謝藝才 綜述 高健全 審校

動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(Dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)始于20世紀(jì)90年代，它是一種將順磁性造影劑注入靜脈血管后進(jìn)行MRI和MRI動(dòng)態(tài)磁共振掃描，以組織MRI及MRI增強(qiáng)掃描信號(hào)變化作為依據(jù)評(píng)估局部組織血流灌注和局部毛細(xì)血管通透性的檢查方法[1]。DCE-MRI的局部組織血流灌注、毛細(xì)血管通透性表面積、血管通透性、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振曲線等一系列半定量及定量參數(shù)值為進(jìn)一步評(píng)估局部組織毛細(xì)血流灌注及局部微血管通透性的生成變化情況提供了量化依據(jù)。該檢查技術(shù)在鼻咽部良惡性腫瘤的鑒別、鼻咽癌療前分期、療效評(píng)估、療后隨訪等多個(gè)方面都發(fā)揮著重要的作用[2]。

1 DCE-MRI成像技術(shù)

DCE-MRI第一代Tofts模型所獲取的參數(shù)包括血管外細(xì)胞外間隙容積百分比(Ve)、血管內(nèi)腦視網(wǎng)膜屏障(BBB)、體積能量傳遞常數(shù)(Ktrans)、表面通透性(PS)等[3]。該Tofts模型雖然能夠準(zhǔn)確獲得Ve、Ktrans和CBV定量分析的指標(biāo)，但其時(shí)間分辨率相對(duì)較低，上述參數(shù)的準(zhǔn)確性欠佳，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量Ve及CBF的平均值。而第二代Tofts模型則大幅度提高了時(shí)間分辨率，并將CBF、CBV、PS和Kep四個(gè)參數(shù)進(jìn)行組合測(cè)量，以上參數(shù)的準(zhǔn)確性明顯提高。該模型最初運(yùn)用于神經(jīng)生理學(xué)的研究，后來(lái)逐漸拓展至影像醫(yī)學(xué)及核醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域[4]。近年來(lái)，DCE-MRI的Tofts模型已逐步發(fā)展至無(wú)轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)模型，包括最大斜率容積轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)和適用于無(wú)模型的反褶積轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)。其主要特點(diǎn)在于組織器官BBB完好無(wú)損時(shí)，也能完成CBF和CBV的測(cè)量，進(jìn)而評(píng)估組織器官病理狀態(tài)下局部異常血流灌注及微血管異常生成情況[5]。目前，DCE-MRI常見(jiàn)的Tofts模型主要分為單室模和雙室模型兩種，單室模型一般只測(cè)量最大斜率容積和Ktrans、Kep這兩個(gè)主要參數(shù)；而雙室Tofts模型不僅能測(cè)量Ktrans、Kep兩個(gè)主要參數(shù)，還可通過(guò)Krans/Kep公式算出Ve值[6]，Ve值對(duì)器官組織在病理狀態(tài)下局部血流異常灌注及微血管生成的異常情況評(píng)價(jià)更加敏感。

2 DCE-MRI成像在鑒別鼻咽部良惡性腫瘤的應(yīng)用

DCE-MRI以局部組織靜脈團(tuán)注對(duì)比劑前后T1WI信號(hào)強(qiáng)度隨灌注持續(xù)時(shí)間變化為主要基礎(chǔ)，運(yùn)用后處理技術(shù)獲取局部組織靜脈灌注、毛細(xì)血管壁的表面積、血管壁通透性、時(shí)間信號(hào)曲線(Time-signal intensity curve，TIC)等一系列定量及半定量參數(shù)[7]。DCE-MRI分析類(lèi)型包括定性分析、半定量分析、定量分析3種。定性分析能更客觀反映腫瘤具體病理生理和化學(xué)特性，有助于良惡性病變的鑒別診斷；半定量分析主要用于良惡性腫瘤鑒別及病理分級(jí)評(píng)估等；而定量分析主要針對(duì)局部微血管壁硬化程度低的腫瘤組織，能較客觀反映局部微血管環(huán)境變化。該分析方法可重復(fù)性較好，有助于多中心研究并建立較為科學(xué)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[8]。

運(yùn)用TIC曲線進(jìn)行定性分析在目前臨床運(yùn)用上較為廣泛。常見(jiàn)TIC的曲線按速率和形態(tài)分為3型：緩慢上升型、上升-速降平臺(tái)型和緩慢上升-速降型。不同TIC的曲線類(lèi)型對(duì)于鼻咽部良惡性腫瘤有重要的診斷及鑒別價(jià)值：I型曲線診斷對(duì)鼻咽部良性腫瘤的敏感性較高，可達(dá)78.9%；II型曲線在鼻咽部良惡性腫瘤中均可出現(xiàn)；III型曲線對(duì)診斷鼻咽部惡性腫瘤敏感性較高，約為79.4%。由此可見(jiàn)，盡管TIC曲線鑒別鼻咽部良惡性腫瘤的敏感性較好，但特異性相對(duì)較低，準(zhǔn)確性不足，提供臨床診斷信息相對(duì)有限，值得進(jìn)一步探索分析[9]。

3 DCE-MRI成像在鼻咽癌療前分期的應(yīng)用

CT及MRI平掃能顯示鼻咽部癌灶形態(tài)，鄰近結(jié)構(gòu)侵犯范圍及區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。但較難反映病變活體狀態(tài)下的血流動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞功能學(xué)及分子生物學(xué)信息，也客觀限制了鼻咽癌局部分期的準(zhǔn)確性。療前分期時(shí)，CT及MRI平掃往往難以區(qū)分鼻咽癌瘤灶周?chē)鷲盒郧址杆碌乃[和/或迂曲的靜脈叢，而以上往往是影響局部分期準(zhǔn)確性的重要因素。而DCE-MRI能將兩者較好區(qū)分，鼻咽癌瘤周迂曲的靜脈叢在DCE-MRI上往往表現(xiàn)為與腫瘤病灶周?chē)o脈相連且早期腫瘤強(qiáng)化程度類(lèi)似的索條影，而瘤周癌性侵犯所致水腫常常表現(xiàn)為瘤周無(wú)明顯強(qiáng)化區(qū)。因此，DCE-MRI為鼻咽癌病灶臨床分期的形態(tài)學(xué)信息顯示得更為準(zhǔn)確[10]。近年來(lái)，隨著高場(chǎng)MRI、MRI功能成像技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用，DCE-MRI半定量及定量參數(shù)提供了更多有關(guān)鼻咽癌病灶微血管組織生成及周?chē)M織微循環(huán)灌注等方面分子生物學(xué)信息，使臨床評(píng)估方法更豐富多樣。Huang等[11]研究結(jié)果顯示鼻咽癌DCE-MRI中定量參數(shù)Ktrans值與早期鼻咽癌的臨床分期及療效分級(jí)存在著明顯的正相關(guān)；于小平等[12]研究表明，隨著對(duì)鼻咽癌T分期及臨床分期的增加，Ktrans的分期差值不斷地增大。他們的研究與Yao等[13]的研究結(jié)果類(lèi)似，均認(rèn)為DCE-MRI上索條影能較好地反映鼻咽部早期瘤周不成熟血管的豐富程度，更客觀評(píng)估鼻咽癌局部T分期及臨床分期。由此可見(jiàn)，DCE-MRI不僅能為鼻咽癌臨床分期提供更多形態(tài)學(xué)信息，還能運(yùn)用其量化參數(shù)提供更豐富的微觀分子生物學(xué)信息，使其在臨床鼻咽癌治療方案制定、療效監(jiān)測(cè)及預(yù)后評(píng)估等治療方面有著更為廣泛的應(yīng)用。

4 DCE-MRI成像在鼻咽癌療效評(píng)估的應(yīng)用

鼻咽癌的腫瘤組織局部微血管的密度較大，血管壁的通透性也較高，組織內(nèi)的微循環(huán)血流灌注含氧量較豐富，對(duì)于局部的放療較為敏感。在放療早期，病灶常常表現(xiàn)為急性炎癥反應(yīng)，組織學(xué)上主要表現(xiàn)為以白細(xì)胞浸潤(rùn)、組織壞死、粘膜下的微血管和周?chē)馨凸芡ㄍ感栽龈咭鸬拈g質(zhì)水腫為主。而在放療中后期逐漸表現(xiàn)為組織變性、壞死、吸收或由增生的纖維組織所代替[14]。CT及MRI平掃能夠直觀顯示放療前后瘤灶形態(tài)變化及周?chē)Y(jié)構(gòu)放射性損傷，包括鼻咽部瘤灶縮小、周?chē)w維結(jié)締組織增生、咽壁肌肉變直、咽鼓管閉塞、咽隱窩變窄、咽旁結(jié)締組織肌肉增厚、咽壁肌肉萎縮及鼻咽腔擴(kuò)大等改變。但上述檢查僅從形態(tài)學(xué)評(píng)估鼻咽部病灶放療前后療效。而DCE-MRI則通過(guò)反映放療前后腫瘤組織微血管密度及瘤周纖維結(jié)締組織微循環(huán)灌注變化的情況，更微觀地了解腫瘤組織消退及殘留情況，為療效預(yù)測(cè)及預(yù)后評(píng)估提供更直觀、具體的評(píng)估依據(jù)。Egeland等[15]運(yùn)用裸鼠皮下黑色素瘤模型進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，放療前后DCE-MRI形態(tài)學(xué)表現(xiàn)及定量參數(shù)Ktrans、Ve變化值與腫瘤組織細(xì)胞乏氧程度、缺氧細(xì)胞誘導(dǎo)因子-1α(Hif-1α)的含量存在相關(guān)，該結(jié)論為DCE-MRI評(píng)估鼻咽癌療效奠定了理論基礎(chǔ)。趙燦燦等[16]研究認(rèn)為，鼻咽癌療效主要與瘤灶組織細(xì)胞微循環(huán)灌注及乏氧程度的變化有關(guān)，DCE-MRI將形態(tài)學(xué)及定量參數(shù)較好結(jié)合，能夠更直觀地反映腫瘤組織細(xì)胞微循環(huán)血管密度及灌注情況，為鼻咽癌療效評(píng)估提供了更為充足的依據(jù)。鼻咽癌放療前后定量參數(shù)Ktrans值、Kep值的變化對(duì)于預(yù)測(cè)鼻咽癌患者療效有較好的預(yù)測(cè)價(jià)值，廖偉華等[17]通過(guò)研究24例鼻咽低分化鱗癌患者放療前、中、后DCE-MRI的差別后發(fā)現(xiàn)，放療前腫瘤組織的Ktrans值在放療后呈持續(xù)下降的趨勢(shì)，放療結(jié)束時(shí)腫瘤組織Ktrans值與放療前的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，放療中腫瘤組織的消退與放療前腫瘤組織的Ktrans值呈正相關(guān)，與放療中腫瘤組織的差別Ktrans值呈負(fù)相關(guān)。鼻咽癌在進(jìn)行放療的過(guò)程中DCE-MRI血流動(dòng)力學(xué)各定量參數(shù)的變化明顯，其中Ktrans值還特別可以用來(lái)作為鼻咽癌放療早期療效評(píng)估的指標(biāo)。

5 DCE-MRI在鼻咽癌放療后隨訪的應(yīng)用

目前，鼻咽癌患者了解放療后局部組織纖維化或腫瘤復(fù)發(fā)，主要是依賴(lài)于影像學(xué)及病理學(xué)復(fù)查隨訪。MRI圖像軟組織圖像對(duì)比度好，分辨率高，多參數(shù)、多方位成像，無(wú)電離輻射，為臨床評(píng)估患者放療后局部組織纖維化或復(fù)發(fā)提供更為準(zhǔn)確的診斷信息[18]。一般而言，若放療后鼻咽部DCE-MRI掃描發(fā)現(xiàn)病灶殘留區(qū)無(wú)肉芽組織樣強(qiáng)化，基本可以排除局部復(fù)發(fā)。且鼻咽癌放療后的纖維組織T1WI、T2WI均表現(xiàn)為稍低信號(hào)，但腫瘤存在未成熟的纖維組織時(shí)，T2WI也可呈現(xiàn)稍高信號(hào)。未成熟的纖維組織細(xì)胞一般在鼻咽癌放療后早期開(kāi)始出現(xiàn)，可能會(huì)與鼻咽癌放療后尚未完全成熟或消退的肉芽組織腫瘤細(xì)胞并存。此外，放療后肉芽組織纖維化腫瘤細(xì)胞可與肉芽組織放射性炎性反應(yīng)細(xì)胞并存，早期肉芽組織復(fù)發(fā)的腫瘤與未成熟的肉芽組織腫瘤細(xì)胞并存等，上述的原因使MRI常規(guī)平掃鑒別鼻咽癌患者放療后尚未完全消退的纖維化肉芽組織與局部復(fù)發(fā)鑒別困難[19]。而DCE-MRI相對(duì)于常規(guī)MRI平掃有較好的診斷及鑒別診斷價(jià)值，病灶局部復(fù)發(fā)時(shí)DCE-MRI可見(jiàn)原位于局部消退的鼻咽壁再次增厚或出現(xiàn)腫塊樣中度或明顯的強(qiáng)化，定量參數(shù)Ktrans、Ve值較前明顯上升，提示鼻咽壁腫瘤局部血供豐富；而手術(shù)放療后鼻咽壁纖維化常常表現(xiàn)為不明顯的強(qiáng)化或有輕度條索狀的強(qiáng)化，提示腫瘤局部纖維化或瘢痕形成。趙樂(lè)勇等[20]認(rèn)為，鼻咽癌患者放療后早期局部復(fù)發(fā)灶病理細(xì)胞成分中微血管內(nèi)皮細(xì)胞生成比較豐富，新生的毛細(xì)血管較多，腫瘤內(nèi)細(xì)胞缺乏成熟的血管內(nèi)皮細(xì)胞及微血管內(nèi)皮細(xì)胞裂隙增大，對(duì)比劑容易快速發(fā)生外滲，DCE-MRI增強(qiáng)掃描后對(duì)比劑達(dá)峰時(shí)間短、灌注速度快，TIC曲線快速上升后迅速下降。而鼻咽癌放療后局部復(fù)發(fā)纖維化灶內(nèi)含大量的纖維壞死細(xì)胞組織、增生的纖維締結(jié)細(xì)胞組織，血供相對(duì)較低，對(duì)比劑達(dá)峰時(shí)間長(zhǎng)，灌注速度慢，TIC的上升速度曲線較為緩慢。此外，還有其他學(xué)者認(rèn)為[21]，鼻咽癌患者放療后局部復(fù)發(fā)和纖維化在DCE-MRI形態(tài)學(xué)及血流動(dòng)力學(xué)所獲得的部分客觀量參數(shù)之間也存在明顯的差異，為臨床提供了更豐富的診療信息。

6 小結(jié)與展望

DCE-MRI在對(duì)鼻咽癌局部良惡性腫瘤的鑒別、鼻咽癌療前分期、療效評(píng)估及療后隨訪各方面都具有重要的價(jià)值，為鼻咽部良惡性腫瘤的診斷、鼻咽癌患者個(gè)體化治療方案的制定提供更為豐富及準(zhǔn)確的診療信息[22]，在提高我國(guó)鼻咽癌的診治技術(shù)水平能力方面作用日益凸顯，值得進(jìn)一步推廣。