磁共振弥散加权成像技术在食管癌精确放疗及疗效评价中的应用价值

摘要

目的：通过观察胸部磁共振弥散加权成像(DWI)技术在食管癌靶区勾画中的应用及放疗前、中、后肿瘤组织表观弥散系数(ADC值)的变化，探讨胸部磁共振弥散加权成像技术在食管癌精确放疗及疗效评价中的应用价值。
　　方法：收集自2010年3月至2012年1月经病理学证实的序贯入组的食管癌患者88例，放疗前均行食管镜和食管钡餐造影检查。经体部热塑膜固定后采用治疗体位分别在磁共振机(SIEMENS，MAGNETOM Avanto1.5T)及计算机体层成像(CT)机下模拟定位并进行图像采集，所获图像经局域网传送至Pinnacle8.0m治疗计划系统，利用Syntegra软件根据骨性标记进行CT-DWI图像融合、靶区勾画并制定放疗计划，处方剂量54-61.2Gy。全部患者在放疗前1天、放疗结束时行常规胸部MRI常规扫描(T1WI、T2WI序列)及弥散加权序列扫描(DWI序列)，其中35例患者每周复查胸部常规MRI及DWI扫描，放疗结束后每个月复查MRI，随访1-3个月。(1)比较食管钡餐造影、食管镜、CT图像、原始磁共振DWI图像(DWI-ORI)及传输后磁共振DWI图像(DWIT)上显示的食管病变长度差异，以及定位CT图像与DWIT上食管病变最大横径的差异。(2)根据CT和胸部磁共振DWI对纵隔淋巴结转移分别进行判定，比较单纯DWI诊断转移淋巴结和两者共同诊断转移淋巴结ADC值的差异，并观察单纯DWI序列对临床分期及治疗目的的影响。(3)分别依据CT图像、DWIT图像进行靶区勾画GTV-CT、GTV-DWIT，比较二者体积及其上下界的差异。(4)利用DWI-ORI测量放疗前后食管病变长度变化，并观察正常食管组织及肿瘤组织ADC值的变化。(5)随访1-3个月，比较食管病变与淋巴结于DWI序列高信号完全消失的患者(1组)与未完全消失的患者(2组)放疗前及放疗结束时病变长度、ADC值的大小，并对其中35例每周复查磁共振的患者进行动态观察放疗期间食管病变长度及ADC值的变化，进一步分析ADC值对预后推断的价值。(6)放疗结束后根据食管钡餐造影评价近期疗效，并观察ADC值对疗效评价的影响。采用SPSS13.0统计软件包进行统计分析。
　　结果：(1)共有4例患者食管病变及淋巴结在磁共振DWI序列均无高信号表达，为磁共振假阴性(其中2例患者经食管镜病理诊断为食管早期癌)，余84例患者食管钡餐造影、食管镜、CT、DWI-ORI、DWIT所示的食管病变长度分别为：5.64±2.10cm、5.60±2.44cm、8.00±2.91 cm、5.66±1.92cm、6.23±2.70cm，各种检查结果与CT之间具有统计学差异，P值均小于0.001。CT与DWIT所示病变最大横径分别为3.67±0.93cm、3.24±1.03cm，据统计学分析，差异有意义，P值为0.001，病变横径与ADC值之间呈负相关(P=0.002，相关系数r=-0.335)。(2)CT图像诊断145枚淋巴结转移，DWIT诊断115枚淋巴结转移，二者共同诊断94枚淋巴结转移。DWIT排除51枚CT诊断阳性的淋巴结，其中14枚为主肺动脉窗淋巴结，而21枚磁共振DWI图像显示为高信号的淋巴结于CT图像上诊断阴性或未显影，其中9枚为食管旁淋巴结。CT和DWI二者共同诊断淋巴结ADC值为1.74±0.46×10-3s/mm2，单纯DWI诊断的淋巴结ADC值为2.17±0.67×10-3s/mm2，经统计学检验，二者无差异。在84例患者中，由于磁共振DWI图像信息的参与，20.24％(17/84)患者的临床分期发生改变，1例患者治疗目的发生改变。(3)GTV-CT与GTV-DWIT体积分别为45.78±26.48cm3、40.87±24.66cm3，差异具有统计学意义，P值<0.001。假定以DWIT信息为准，CT在病变上端64例平均高估1.12cm，12例平均低估0.7cm；在病变下端61例平均高估1.35cm，12例平均低估1.0 cm。(4)(b=600)食管正常组织ADC值为3.13±0.45×10-3s/mm2，食管病变组织ADC值为1.68±0.44×10-3s/mm2；(b=1000)食管正常组织ADC值为2.09±0.42×10-3s/mm2，食管病变组织ADC值为1.42±0.38×10-3s/mm2。83例患者中(除外4例磁共振假阴性患者及1例因骨髓抑制停止放疗患者)，放疗前DWI-ORI显示食管病变长度为5.66±1.92cm；放疗后食管病变长度为2.32±2.23cm，P值为0.0003，差异有统计学意义。放疗前食管病变组织ADC值为1.68±0.44×10-3s/mm2，放疗后食管病变组织ADC值为2.62±0.67×10-3s/mm2，P值<0.0001，差异有统计学意义，放疗前与放疗结束时食管病变ADC值均与正常食管组织ADC值有差异；其中35例患者放疗期间每周复查胸部MRI+DWI，食管病变长度两两比较，差异具有统计学意义，随着放疗次数的增加，食管病变长度逐渐缩短；食管病变ADC值两两比较，差异具有统计学意义，随着放疗次数的增加，ADC值逐渐升高(Fig.4)。(5)放疗前后1组ADC值升高差值为1.08±0.53×10-3s/mm2，2组ADC值升高差值为0.87±0.47×10-3s/mm2，P值为0.003，差异有统计学意义。(6)疗效评价：除1例因骨髓抑制停止放疗患者。87例患者中食管钡餐造影CR54例，PR32例，NR1例。根据磁共振DWI食管病变及淋巴结高信号消失情况，造影CR患孝中有15例高信号未消失，改为磁共振PR，造影PR患者19例于DWI上无高信号表达，改为磁共振CR，造影NR患者因放疗结束后于DWI序列仍有高信号，较放疗前信号降低，在磁共振DWI疗效评价中归为PR，最终磁共振DWI疗效评价：CR58例，PR29例。造影PR患者放疗后ADC值低于磁共振PR患者。
　　结论：不同检测方法显示的病变长度存在差异，原始磁共振弥散加权成像与食管钡餐造影最为接近。二种方法勾画的GTV体积存在差异，DWI可作为重要参考信息用于确定靶区。磁共振弥散加权成像较易发现与食管粘连的食管旁淋巴结。磁共振弥散加权成像技术的参与可以使部分食管癌患者的的临床分期发生改变。正常食管组织ADC值高于病变组织。ADC值可以为食管癌放疗后早期推测预后提供有价值的临床信息。