修回日期: 2014-04-08
接受日期: 2014-04-14
在线出版日期: 2014-05-28
目的: 利用磁共振扩散加权成像技术, 来观察食管癌患者放射治疗后的生存状态与放射治疗期间表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)值的相关性.
方法: 收集2010-03/2011-03放射治疗的食管癌患者88例, 分别于放疗开始第1、2、3、4、5、6周以及放疗后1 wk行磁共振常规及扩散扫描, 测量并计算ADC值. 放射治疗结束后, 每半年对食管癌患者随访一次, 最终随访日期为2013-03. 统计食管癌患者放射治疗后的生存状态与放射治疗期间ADC值的相关性.
结果: 食管癌放射治疗前后ADC值存在显著性差异(P<0.01). 食管癌患者放射治疗期间第4周开始ADC值和生存状态呈现出在0.05水平上的显著相关性. 放疗期间第6周和放疗后1 wk的ADC与生存状态在0.01的水平上呈现显著相关性. 并且, 生存状态与第4、5、6周、放疗后1 wk ADC的相关性逐渐增强. 放射治疗的食管癌患者7 wk ADC值数据的平均值越小时, 患者生存的几率越小.
结论: 食管癌患者放射治疗后的生存状态与放射治疗期间ADC值有显著的相关性, 并且可以通过监测患者治疗过程当中ADC值的平均值来评估患者的预后.
核心提示: 食管癌患者放射治疗后的生存状态与放射治疗期间表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)值有显著的相关性, 并且可以通过监测患者治疗过程当中ADC值的平均值来评估患者的预后.
引文著录: 刘辉, 时高峰, 李如迅, 贾丽涛, 翟英敏, 邵娴. 磁共振扩散加权成像在评估食管癌放射治疗后生存状态中的价值. 世界华人消化杂志 2014; 22(15): 2145-2149
Revised: April 8, 2014
Accepted: April 14, 2014
Published online: May 28, 2014
AIM: To observe the relevance between apparent diffusion coefficient (ADC) values and the living status of patients with esophageal carcinoma using magnetic resonance diffusion-weighted imaging (MR-DWI).
METHODS: Eighty-eight patients with esophageal cancer who underwent radiotherapy from March 2010 to March 2011 were included. MR-DWI imaging was performed in the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, and 6th week during radiotherapy and the 1st week after radiotherapy, and ADC values were calculated. After radiotherapy, the patients were followed once every six months until March, 2013. The correlation between the patients' living status after radiotherapy and the ADC values was analyzed.
RESULTS: The ADC had significant difference between before and after radiotherapy (P < 0.01). From the 4th week, the correlation between ADC values and the patients' living status became significant (P < 0.05). The correlation was even more significant between the 6th week during radiotherapy and the 1st week after radiotherapy (P < 0.01). The correlation increased gradually form the 4th week during radiotherapy to the 1st week after radiotherapy. The smaller the average ADC values, the poorer the survival.
CONCLUSION: The correlation between the patients` living status and the ADC values during radiotherapy has statistical significance, and ADC values can be used to assess the prognosis of esophageal cancer patients.
- Citation: Liu H, Shi GF, Li RX, Jia LT, Zhai YM, Shao X. Value of MR-DWI imaging in evaluation of living status of patients with esophageal cancer after radiotherapy. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2014; 22(15): 2145-2149
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v22/i15/2145.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v22.i15.2145
我国是食管癌的高发国家[1]. 放射治疗已成为中晚期食管癌主要治疗手段之一. 但是如何评价食管癌患者经过放射治疗后的远期生存状态, 是临床上面临的关键问题. 如今随着磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)技术的应用[2], 使我们的视野从单纯的形态学改变到功能代谢方面的改变. 为我们评价放射治疗后的远期生存状态提供了一种新的思路. 本研究对88例经放射治疗的食管癌患者进行随访研究, 以探讨放射治疗期间表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)值与放射治疗后生存状态相关性的临床应用价值.
本课题收集我院2010-03/2011-03采用放射治疗的食管癌患者88例, 男51例, 女37例, 病例的选取标准: (1)该组患者放射治疗前均取得食管癌病理; (2)该组患者放射治疗前都进行食管造影检查; (3)该组患者磁共振检查前都进行体温测量, 未发现体温异常; (4)该组患者放射治疗过程中未使用化疗相关的药物. 放疗结束后对所收集病例每半年进行随访, 最终随访为2013-03. 随访要求: (1)询问生存状态; (2)询问目前一般情况, 比如进食是流食、半流食、还是普食; (3)询问近期是否复查, 以及有无咳嗽、发热等症状; (4)如果患者已经死亡, 需要了解该患者的死因及死亡时间. 至2013-03本组病例中, 存活患者42例用'0'表示, 死亡患者44例用'1'表示. 本组病例中1例非癌症死亡, 2例失访.
1.2.1 扫描时间及扫描前准备: 所有食管癌患者放射治疗时间为6 wk, 分别于每周初行磁共振扫描. 第1周所得磁共振图像为放疗前. 并于放射治疗结束后1 wk, 也就是第7周行磁共振扫描, 所得图像为放疗后. 患者行磁共振检查前4-6 h禁食、水. 进入扫描室前, 告知患者扫描过程及注意事项, 并且训练患者呼吸. 进入扫描室后采取仰卧位双手抱头, 放置体部线圈及呼吸、心电门控. 采用西门子Avanto超导型磁共振扫描仪进行检查.
1.2.2 影像的采集: T1横断面(2D-FLASH): TR/TE = (100/4.7)ms; 翻转角为70度; FOV 400 mm×350 mm; 矩阵256×256; AVERAGE 1; 层厚4 mm; 层间距0.8 mm. T2横断面(2D-TSE): TR/TE = (1600/72)ms; 翻转角为150度; FOV 400 mm×350 mm; 矩阵384×256; AVERAGE 2; 层厚4 mm; 层间距0.8 mm. 扩散横断面: TR/TE = (6800/70)ms; FOV 400 mm×350 mm; 矩阵128×128; AVERAGE 8; 层厚3 mm; 层间距0 mm; 扩散敏感因子(b值0、800 s/mm2).
1.2.3 放疗: 患者采用真空体膜固定, 行磁共振及增强CT扫描, 扫描范围包括颈部及胸部, 应用Pinnacle 8.0c治疗计划系统对所得到图像进行分析, 由放射和放疗科医师共同对大体肿瘤体积、临床靶体积及计划靶体积进行勾画. 勾画原则: (1)结合增强CT图像及磁共振扩散加权图像, 并结合食管镜检结果勾画大体肿瘤体积; (2)将大体肿瘤体积前后左右各外扩0.5 cm, 上下各外扩2.0 cm来确定临床靶体积; 将临床靶体积前后左右各外扩0.5 cm, 上下各外扩1.0 cm来确定计划靶体积; (3)对应像脊髓、心脏这样的危险器官所确定的照射剂量不得超过器官自身的耐受剂量. 靶区每日照射1次, 每周照射5次, 总照射次数为27-35次, 每次照射剂量为180-200 cGy.
1.2.4 扩散图像ADC值的测量: 由两位具有多年工作经验的放射科医师对图像进行评价, 将所得扩散图像通过影像后处理工作站自动拟合成ADC图. 选择显示肿瘤最大、最清楚的层面作为感兴趣区, 对于同一患者, 每幅ADC图感兴趣区选择尽量在同一区域, 以平扫及DWI作为参照. 每个兴趣区测量3个ADC值. 感兴趣区的选择要注意避开肿瘤坏死、肿瘤内钙化、血管、周围正常组织等.
统计学处理 本研究应用SPSS19.0统计软件进行数据处理, 所用到的统计方法有显著性差异分析法、相关性分析法、Logistic回归分析法. 在对食道癌放射治疗前后ADC值是否具有显著差异性的分析中, 用显著性差异法进行比较, P<0.05为通过检验; 在判断所测ADC值与生存状态是否相关的分析中, 用到了相关性分析法, 检测水准P<0.05判断为显著相关; 在判断ADC值均值与患者生存几率的关系中, 用到了Logistic回归分析, 检测水准为P<0.05为通过检验, 差异有统计学意义.
放射治疗前后食管癌病变ADC值分别为1.49 mm2/s、2.47 mm2/s, P = 0.001(P<0.05)存在显著性差异. 食管癌扩散加权图像表现如图1.
扩散成像是目前应用于临床的检查方法中, 惟一可以测量人体内水分子扩散运动的方法. 扩散运动反应的是微观分子的运动变化, 间接反应组织的空间变化及病理变化, 能够早期反应出组织间的细微差异. 但是人体一些生理性的运动以及温度、血流灌注等因素都会影响扩散图像. 因此我们用ADC值来评价扩散成像的结果[3].
b值的选择对DWI图像及ADC值的测量至关重要. 较小b值时, 主要反应的是组织的灌注变化, 不能真实的反应水分子的扩散情况. 较大b值时, 扩散加权较大, 对扩散更加敏感, 但同时也增加了信号的衰减, 图像越容易变形, 模糊. 不同脏器或组织自身的水分子所处的周围环境不尽相同、扩散特点不同, 所以并不是某一种b值适合于所有的脏器. 曾治民等[4]研究发现b = 600 s/mm2时对于肺癌的显示效果最佳. 张晓鹏等[5]研究发现b = 1000 s/mm2时对于胃癌的显示效果最佳. 郭雪梅等[6]认为b = 800 s/mm2时, 对于前列腺肿瘤的诊断有很高的准确性. 本研究选用b = 800 s/mm2所得到的扩散图像可以清晰的显示食管癌病灶.
肿瘤细胞与正常组织细胞的不同主要表现在, 肿瘤细胞增殖较正常细胞活跃, 细胞的数量增加. 并且肿瘤细胞形态发生异常, 表现为多型性. 导致细胞外间隙变小, 从而阻碍了水分子的自由扩散运动, 扩散图像上表现为信号的增高. 张连华等[7]的研究显示DWI诊断膀胱癌的敏感度、特异度和准确度分别为92.3%、75.0%和90.4%. 李莉等[8]的研究显示DWI诊断恶性肿瘤及全身转移的敏感度分别为96.6%和69.1%, 特异度均为53.5%, 准确度为88.1%和66.1%. 罗宁斌等[9]的研究显示磁共振扩散成像对乳腺癌淋巴结转移诊断具有重要的价值. 陆军等[10]的研究显示, 在肺癌放疗肿瘤靶区勾画过程中应用DWI技术并配合常规扫描, 可明确判断肿瘤勾画范围的占63.3%. 本研究食管癌在扩散图像上表现为高信号, 能够很好地区分肿瘤和正常组织.
恶性肿瘤在接受有效治疗后, 由于肿瘤细胞的坏死和凋亡, 致使细胞的数量减少、密度减低, 细胞间隙增大, 水分子扩散状态重新变得自由, 在扩散图像上往往表现为信号降低以及ADC值的升高. 高影等[11]研究显示乳腺癌新辅助化疗前ADC值为0.98 mm2/s±0.16 mm2/s、化疗后为1.22 mm2/s±0.26 mm2/s, 表明ADC值可以作为新辅助化疗早期评价指标. 田霞等[12]研究表明肺癌脑转移瘤放疗前后瘤灶实质区ADC值差异显著, ADC值有助于肺癌脑转移瘤放疗前后疗效评估. 聂翔等[13]研究发现鼻咽癌放疗前后病变ADC值有显著差异, 并且放疗前ADC值与体积消退百分比呈负相关, 扩散加权成像可以早起预测肿瘤治疗效果. 马霄虹等[14]研究发现扩散加权成像通过反映细胞密度或肿瘤血管密度可以早期判断肝癌介入治疗的效果, 该方法早于肿瘤形态学的变化. 张丽芝等[15]的研究发现扩散加权成像可以无创并准确的评价乳腺浸润性导管癌新辅助化疗的治疗效果.
本研究通过对放射治疗的食管癌病例随访发现食管癌患者放射治疗期间第4周开始ADC值和生存状态呈现出在0.05水平上的显著相关性. 研究表明食管癌患者放射治疗至少需要3 wk以上才能发挥治疗作用, 而3 wk以内的治疗对患者生存率的贡献不大. 放疗期间第6周和放疗后1 wk的ADC与生存状态在0.01的水平上呈现显著相关性. 并且, 生存状态与第4、5、6周、放疗后1 wk ADC的相关性在逐渐增强. 表明患者在放射治疗半程到全程的过程中是进行性获益. 另外放射治疗的食管癌患者7 wk ADC值数据的平均值越小时, 患者生存的几率越小. 表明ADC值越小残存肿瘤细胞越多, 反之治疗效果越好, 为后续治疗提供依据. 本研究最长随访时间为3年, 今后的研究中会进一步对该组患者进行随访, 以期能达到五年甚至更长的随访时间, 故这方面有待进一步研究.
总之, 食管癌放射治疗前后ADC值存在显著性差异, 说明治疗方案有效, 并且可以根据ADC值来判断患者的治疗效果. 放射治疗期间ADC值与食管癌患者的远期生存状态有明显的相关性, 并且可以通过监测患者的治疗过程当中ADC值的平均值来评估患者的预后. 必将有广泛的临床应用前景和价值.
我国是食管癌的高发国家. 放射治疗已成为中晚期食管癌主要治疗手段之一. 但是如何评价食管癌患者经过放射治疗后的远期生存状态, 是临床上面临的关键问题. 本文利用磁共振扩散成像技术来早期评价食管癌放射治疗后远期的生存状态.
李革, 副教授, 延边大学附属医院
目前研究集中在磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)对于肿瘤的发现、术前分级方面, 少有应用于放疗的报道, 难点在于对于食管癌放疗效果的早期评估.
国内相关报道, 有关于DWI在消化系肿瘤术前分级以及淋巴结转移方面的报道, 有关于DWI在肿瘤放射治疗靶区勾画方面的应用报道, 未见DWI在食管癌放疗疗效评估方面的报道.
本研究首先发现食管癌放疗前后表观扩散系数有显著性差异, 所以表观扩散系数可以作为评价食管癌放疗效果的指标, 并且从第四周开始测得的表观扩散系数与患者的生存状态相关性逐渐增强.
通过测量食管癌放疗期间的表观扩散系数, 可以对放疗的效果, 以及患者远期生存状态进行评价. 为是否增加其他方法的治疗提供早期依据, 从而延长患者生存期.
本文有一定的创新性和科学性, 对临床工作有意义, 具有可读性.
编辑:郭鹏 电编:都珍珍