李飞平，卢强，刘军，胡英，于小平(中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院，长沙410013)

双指数模型扩散加权成像参数与鼻咽癌TNM分期的相关性

李飞平，卢强，刘军，胡英，于小平(中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院，长沙410013)

摘要：目的探讨模型(IVIM)扩散加权成像(DWI)参数与鼻咽癌TNM分期的相关性。方法对49例鼻咽癌初治患者行IVIM-DWI检查，并进行TNM分期，分析IVIM-DWI各参数(ADCstandard、ADCslow、ADCfast、Ffast)与TNM分期的相关性。结果T分期与ADCslow呈负相关(r=-0.356，P<0.05)，与ADCfast呈正相关(r=0.388，P<0.05)；N、M分期与ADCstandard均呈正相关(r分别为0.313、0.349，P均<0.05)。结论IVIM-DWI参数与鼻咽癌TNM分期存在相关性，可能对鼻咽癌分期有一定指导意义。

关键词：鼻咽癌；TNM分期；核磁共振成像；体素内不均一运动模型；扩散加权成像

鼻咽癌是我国南方地区常见恶性肿瘤，准确的临床分期有助于治疗方案的制定及预后判断[1]。近年来，随着磁共振硬件系统，特别是磁体及梯度系统的发展，多b值扩散加权成像(DWI)序列及双指数模型(IVIM)序列逐渐开展应用[2]。基于IVIM的DWI能无创地检测并提取活体组织的扩散和灌注信息[3～6]，可显示组织的病理生理学改变，有助于更准确地检出病灶、进行疾病分期、疗效随访等。该技术在鼻咽癌诊断中的应用已有报道[7～9]，但IVIM用于鼻咽癌临床分期的研究鲜见。为此，我们对IVIM-DWI参数与鼻咽癌TNM分期的相关性进行分析，旨在更好地了解鼻咽癌的病理生理特征，为临床治疗及分期提供参考依据。

1资料与方法

1.1临床资料选择2014年3～6月在本院行MRI检查的鼻咽癌患者54例，男37例，女17例，年龄26～67岁、平均46岁。所有研究对象在接受MRI检查前均经病理检查确诊，且未做任何治疗。经本院伦理委员会批准，所有患者均被告知检查目的并签署知情同意书。

1.2检查方法所有患者均依次行IVIM-DWI常规平扫和增强MR检查，使用GE R360 1.5T超导型MR和相控头颈联合线圈，患者取仰卧位。IVIM-DWI采用单次激发自旋回波弥散加权平面回波成像(SE-DW-EPI)序列行鼻咽部横断面成像，取9个b值(b=0,50,80,100,150,200,400,600,800,1 000 s/mm2)，TR=4 225 ms，TE取minimum，层厚5 mm，层距1 mm，FOV=22×22 cm，NEX =4。

1.3数据采集与图像分析由2名经验丰富的MRI诊断医师采用双盲法进行分析，在AW4.6工作站，采用Functool-MADC软件进行处理。结合轴位T2脂肪抑制图像，在b值为0的ADC图上选取病灶最大层面，手动绘制感兴趣区(ROI)，尽量避开囊变、坏死区。分别记录Slow ADC值(ADCslow)、Fast ADC值(ADCfast)、Standard ADC值(ADCstandard)、Fraction of fast ADC值(Ffast)，每个病灶测量3次，取均值。根据IVIM-DWI理论，DWI图像信号强度与b值之间的关系为：Sb/S0=(1-Ffast)×exp(-b×ADCslow)+ Ffast×exp(-b×ADCfast)。其中S0、Sb分别是b值为0和不为0时的图像信号强度；ADCfast代表快成分的弥散系数(即伪弥散系数或灌注弥散系数)；ADCslow代表慢成分的弥散系数(即真实弥散系数)；Ffast代表灌注因素在弥散信号中占的比例；ADCstandard即传统DWI计算出的表观弥散系数，采用单指数模型，其计算公式为Sb/S0=exp(-b×ADCstandard)。

1.4TNM分期根据鼻咽癌中国2008分期标准[10]，MRI检查后结合患者其他全身检查结果对所有纳入对象进行TNM分期。

2结果

2.1IVIM-DWI各参数54例患者接受MRI检查，其中5例因图像质量差、癌灶太小难以进行参数测量等原因被排除，最终49例纳入研究。IVIM-DWI各参数值分别为ADCstandard(0.892±0.157)×10-3mm2/s、ADCslow(0.723±0.201)×10-3mm2/s、ADCfast(26.7±4.09)×10-3mm2/s、Ffast0.301±0.104。

2.2TNM分期49例中，Ⅰ期4例，Ⅱ期2例，Ⅲ期23例，Ⅳa期17例，Ⅳb期3例。具体TNM分期情况见表1。

表1　患者TNM分期情况(例)

2.3TNM分期与IVIM-DWI参数的相关性分析T分期与ADCslow值呈负相关(r=-0.356，P<0.05)，与ADCfast值呈正相关(r=0.388，P<0.05)，与ADCstandard值、Ffast值无明显相关性；N、M分期均与ADCstandard值呈正相关(r分别为0.313、0.349，P均<0.05)，与其他参数无明显相关性。

3讨论

DWI作为一种常用的检查方法已被广泛应用，但多数为基于组织信号的衰减呈单指数模型。据报道，很多器官或组织的多b值衰减信号受微灌注影响，随着b值增大呈双指数函数衰减[11]。常用的单指数模型描述水分子扩散是在单一环境中，而人体由不同的组织构成，各组织的细胞类型、细胞密度及血供情况均有差异，因此，用单指数模型描述人体内水分子的运动有一定偏差。双指数衰减模型是在体素内不相干运动技术的基础上把人体内的水分为血管内水和血管外水[3,4]，血管外水即细胞内水和细胞间液，流动比较缓慢，这种移动称为表观扩散；血管内水即人体内流动血液中的水，这种水随血液流动，速度很快，相对于血管外水，这种水运动称为假扩散，即灌注[12]。灌注对单一的曲线衰减有影响，但经常被忽视。双指数模型能弥补这一缺点，其能分离体内水分子的扩散和灌注，分别用ADCslow值、ADCfast值表示。ADCstandard值是根据单指数模型由计算机算出的综合ADC值；Ffast值代表ADCfast值所占比例，即灌注系数f。

本研究结果显示，鼻咽癌T分期与ADCslow值呈负相关，与ADCfast值呈正相关，即随着T分期的升高，病变部位ADCslow值降低，ADCfast值增高。推测原因：T分期越高，肿瘤侵袭性越强，细胞代谢越快，需要更多的细胞器及新生血管提供能量，加之细胞核大，排列紧密，细胞外间隙窄，因此细胞内及细胞间水分子的扩散更受限，致ADCslow值降低，新生血管增生、灌注增强，从而ADCfast值增高[13，14]。Matsumoto等[15]研究表明，ADC值与细胞所处的温度、细胞密度、细胞膜的完整性有关，当细胞所处温度从27 ℃升高到45 ℃及细胞膜被破坏时，ADC值均升高；细胞密度增加时，ADC值则减低。彭雯佳等[16]研究发现，在栓塞大鼠一侧大脑中动脉后，患侧脑供血区ADCfast值明显低于健侧，说明ADCfast值受灌注影响较为明显。Zhang等[7]对鼻咽癌原发灶的IVIM-DWI参数测算后发现，相对于鼻咽部增殖腺肥大者，鼻咽癌原发灶的ADCslow值明显低于增殖腺肥大者的ADCslow值，而ADCfast值前者明显高于后者，可能的原因是恶性肿瘤细胞胞质增多致扩散受限、新生血管增生致实质灌注增强。本研究得出T分期与ADCslow呈负相关、与ADCfast呈正相关，可能是不同T分期鼻咽癌原发灶细胞质及新生血管的增殖程度不同，T分期越高，细胞质越密集、新生血管越丰富，这对病情评估及放疗方案的制定有一定指导意义。

本研究中鼻咽癌N、M分期与ADCstandard值呈正相关，提示ADCstandard值可能对指导N、M分期有一定价值。但本组病例中M1分期仅3例，样本量过少，可能导致结果偏倚。因此该结果还需加大样本量、并对不同N、M分期进行分组来加以论证。

本研究未对临床分期与IVIM-DWI参数进行相关性分析，亦未将T、N、M分期分组与IVIM-DWI参数进行相关性分析及组间比较，是由于本组病例临床分期主要集中在Ⅲ、Ⅳ期(分别为23、20例)，N、M分期例数差距也较大，无法达到分组的要求，需继续扩大样本量进一步研究。

总之，基于IVIM的DWI作为一种无创扫描技术，从分子水平描述肿瘤组织特性，可作为一种常规影像学检查技术应用于临床。根据上述研究结果，我们认为，IVIM-DWI参数可能对指导鼻咽癌分期及治疗方案的制定有重要意义。

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Correlation between biexponential model diffusion weighted imaging parameters

and nasopharyngeal carcinoma TNM stage

LIFei-ping，LUQiang，LIUJun,HUYing，YUXiao-ping

(TheAffiliatedCancerHospitalofXiangyaSchoolofMedicine，CentralSouthUniversity，

Changsha410013，China)

Abstract:ObjectiveTo explore the correlations between biexponential model (IVIM) diffusion weighted imaging parameters and nasopharyngeal carcinoma(NPC) TNM stage. Methods Forty-nine newly diagnosed NPC patients received MRI examination. The correlations between IVIM parameters (including ADCstandard, ADCslow, ADCfast, Ffast) and TNM stage were analyzed. ResultsStage T showed negative correlation with ADCslow(r=-0.356, P<0.05)and positive correlation with ADCfast(r=0.388, P<0.05).Stage N, M were all positive correlated with ADCstandard(r=0.313 and 0.349, respectively, P<0.05). ConclusionThe biexponential model diffusion weighted imaging parameters maybe helpful in clinical staging and management of NPC.

Key words:nasopharyngeal carcinoma;TNM stage; magnetic resonance imaging; intravoxel incoherent motion; diffusion weighted imaging

(收稿日期：2014-09-25)

通信作者简介：于小平(1972-)，男，硕士，主任医师，主要从事头颈部肿瘤及妇科肿瘤MRI功能成像研究。E-mail：hnyuxiaoping@163.com

作者简介：第一李飞平(1978-)，男，硕士，主治医师，主要从事头颈部肿瘤MRI功能成像研究。E-mail：54189786@qq.com

基金项目：湖南省科技厅资助课题(2010FJ3097)。

中图分类号：R737.11；R445.2

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2015)02-0011-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.02.004