張瑜　張火俊　居小萍　馬超　陳世躍　清水汪　方芳　陸建平

200433　上海，第二軍醫(yī)大學長海醫(yī)院放射科(張瑜、馬超、陳世躍、陸建平)，放療科(張火俊、居小萍、清水汪、方芳)

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磁共振擴散加權(quán)成像在局部進展期胰腺癌射波刀治療療效評估中的應用

張瑜張火俊居小萍馬超陳世躍清水汪方芳陸建平

200433上海，第二軍醫(yī)大學長海醫(yī)院放射科(張瑜、馬超、陳世躍、陸建平)，放療科(張火俊、居小萍、清水汪、方芳)

局部進展期胰腺癌(locally advanced pancreatic carcinoma, LAPC)是指癌灶累及局部周圍重要結(jié)構(gòu)失去根治性手術(shù)切除機會，但暫時尚未發(fā)現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移的患者，在所有胰腺癌患者中比例高達40%。由于化療不良反應較大,多數(shù)LAPC患者選擇以放療為主的姑息性綜合治療。如果能提高胰腺癌的局部控制率，胰腺癌的總生存率就隨之提高[1]。因此，采用有效的放療技術(shù)及合理的評估方法對提高LAPC患者的生活質(zhì)量及改善預后十分重要[2]。射波刀通過腫瘤內(nèi)植入金標的同步呼吸追蹤技術(shù)或椎體追蹤技術(shù)避免呼吸運動帶來的誤差，真正達到同步呼吸跟蹤腫瘤運動，降低周圍正常組織受量的同時更準確給予腫瘤更高劑量，起效迅速[3]，是目前治療LAPC較理想的手段?；趩未渭ぐl(fā)平面回波成像序列(single-shot echo planar imaging, SS-EPI )的磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)及小視野(reduced field of view, rFOV)DWI成像屬于功能成像，能夠從功能上對病灶進行定性并同時對其活性進行定量測量。最新研究表明，呼吸觸發(fā)(respiratory triggered，RTr)技術(shù)是胰腺癌DWI技術(shù)的最佳選擇[4]，擴散梯度因子(b)值為600 s/mm2是胰腺病灶進行DWI掃描時值得推薦的掃描參數(shù)[5]。目前尚未見LAPC射波刀放療近期療效的DWI評估研究報道。本研究通過RTr的DWI分別從宏觀水平及微觀水平對LAPC射波刀放療的近期療效進行評估，探討DWI在療效評估中的應用價值，以期為臨床LAPC放療療效評估及預后提供幫助。

一、材料和方法

1．一般資料：前瞻性地收集2013年12月至2014年12月期間在上海長海醫(yī)院放療科接受射波刀治療并同意參加本研究的10例LAPC患者。納入標準：(1)年齡在18～80歲之間；(2)卡氏評分(karnofsky，KPS)為60～100分；(3)病理活檢證實或有典型的臨床癥狀并經(jīng)過影像學(CT或MRI增強)及實驗室CA19-9檢查確診為胰腺癌，均經(jīng)過PET-CT診斷無遠處臟器轉(zhuǎn)移；(4)外科會診無手術(shù)指征或患者拒絕姑息性手術(shù)治療。排除標準：(1)有明確磁共振(MRI)檢查禁忌證者；(2)呼吸不配合者；(3)有遠處器官轉(zhuǎn)移患者；(4)伴有其他系統(tǒng)惡性腫瘤或者其他系統(tǒng)慢性消耗性疾病患者。10例患者中男性4例，女性6例，年齡50～80歲，中位年齡61歲。

2．磁共振檢查：MRI檢查前禁食、水6 h，掃描時患者取仰臥位。所有檢查均在3．0T超導磁共振儀(Signa HDxt，GE Healthcare，Milwaukee，USA)上完成。嵌入式體部線圈用于信號激發(fā)，8通道體部相控陣線圈位于劍突下2～3 cm處，用于信號接收。

深呼氣末屏氣掃描。掃描序列包括二維重水胰膽管成像(BH 2D MRCP)：斜冠狀位掃描，重復時間(repetition time，TR) 7 000 ms，回波時間(echo time,TE)1 221 ms,帶寬31.25 Hz，矩陣288×288，層厚5 cm，間距0 cm，視野(field of view,FOV) 30 cm×30 cm，時間3 s； 脂肪抑制快速自旋回波T2WI(RTr Ax fs T2)：TE 72 ms，回波鏈長度16，帶寬83.33 Hz，矩陣320×192，層厚0.5 cm，F(xiàn)OV 36 cm×36 cm，時間133 s；肝臟快速容積成像(1iver acquisition with volume acceleration, LAVA)：TE 1.3 ms，反轉(zhuǎn)角12°，帶寬166.67 Hz，矩陣320×224，層厚0.5 cm，F(xiàn)OV 40 cm×36 cm，時間18 s；SS-EPI DWI，b值分別為0和600 s/mm2：TE 58.6 ms，矩陣96×128，層厚0.5 cm，間距0.1 cm，F(xiàn)OV 38 cm×22.8 cm，時間84 s；呼吸觸發(fā)小視野高分辨率擴散加權(quán)成像(RTr rFOV DWI，rFOV DWI b=600 s/mm2)：TE 58.6 ms，矩陣130×64，層厚0.5 cm，間距0.1 cm，F(xiàn)OV 16 cm×8 cm，時間130 s。最后行LAVA動態(tài)灌注(Ax LAVA +C Dynamic 15 4SEC)及LAVA增強掃描。

實體腫瘤反應評價標準(response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)[6-7]：完全緩解指目標靶病灶全部消失；部分緩解指目標靶病灶最長徑總和縮小≥30%；疾病進展指目標靶病灶最長徑總和增大≥20%或有遠處轉(zhuǎn)移；穩(wěn)定指介于部分緩解及進展之間。

3．射波刀放療：使用美國Accuray公司生產(chǎn)的射波刀SRS治療系統(tǒng)(第四代,G4)，采用椎體追蹤技術(shù)。根據(jù)患者的實際情況進行單次射線劑量及治療次數(shù)的調(diào)整。單次劑量范圍6～8 Gy，分割次數(shù)為4～8次。

患者取仰臥位，帶上固定體部的真空墊，進行螺旋CT增強掃描。CT層厚1.5 mm，掃描范圍包括全胰腺和病灶上下10 cm。計劃靶體積(planning target volume，PTV)定義為腫瘤宏觀體積(gross tumor volume，GTV)，在x、y、z軸方向各外放2～3 mm，以避免呼吸跟蹤所產(chǎn)生的誤差，同時勾畫出胃、十二指腸、肝臟、雙腎等正常組織。處方劑量定義為85%～90%的PTV所受劑量。

4．數(shù)據(jù)處理：參照LAVA平掃、增強及T2WI圖像，在彌散圖像同一層面同一個位置識別確定感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，ROI面積>40 mm2為類圓形或橢圓形。利用GE 3.0T MRI后處理工作站(GE adw4.4，USA)的自帶分析軟件(Function 6．3．13,GE adw4．4，USA)重建表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)圖，并同時擬合出ROI區(qū)的ADC值。ADC值測量由一位臨床經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師和一位從事胰腺疾病研究的臨床醫(yī)師討論一致情況下完成。測量ADC值時注意避開偽影、腫塊邊緣及腫塊內(nèi)囊變壞死出血區(qū)，并注意觀察下層圖像，避免因ROI過大造成部分容積效應影響帶來的測量誤差。

二、結(jié)果

1．常規(guī)MRI掃描：6例腫塊位于胰頭頸部，4例位于胰體尾部。病灶在LAVA平掃上呈等、稍低信號，T2WI上呈稍高、高信號。放療后1個月10例均穩(wěn)定，放療后3個月9例穩(wěn)定，1例進展(肝轉(zhuǎn)移)且失訪。

2．在DWI及rFOV DWI成像中病灶的ADC值變化：本研究選擇b=600 s/mm2，獲得質(zhì)量較滿意的圖像，測出的ADC值穩(wěn)定。在SS-EPI DWI及 rFOV DWI成像上，病灶較周圍組織均呈等、高信號。在SS-EPI DWI成像中，放療前及放療后1、3個月病灶實質(zhì)區(qū)ADC值分別為1.50±0.41、1.78±0.21、2.10±0.19，放療后1個月與放療前的差異無統(tǒng)計學意義(t=-2.174，P=0.058)，而放療后3個月較放療后1個月及放療前均顯著增高，差異均有統(tǒng)計學意義(t值分別為-2.650、-3.241，P值均<0.05；圖1)。在rFOV DWI成像中，放療前及放療后1、3個月病灶實質(zhì)區(qū)ADC值分別為0.80±0.41、1.04±0.41、1.25±0.21，放療后1個月與放療前的差異以及放療后1個月與3個月的差異均無統(tǒng)計學意義(t值分別為-2.144、-1.475，P值均>0.05)，而放療后3個月較放療前顯著增高，差異有統(tǒng)計學意義(t=-2.530,P=0.035；圖2)。

圖1　男，50歲，局部進展期胰腺癌。1A～1C為放療前及放療后1、3個月LAVA動態(tài)灌注動脈晚期，1D～1F為T2WI圖，1G～1I為DWI圖，目標靶病灶隨著隨訪時間的延長，周緣輪廓越發(fā)模糊，病灶內(nèi)實質(zhì)部分減少，囊變范圍變大，1J～1L為ROI區(qū)(44 mm2)的ADC偽彩圖

目標靶病灶實質(zhì)區(qū)在SS-EPI DWI及rFOV DWI成像中的ADC值的變化趨勢一致，均隨著隨訪時間的延長而增高，且在SS-EPI DWI成像中的ADC值高于相應rFOV DWI中的ADC值，時間效應、組別效應的差異均有統(tǒng)計學意義(F值分別為12.0345、67.1115，P值均<0.001)，而時間×組別效應的差異無統(tǒng)計學意義(F=0.2129，P=0.809)。

討論MRI因無輻射、組織分辨率高、可多層面多參數(shù)成像、適合患者多次隨訪復查等諸多優(yōu)點而使其在腫瘤療效評估中具有很大的潛在優(yōu)勢[8]。近年來,隨著DWI技術(shù)的發(fā)展,能夠從功能上對腹部病灶進行定性并同時對其活性進行定量而成為腹部腫瘤療效評估領(lǐng)域中的研究熱點。ADC值對活體組織內(nèi)水分子的擴散能力進行量化，間接地反映了活體組成結(jié)構(gòu)信息，有利于對病灶進行準確定性，并評估其治療療效。人體內(nèi)水分子擴散運動主要包括真正細胞內(nèi)外水分子擴散運動及微循環(huán)中的血液灌注等形式。ADC值受所選b值影響，b值越大，微循環(huán)中血流灌注效應對ADC值的影響就越小，細胞內(nèi)外水分子擴散運動的權(quán)重就越大,ADC值越接近真正的擴散系數(shù)，越能代表組織中真正的細胞內(nèi)外水分子的擴散狀態(tài)。但隨著b值的增大，彌散圖像的信噪比會同時下降，病灶邊緣與周圍正常胰腺組織之間的對比度也下降，影響診斷,甚至有可能導致小病灶的漏診，因此在進行DWI成像檢查時需要選擇合適的b值。最新研究表明[5]，b值為600 s/mm2的DWI是診斷胰腺結(jié)節(jié)值得推薦的掃描參數(shù)。 此外,根據(jù)相關(guān)研究報道[9]，rFOV DWI可去除卷折及偽影，獲得較高質(zhì)量和分辨力的DWI圖，測得的胰腺ADC值更加穩(wěn)定。鑒于以上所述，本研究對目標靶病灶依次進行SS-EPI DWI、rFOV DWI成像，b值均為600 s/mm2，以最大程度地保證胰腺DWI圖像的質(zhì)量，保持所測ADC值穩(wěn)定。

圖2　女，62歲，局部進展期胰腺癌。2A～2C為放療前及放療后1、3個月LAVA動態(tài)灌注的動脈晚期，2D～2F為T2WI圖，2G～2I為DWI圖，目標靶病灶隨著隨訪時間的延長而縮小，2J～2L為ROI區(qū)(43 mm2)的ADC偽彩圖

胰腺癌組織鏡下表現(xiàn)為分化程度不一的腺體樣結(jié)構(gòu)，腫瘤細胞數(shù)量多、密集而且排列紊亂，周圍較多的間質(zhì)纖維成分。癌細胞內(nèi)外水分子的擴散能力與癌細胞的密度及細胞外間質(zhì)的致密程度(即細胞外間隙)密切相關(guān)，癌細胞密度大，間質(zhì)越致密，水分子的擴散受限程度越大，反之則受限程度越小。由于癌細胞內(nèi)外水分子運動受限，低于正常胰腺組織，故測得的胰腺癌ADC值低于正常胰腺組織的ADC值[10-13]。本研究結(jié)果顯示，在SS-EPI DWI及rFOV DWI成像中目標靶病灶ADC值在放療后隨著時間的延長而增高，差異均有統(tǒng)計學意義，且rFOV DWI成像中的ADC值低于相對應SS-EPI DWI成像中的ADC值，提示放療后目標靶病灶實質(zhì)區(qū)水分子的擴散能力增強,囊變程度變大。結(jié)合射波刀治療原理，推測目標靶病灶接受射波刀放療后，腫瘤細胞遭6mV X線照射后癌細胞膜通透性增加，細胞器減少，細胞溶解、壞死，致癌細胞數(shù)量減少、密度減低，因此組織內(nèi)的水分子擴散空間變大，擴散速度增快，ADC值也增高。但在SS-EPI DWI及rFOV DWI成像中，放療后1個月的ADC值與放療前均無顯著差異，且在rFOV DWI成像中，放療后3個月的ADC值與放療后1個月也無顯著差異，其原因可能是由于隨訪間隔時間不夠長或者有效樣本量不充足所致。SS-EPI DWI成像中ADC值大于相對應的rFOV DWI成像中的ADC值，可能與b值的選擇以及脈沖的選擇相關(guān)。今后將進一步擴大樣本量及進行動物造模來驗證本研究結(jié)果。

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(本文編輯：呂芳萍)

(收稿日期：2015-09-21)

通信作者：陸建平，Email:cjr.lujianping@vip.com

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2016.02.013