèn)為有協(xié)同增敏作用，在宮頸癌治療中扮演重要角色。但是，如何預(yù)測、早期評價同步放化療的治療效果是一個難題，因?yàn)檫@關(guān)系到治療方案的調(diào)整。以往對于實(shí)體腫瘤，多采用基于體積測量的評價體系，如實(shí)體瘤療效評價標(biāo)準(zhǔn)（Response Evaluation Criteria in Solid Tumors，RECIST）［7］。然而，單純通過測量腫瘤體積大小無法預(yù)測其對同步放化療的治療效果。此外，宮頸癌在接受同步放化療早期會出現(xiàn)水腫，腫瘤體積可能會比治療前增大；后期由于出現(xiàn)纖維化，盡管體積變化不明顯，但仍有腫瘤復(fù)發(fā)的可能。因此，找到一種不僅能從形態(tài)，還能從功能方面進(jìn)行綜合評價的檢測方法尤為迫切。

圖2 ⅡB期宮頸高分化鱗癌TIC II型患者58歲，病理結(jié)果為宮頸高分化鱗癌，ⅡB期。顯示宮頸占位不均勻明顯強(qiáng)化（A），TIC為Ⅱ型（B）

圖3 ⅡB期宮頸中分化鱗癌TIC Ⅰ型患者45歲，病理結(jié)果為宮頸中分化鱗癌，ⅡB期。宮頸腫塊不均勻明顯強(qiáng)化，伴陰道受累（A），TIC為Ⅰ型（B）

圖4 ⅡB期宮頸高分化鱗癌TIC Ⅳ型患者42歲，病理結(jié)果為宮頸高分化鱗癌，ⅡB期。顯示腫塊強(qiáng)化明顯（A），TIC為Ⅳ型（B）

圖5 ⅡA期宮頸中分化鱗癌治療前后TIC比較患者39歲，病理結(jié)果為宮頸中分化鱗癌，ⅡA期。A： 宮頸腫塊治療前TIC；B； 治療后TIC

表1 放化療前后PWI灌注參數(shù)比較

表2 放化療有效組與無效組放化療前PWI灌注參數(shù)比較

目前，臨床上主要使用超聲、CT、MRI進(jìn)行宮頸癌診斷和治療評價。尤其是MRI，由于其有很高的軟組織分辨力，在宮頸癌診治中越來越得到重視。但常規(guī)MRI掃描只能提供一些解剖學(xué)、形態(tài)學(xué)方面的信息。PWI是一種日趨成熟的功能性MRI方法，其通過靜脈團(tuán)注對比劑后，對ROI進(jìn)行快速連續(xù)多次掃描，獲得相應(yīng)TIC，利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出各項(xiàng)灌注參數(shù)，評價組織的血流灌注情況［8］。PWI可通過無創(chuàng)方法檢測腫瘤內(nèi)微血管生成和分布情況，反映腫瘤內(nèi)部和周圍組織內(nèi)血流灌注情況，以幫助分析腫瘤的生物學(xué)特性，對腫瘤的診斷、療效評價均有重要意義。以往PWI多用于腦部，隨著MRI設(shè)備的不斷發(fā)展，越來越多地用于腹部臟器，如肝臟、胰腺、前列腺等［9-11］。近年來，PWI逐漸應(yīng)用于宮頸癌的診斷和治療評價。PWI的評價體系主要包括TIC和一系列灌注參數(shù)，包括PH、MSI、最大下降斜率（maximum slope of descending，MSD）及TTP等。PH反映對比劑流入的多少，間接反映微血管血容量和血管外間隙的共同容積，與組織的氧含量呈正相關(guān)。MSI反映對比劑流入的速率，與腫瘤微血管密度有關(guān)。MSD反映對比劑流出的速率，與血管通透性有關(guān)。TTP是指組織開始增強(qiáng)至強(qiáng)化達(dá)到峰值的時間，反映血管阻力，與灌注速率成反比。

本研究發(fā)現(xiàn)，治療前后PH、MSI、TTP等參數(shù)和TIC發(fā)生了顯著變化。PH、MSI治療后降低，反映治療后腫瘤內(nèi)部微血管數(shù)目和密度減低；TTP延長則反映微血管阻力增加；相應(yīng)的TIC也由“速升”向“緩升”變化。表明治療前腫瘤細(xì)胞生長活躍，微血管密度及血流灌注高；治療后腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞大量壞死，隨著逐漸纖維化、瘤內(nèi)血管內(nèi)皮增厚、管腔狹窄甚至閉塞等病理變化，進(jìn)一步導(dǎo)致微血管數(shù)目減少、血流灌注量及灌注速率降低，使腫瘤處于缺氧狀態(tài)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡。本研究結(jié)果與以往研究基本一致。除提供解剖學(xué)信息，PWI所提供的腫瘤微血管變化能更全面地評價治療效果，為后續(xù)治療提供依據(jù)。宮頸癌對同步放化療的敏感性與病理類型、特征及病程長短等因素有關(guān)。本研究在對比同步放化療敏感與不敏感患者的PWI參數(shù)后發(fā)現(xiàn)，治療敏感者的PH、MSI均高于不敏感者，表明腫瘤微血管密度越高，血供越豐富，其對治療越敏感，這為選擇治療手段提供了一些參考依據(jù)，從而幫助臨床醫(yī)師更好地選擇治療方案。本研究放療敏感組和不敏感組中，TIC均以Ⅱ型為主，主要是因?yàn)楸窘M收集的病例數(shù)較少，且主要以Ⅱ型為主，也表明宮頸癌的主要TIC為Ⅱ型。

本研究不足之處在于病例數(shù)相對較少，所以TIC在療效評價和放化療敏感性評估方面還需進(jìn)一步完善。而且，由于腺癌病例數(shù)少，不同病理類型之間的灌注參數(shù)差異還需進(jìn)一步大樣本研究。

總之，PWI在宮頸癌同步放化療的療效評價和治療前預(yù)測同步放化療療效中均有價值，能提供除形態(tài)學(xué)改變之外腫瘤微血管生成和血流灌注方面的信息，讓臨床醫(yī)師能更全面地評估治療效果。

參考文獻(xiàn)

［1］ GREEN J A， KIRWAN J M， TIERNEY J F， et a1. Survival and recurrence after concomitant chemotherapy and radiotherapy for cancer of the uterine cervix∶ a systematic review and meta-analysis ［J］. Lancet， 2001，358（9284）∶ 781-786.

［2］ ZHANG W， ZHANG J， YANG J， et al. The role of magnetic resonance imaging in pretreatment evaluation of early-stage cervical cancer ［J］. Int J Gynecol Cancer，2014， 24（7）∶ 1292-1298.

［3］ BIEDKA M， MAKAREWICZ R， MARSZA?EK A， et al. Labeling of microvessel density， lymphatic vessel density and potential role of proangiogenic and lymphangiogenic factors as a predictive/prognostic factors after radiotherapy in patients with cervical cancer ［J］. Eur J Gynaecol Oncol，2012， 33（4）∶ 399-405.

［4］ LEE E Y， YU X， CHU M M， et al. Perfusion and diffusion characteristics of cervical cancer based on intraxovel incoherent motion MR imaging-a pilot study ［J］. Eur Radiol， 2014， 24（7）∶ 1506-1513.

［5］ GORDON Y， PARTOVI S， MüLLER-ESCHNER M， et al. Dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging∶ fundamentals and application to the evaluation of the peripheral perfusion ［J］. Cardiovasc Diagn Ther， 2014，4（2）∶ 147-164.

［6］ PARKIN D M， BRAY F， FERLAY J， et al. Global cancer statistics ［J］. CA Cancer J Clin， 2005， 55（2）∶ 74-108.

［7］ EISENHAUER E A， THERASSE P， BOGAERTS J，et al. New response evaluation criteria in solid tumours∶revised RECIST guideline （version 1.1） ［J］. Eur J Cancer，2009， 45（2）∶ 228-247.

［8］ DONALDSON S B， WEST C M， DAVIDSON S E，et al. A comparison of tracer kinetic models for T1-weighted dynamic contrast-enhanced MRI∶ application in carcinoma of the cervix ［J］. Magn Reson Med， 2010，63（3）∶ 691-700.

［9］ LUNA A， PAHWA S， BONINI C， et al. Multiparametric MR imaging in abdominal malignancies ［J］. Magn Reson Imaging Clin N Am， 2016， 24（1）∶ 157-186.

［10］ D E ROBERTIS R， TINAZZI MARTINI P，DEMOZZI E， et al. Prognostication and responseassessment in liver and pancreatic tumors∶ The new imaging ［J］. World J Gastroenterol， 2015， 21（22）∶ 6794-6808.

［11］ SUNG Y S， KWON H J， PARK B W， et al. Prostate cancer detection on dynamic contrast-enhanced MRI∶ computer-aided diagnosis versus single perfusion parameter maps ［J］. AJR Am J Roentgenol， 2011， 197（5）∶1122-1129.

Primary study on perfusion-weighted imaging in concurrent chemoradiotherapy of cervical cancer

WANG Xiaoyu， WANG Yue， YU Tao， LUO Yahong （Department of Medical Imaging， Liaoning Cancer Hospital & Institute，Shenyang 110042， Liaoning Province， China）

Correspondence to： WANG Xiaoyu E-mail： 13516001093@163.com

【Abstract】Objective： To study the differences and relationship of perfusion-weighted imaging （PWI） between pre- and post-concurrent chemoradiotherapy of cervical cancer. Methods： Twenty patients with cervical cancer confirmed by pathology were retrospectively analyzed. All the patients underwent PWI before and after concurrent chemoradiotherapy. The most enhanced region of tumor was selected as region of interest （ROI）. The time-intensity curve （TIC） was made， then peak height （PH）， maximum slope of increase （MSI）， and time to peak （TTP） were analyzed. Results： After concurrent chemoradiotherapy， PH and MSI were decreased （399.05±45.39 vs. 278.32±35.09， 38.57±2.77 vs. 19.55±2.49； P=0.000 and 0.000）， and TTP was prolonged （40.49±4.18 vs. 66.15±5.11， P=0.000）. PH and MSI in the effective treatment group were higher than those in the ineffective treatment group （411.79±43.40 vs. 360.80±27.44， 39.53±2.27 vs. 35.69±2.16； P=0.025 and 0.004）. Conclusion： PWI is valuable in the evaluation and prediction of the efficacy of concurrent chemoradiotherapy of cervical cancer. It can provide functional evaluation besides morphology.

【Key words】Cervical cancer； Perfusion-weighted imaging； Evaluation of therapeutic effect； Concurrent chemoradiotherapy

中圖分類號：R445.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1008-617X（2016）01-0075-06

基金項(xiàng)目：國家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（No：201402020）；國家科技支撐計(jì)劃子課題（No：2014BAI17B01）

通信作者：王曉煜 E-mail：13516001093@163.com

收稿日期：（2016-01-18）