MRI定量动态对比增强成像和T1WI灌注成像在鼻咽癌临床分期的应用*

孙俊旗，单菲菲，孟志华，陈振松，唐晓婷，谢静，康艺

（汕头大学附属粤北人民医院影像科，韶关 512026）

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）是一种在中国南方和东南亚很常见恶性肿瘤。使用美国癌症联合委员会(AJCC)肿瘤淋巴结转移（TNM）分期系统对鼻咽癌进行准确分期，对于治疗计划和患者预后的预测至关重要[1,2]。常规MRI是评估鼻咽癌分期的一种首选影像检查技术，可以显示鼻咽癌及鼻咽癌侵犯周围结构的范围。常规MRI是基于解剖影像学的成像，缺乏定量功能成像的信息。MRI定量动态增强成像（quantitative dynamic contrast enhanced imaging,QDCE）和T1WI灌注成像可以提供定量化的渗透性参数和灌注参数，已经开始应用于肿瘤的分期，治疗评估，预后的预测等研究[3-5]。本研究旨在探讨MRI定量动态增强成像的渗透性定量参数和T1WI灌注成像灌注参数在鼻咽癌总分期、T分期和N分期的应用价值。

1 材料与方法

1.1 病例资料 本研究已获得粤北人民医院机构审查委员会的批准。纳入了2018年3月-2019年1月间在粤北人民医院影像科的所有连续新诊断的鼻咽癌患者。在进行MRI检查之前，获得每位患者的知情同意。在MRI检查后1周内，进行鼻咽镜检查获得组织病理学信息。肿瘤在任何方向上小于1.0 cm的患者均被排除，以避免部分容积效应。根据第8版美国癌症联合委员会（AJCC）分期系统进行TNM分期。

1.2 MRI定量动脉增强成像检查方法 MRI定量动脉增强成像检查在3T MRI（discovery 750W，GE医疗，美国）完成，采用16通道头颈联合线圈，仰卧位。扫描序列分别为 T1WI，T2WI，DWI，QDCE，增强T1WI序列。

轴位T2W，采用FSE-fs序列，层厚:4 mm，层间 隔:0mm，TR：4750ms；TE：65.5ms， 矩 阵 ：256×192，FOV：240× 240mm。

轴位T1WI平扫和增强序列 采用FSE序列，层厚:4 mm，层间隔:0mm，TR：691ms；TE：11.4ms，矩阵：256× 192，FOV：240× 240mm。

轴位 DWI，采用 EPI序列，层厚:4 mm，层间隔:0mm，TR：4000ms；TE：71.4ms，矩阵：256× 192，FOV：240× 240mm，b 值=0，800s/mm2。

平扫和增强矢状T1W，采用LAVA序列，层厚:4 mm，层间隔:0mm，TR：652ms；TE：12.3ms，矩阵：256× 192，FOV：240× 240mm。

定量动态增强成像 采用LAVA序列，序列参数：层厚:4mm，层间隔:0mm，TR:5.1ms，TE:1.7ms，翻转角:15°，矩阵:192×160，FOV:220×220mm。扫描翻转角为 5°，10°，15°平扫图像用于计算 T1值。 扫描15°翻转角定量动态增强成像序列，每期6s，先进行5期平扫，第6期注射对比剂同时连续扫描40期图像，共扫描45期。对比剂注射方案：使用高压注射器，经肘静脉注入药物，钆双胺注射液（GE药业，美国），用量 1mol/kg，流速 3ml/s。

1.3 MRI定量动态增强成像和T1WI灌注成像后处理方法 MRI图像后处理采用GE医疗精准医学研究院OmniKinetics（OK）图像后处理软件。MRI定量动态增强成像图像，经本软件后处理，可同时得到定量渗透性参数和T1WI灌注成像的灌注参数。由2名研究者分别进行图像后处理和参数测量，不一致时，经协商决定。第一步MRI图像定量增强成像图像以DICM格式导入OK软件。第二步进行图像校准。第三步采用Extended Tofts双室模型，在颈内动脉上勾画ROI，作为动脉输入函数。第4步软件自动生成MRI定量动态增强成像渗透性定量 参数（Ktrans，Kep ，Ve，Vp，）和 T1WI 灌注成像参数（BV,BF,MTT,TTP），手动勾画鼻咽癌最大层面ROI，保存定量参数结果，如图1。

1.4 鼻咽癌分期方法 依据AJCC 8th版和中国鼻咽癌分期2017版标准，进行TNM分期。根据T分期，将鼻咽癌分为2组，将Ⅰ/Ⅱ期归入低分期组，Ⅲ/Ⅳ期归入高分期组。根据N分期，将鼻咽癌分为N1/N2组，N3组。M分期，因为仅有3例M1，未做M分期的分组。

图1 分别为鼻咽癌病例的MRI定量动态增强成像的参数图(Ktrans，Kep ，Ve，Vp，)和 T1WI灌注成像参数(TTP,BV,BF,MTT)

1.5 统计学方法 计算MRI定量动态增强成像渗透性定量参数（Ktrans,Ve,Vp,Kep）和T1WI灌注成像参数（BV,BF,MTT,TTP）均数±标准差。运用t检验，比较各定量参数在鼻咽癌T分期组间、N分期组间有无统计学差异。所有统计分析均使用SPSS 19进行，P<0.05被认为具有统计学意义。

2 结果

2.1 病例资料结果 本研究最终77例纳入本研究，男57例，女20例，平均年龄48.94岁（12-76岁）。病理学类型，75例为未分化未角化型，2例为低分化鳞癌。根据AJCC 8th版TNM分期，本研究鼻咽癌分期为T1期14例，T2期11例，T3期31例，T4期21例，N1期12例，N2期26例，N3期19例，M0期74例，M1期3例。根据T分期，低分期组（1/2期）25例，高分期组（3/4期）52例。根据N分期，N1/N2组58例，N3组19例。

2.2 MRI定量动态增强和T1WI灌注成像的定量参数结果 MRI定量动态增强和T1WI灌注成像的定量参数在T分期，N分期的分组的均数±标准差如表1。BV和TTP在鼻咽癌T分期不同分组中有统计学差异。Ve，BF,MTT在鼻咽癌N分期不同分组中有统计学差异。

表1 MRI定量动态增强和T1WI灌注成像的定量参数结果（均数±标准差）

3 讨论

鼻咽癌（NPC）的TNM分期对治疗和预后至关重要[4]。MRI定量动态增强成像可显示肿瘤的血管通透性，经常用于研究肿瘤组织的微血管生成的变化，但鼻咽癌分期与DCE-MRI参数之间的相关性没有被广泛报道[5]。

本研究创新点在于应用MRI定量动态增强成像一次扫描，经第三方软件后处理，可同时得到MRI定量动脉增强成像的渗透性参数和T1WI灌注成像的灌注参数，可以提供肿瘤微循环和血流灌注信息。

鼻咽癌T分期决定了鼻咽癌放疗的范围及治疗效果[4]。本研究发现,T1WI灌注成像的BV和TTP在鼻咽癌的T分期具有统计学差异，表明鼻咽癌病例随着T分期的增加，血流量增大；血流达到的高峰的时间随之延长。MRI定量动态增强成像的参数在鼻咽癌T分期未见明显统计学差异，本研究显示鼻咽癌病例的侵犯范围与肿瘤的微循环渗透性没有很强的关联，与部分文献研究结果相似[6];有文献显示在T3/T4鼻咽癌肿瘤中，没有观察到比在T1/T2肿瘤中更高的Ktrans和kep，可能是由于肿瘤的异质性：高T期肿瘤由于坏死而异质性更高，因此对整个肿瘤的定量值取平均值可能会降低平均Ktrans或kep值[5]。

不论原发灶的状态如何,淋巴结转移是生存的重要预后因素。因此，对转移灶的准确检测在鼻咽癌患者管理中至关重要。本研究发现MRI定量动态增强成像的Ve，BF，MTT在鼻咽癌病例的T分期具有统计学差异。Ve反映每单位体积组织血管外细胞外间隙的大小,反映了对比剂渗透性的可用空间。本研究结果表明鼻咽癌病例的原发灶的血管外细胞外间隙随之扩大,间接影响了鼻咽癌病例淋巴结增大和转移范围的扩展,具有更多血管生成的淋巴结可促进癌细胞在淋巴结链中扩散，从而导致更高的N期，与大部分文献结果相同[7,8]。但也与部分文献结果不同,本研究更关注与淋巴结的大小和侵犯的范围,而部分研究关注于有无淋巴结转移[5]。随着鼻咽癌病例的血流速度的增多和血流的平均通过时间的延长,更多的癌细胞有可能转移到淋巴系统，促使淋巴结转移范围的扩大[9]。

我们的定量研究方法存在一些局限性。首先本研究样本量偏小，具有选择偏移的可能。其次，手动勾画鼻咽癌病变的ROI具有不准确性，同时ROI中的平均值可能无法反映肿瘤组织的异质性。发展自动勾画病变的ROI，可能为进一步研究的方向。

总之，MRI定量动态增强成像和T1WI灌注成像显示鼻咽癌病变的渗透性和灌注变化，在鼻咽癌病例T分期和N分期有一定的定量化鉴别意义，有必要进一步研究其在鼻咽癌治疗评估和预后中的作用。