学术论著
中国医学装备2023年1月第20卷第1期 China Medical Equipment 2023 January V ol.20 No.1
*基金项目：四川省卫生和计划生育委员会科研课题(17PJ600)“磁共振弥散加权成像应用于局部晚期宫颈癌腔内后装放疗疗效预测、评价及成都医学院第二附属医院·核工业四一六医院盆腔随访的前瞻性临床研究”①成都医学院第二附属医院·核工业四一六医院放射科 四川 成都 610051②成都医学院第二附属医院·核工业四一六医院肿瘤科 四川 成都 610051*通信作者：*******************
作者简介：李健，男，(1984- )，本科学历，主治医师，从事腹盆部影像研究工作。
[文章编号] 1672-8270(2023)01-0042-05 [中图分类号] R737.33 R445.2 [文献标识码] A
Clinical value of DWI-ADC value in predicting the curative effect of intracavitary brachytherapy on LACC/LI Jian, KONG De-jun, HU Xiang, et al//China Medical Equipment,2023,20(1):42-46.
[Abstract] Objective: T o analyze the clinical value of diffusion-weighted imaging-apparent diffusion coefficient (DWI-ADC) value in predicting the curative effect of intracavitary brachytherapy on locally advanced cervical cancer (LACC). Methods: Seventy-two patients who underwent intracavitary brachytherapy in hospital were selected and were divided into the effective group (32 cases) and the ineffective group (40 cases) according to the curative effect of intracavitary brachytherapy. All patients underwent intracavitary brachytherapy as the frequency of twice/week and 5.75 Gy/week so as to record relevant adverse reaction. The ADC value and the difference value of ADC value before and after 2 times of radiotherapy between two groups were compared. The receiver operating characteristics (ROC) curve was drawn to analyze the clinical value of ADC value in predicting the curative effect of intracavitary brachytherapy on LACC. Results: All of 72 patients successfully completed concurrent radiochemotherapy, the ratio of white cell to neutrophil of 36 patients reduced during treatment period, and 5 patients occurred granulopenia fever, and 25 patients were anemia, and 5 patients occurred thrombocytopenia, and 2 patients occurred gastrointestinal symptom included emesis, diarrhea and bellyache, and the relevant adverse reaction of them were 1-2 grades. Before treatment, the ADC value of effective group was significantly lower than that of ineffective group (t =-2.958, P <0.05), and the ADC value and the difference value of ADC value after 2 times of radiotherapy of effective group were significantly higher than those of ineffective group (t =5.390, t =5.7
38, P <0.05). The area under curve (AUC) of ROC curve of the ADC difference value was highest in predicting the curative effect of intracavitary brachytherapy on LACC. When the cut-off value of ADC difference value was 0.46, the sensitivity and specificity of that were respectively 75.00% and 78.12% in predicting the curative effect of intracavitary brachytherapy on LACC. Conclusion: The ADC value can be used as a reliable indicator to predict the curative effect of intracavitary brachytherapy on LACC. In addition, the predictive performance of ADC difference value between before and after 2 times of radiotherapy is more remarkable.
[Key words] Magnetic resonance (MR); Locally advanced cervical cancer (LACC); Intracavitary brachytherapy; Curative effect; Diffusion weighted imaging (DWI); Apparent diffusion coefficient (ADC)
[First-author’s address] Department of Radiology, The 2nd Affiliated Hospital of Chengdu Medical College, Nuclear Industry 416 Hospital, Chengdu 610051, China.
[摘要] 目的：研究磁共振弥散加权成像表观弥散系数(DWI-ADC)值在预测局部晚期宫颈癌(LACC)腔内后装放射中的临床价值。方法：选取医院住院行腔内后装放射的72例患者，依据腔内后装放射疗效将其分为有效组(32例)和无效组(40例)。所有患者均按2次/周、5.75 Gy/周的频率开展腔内后装放射，记录相关不良反应，比较两组患者放射前、放射2次后的ADC值及ADC值差值，
绘制受试者工作特征(ROC)曲线，分析ADC值预测LACC腔内后装放射疗效的临床价值。结果：两组72例患者均顺利完成同步放化疗，期间36例患者白细胞和(或)中性粒细胞减少，5例患者粒细胞减少性发热，25例患者贫血，5例患者血小板减少，2例患者出现呕吐、腹泻、腹痛等消化系统症状，其相关不良反应均为1～2级；有效组放射前ADC值显著低于无效组，差异有统计学意义(t =-2.958，P ＜0.05)，放射2次后ADC值、ADC差值显著高于无效组，差异有统计学意义(t =5.390，t =5.738；P ＜0.05)；ADC差值预测LACC腔内后装放射疗效的ROC曲线下面积(AUC)最高，以0.46为ADC差值临界值(cut-off)，其预测LACC腔内后装放射疗效的灵敏度、特异度分别为75.00%和78.12%。结论：ADC值可作为LACC腔内后装放射疗效的可靠指标，其中放射前及放射2次后的ADC差值预测效能更显著。
[关键词] 磁共振(MR)；局部晚期宫颈癌(LACC)；腔内后装放射；疗效；弥散加权成像(DWI)；表观弥散系数(ADC)DOI: 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2023.01.009
引用本文：李健，孔德军，胡祥，等.磁共振弥散加权成像表观弥散系数值预测局部晚期宫颈癌腔内后装放射疗效的研究[J].中国医学装备,2023,20(1):42-46.
李 健① 孔德军②* 胡 祥① 肖 科① 李虹成① 涂 波① 刘冬梅①
磁共振弥散加权成像表观弥散系数值预测局部晚期宫颈癌
腔内后装放射疗效的研究
*
学术论著
中国医学装备2023年1月第20卷第1期磁共振弥散加权成像表观弥散系数值预测局部晚期宫颈癌
腔内后装放射疗效的研究*-李健等
腔内近距离放射是局部晚期宫颈癌(locally advanced cervical cancer，LACC)患者重要的方式
之一，其中腔内后装放射作为宫颈癌整体方案中的重要部分，较体外照射放射在改善肿瘤局部控制率、患者生存率上的优势更显著[1-3]。当前，腔内后装放射的研究重点多集中于剂量优化，但放射敏感性同样是决定其疗效及预后的重要因素，早期对放射疗效进行准确评估对临床医师制定最佳个体化及随诊方案至关重要，对提升放射疗效和生存率同样有益[4]。
当前，临床评价肿瘤放射疗效主要依据实体瘤疗效反应评价标准(response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)，但该标准是基于肿瘤体积变化，对肿瘤内部坏死缺乏识别，不利于临床医师在肿瘤体积改变前了解放射疗效并及时调整方案[5]。弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一种MR功能成像方式，通过表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)对组织水分子的扩散运动情况进行量化，反映了组织细胞功能、结构及代谢水平，从而改善宫颈癌水肿及坏死反应等对传统影像技术的干扰[6-7]。鉴于此，本研究探究DWI-ADC值对LACC腔内后装放射疗效中的临床价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2017年1月至2021年1月在成都医学院第二附属医院·核工业四一六医院肿瘤科就诊住院的72例宫颈癌患者，依据腔内后装放射疗效将其分为有效组(32例)和无效组(40例)。有效组中年龄27～54岁，
平均年龄(42.25±6.33)岁；体重质量指数(body mass index，BMI)18.9～25.1kg/m2，平均BMI(21.87±1.33)kg/m2；病灶最大径4～7cm，平均最大径(4.98±0.57)cm；国际妇产科联盟大会(International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期为ⅡB期6例，ⅢB期26例；细胞分化程度中高分化1例，中分化11例，中-低分化9例，低分化11例。无效组中年龄27～55岁，平均年龄(43.85±8.50)岁；BMI为18.5～25.7kg/m2，平均
BMI(21.63±2.01)kg/m2；病灶最大径4～6cm，平均最大径(4.99±0.60)cm；FIGO分期为ⅡB期10例，ⅢB期30例；细胞分化程度中高分化3例，中分化17例，中-低分化11例，低分化9例。本研究符合《赫尔辛基宣言》。
1.2 纳入与排除标准
(1)纳入标准。①经组织病理学确诊宫颈鳞癌；
②FIGO分期为ⅡB期～ⅢB期；③初治宫颈癌；④知晓研究内容并自愿签署知情同意书。
(2)排除标准。①合并MR检查相关禁忌证；②既往有放化疗史；③临床资料缺失不能满足研究需求。
1.3 仪器设备
采用GZP3型钴-60及其配套金属施源器(中国核动力研究设计院)；BRIVO MR355型1.5T超导型MR 扫描仪(美国GE公司)。
1.4 方法
(1)后装放射。所有患者均采用GZP3型钴-60后装腔内机及其配套金属施源器接受腔内后装放射，取截石位，合适角度下通过窥阴器将施源器置于患者阴道穹隆处，而后用纱布填塞阴道固定，结合CT影像与盆腔增强MR影像，参照Viswanathan 等[8]的建议勾画靶区，近距离放射处方剂量为17.25Gy/6次，应用正向计划系统制定计划，近距离放射计划设计中，首先完成施源器重建，按曼彻斯特系统原则在阴道穹隆上、旁边2cm确定参照点A点。所有患者按2次/周、5.75Gy/周频率开展腔内后装放射，疗程为3周。
(2)DWI检查。所有患者均采用BRIVO MR355型1.5T超导型MR扫描仪接受DWI检查，检查时间为放射前、放射2次后。检查前所有患者均锻炼胸式呼吸，检查过程中常规髂前上棘腹压带加压以控制呼吸伪影，先行常规MR扫描，包括横断面T
1
加权像(T
1
weighted image，T
1
WI)、T
2
加权像
(T
2
weighted image，T
2
WI)，矢状面T
2
WI及冠状面
T
1
WI、T
2
WI。扫描范围为髂骨翼上缘至耻骨联合水平；DWI扫描则采用单次激发平面回波成像(single-
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shot echo planar imaging，ss-EPI)序列、短时反转恢复(short time inversion recovery，STIR)序列，重复时间(repetition Time，TR)为952ms、回波时间(echo time，TE)为53 ms、翻转角90°、矩阵为124×100、视场范围36cm×36mm、层厚5mm、层间距1.5mm，DWI的b值取0s/mm2、300s/mm2、600s/mm2及900s/mm2，信号平均采集次数(number of signal average, NSA)为10，扫描层厚4mm、层间距1mm、扫描范围为髂骨翼上缘至耻骨联合水平。最后将MR、DWI影像上传至后处理工作站，对图像进行后处理，重建ADC图像，在能显示宫颈癌肿块最大截面的层面及其上下各1层，将感兴趣区域(region of interest，ROI)置于病灶中央且信号均匀的区域，依据宫颈癌肿块大小选择ROI范围，在10～50mm2之间，取3个不同位置的ROI进行测量，避开坏死区域、病灶周围等部位以减少部分容积效应，取均值作为ADC值，若有盆腔淋巴结同样采取相同方式测量。1.5 观察与评价指标
(1)放射剂量。记录两组患者靶区放射剂量。
(2)放射疗效。放射结束后3个月时参照R E C I S T标准，依据肿瘤最大径变化率评价疗效：①完全缓解(complete response，CR)，肿瘤病灶完全消失，并至少维持4周；②部分缓解(partial response，PR)，肿瘤最大径至少降低30%；③疾病进展(progressive disease，PD)，肿瘤最大径变化增加≥20%；④疾病稳定(stable disease，SD)，肿瘤最大径变化介于PR、PD间；其中CR+PR为有效，PD、SD 均归于无效。
(3)ADC值。比较两组患者放射前、放射2次后的ADC值及ADC差值。
(4)不良反应。记录两组患者放射相关不良反应，参照美国肿瘤放射协作组(radiation therapy oncology group，RTOG)急性放射性损伤标准评价放射相关不良反应，相关不良反应按0～4级，级别越高，期间不良反应越严重。
(5)预测效能。应用Medcalc软件绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，分析ADC对LACC患者腔内后装放射疗效的预测价值，以ROC曲线下面积(area under curve，AUC)反映预测效能。
1.6 统计学方法
采用SPSS24.0统计学软件进行统计学分析，计量资料均符合正态分布，以均值±标准差(x-±s)表示，组内采用配对t检验，组间采用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 放射剂量及放射相关不良反应
72例宫颈癌患者均顺利完成化疗，A点靶区剂量为1725cGy。72例患者期间有36例患者白细胞和(或)中性粒细胞减少，5例患者粒细胞减少性发热，25例患者贫血，5例患者血小板减少，2例患者出现呕吐、腹泻、腹痛等消化系统症状，相关不良反均为1～2级，未见相关死亡。
2.2 放射疗效及不同疗效的LACC患者ADC值比较
72例宫颈癌患者放射结束后3个月时参照RECIST标准评定有效率为44.44%(32/72)，其中20例患者放射结束时病灶即完全消失，12例在放射结束后1个月时病灶才完全消失；无效率为55.56%(40/72)；有效组放射前ADC显著低于无效组，放射2次后的ADC显著高于无效组，ADC 差值显著高于无效组，差异有统计学意义(t=-2.958，t=5.390，t=5.738；P＜0.05)，见表1。
表1 两组宫颈癌患者
放射前后ADC值比较(×10-3 mm2/s，x-±s
)
注：表中ADC为表观弥散系数。
reaction diffusion2.3 ADC值对LACC腔内后装放射疗效的预测价值
ADC差值预测LACC腔内后装放射疗效的AUC值最高(0.830)，并显著高于放射前ADC值，差异有统计学意义(Z=2.482，P＜0.05)，但与放射2次后的ADC值比较差异无统计学意义；以0.46为
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腔内后装放射疗效的研究*-李健等
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图1 表观弥散系数值预测放射疗效的
受试者工作特征曲线图3 讨论
腔内后装放射在宫颈癌的放射中扮演重要角，其减瘤作用明显优于外照射，尤其是逆向计划的应用，其在靶区剂量适形度、危及器官保护及时间上均呈现显著优势[9]。考虑当前宫颈癌腔内后装放射的剂量学研究仍是研究热点，本研究对72例患者的靶区剂量及危及器官受量进行了统计，结果显示，72例患者A点靶区剂量为1 725 cGy。本研究72例患者均顺利完成放射，期间出现的不良反应以白细胞和(或)中性粒细胞减少、贫血等常见，相关不良反应均为1～2级，未见相关死亡。由此可见，LACC患者接受腔内后装放射的安全性尚可，这与此前报道[10-11]结论相符。本研究在放射结束后3个月时参照RECIST标准对疗效进行评定，其完全缓解率为44.44%，其中20例患者放射结束时病灶即完全消失，12例患者在放射结束后1个月时病灶才完全消失，因此早期及时评估放射疗效可为临床争取时机，于患者预后至关重要。
Wei等[12]的过往研究指出，多数宫颈癌患者在接
表2 ADC 值对LACC 腔内后装放射疗效的预测价值分析
时间AUC 95%CI Z 值 P 值约登指数Cut-off(×10-3 mm 2/s)
灵敏度(%)特异度(%)放射前0.7020.583～0.804 3.1000.0010.5000.8850.00100.00放射2次后0.8010.690～0.886 4.860＜0.0010.581 1.3492.5065.62ADC差值
0.830
0.723～0.908
6.989
＜0.001
0.531
0.46
75.00
78.12
注：表中ADC 为表观弥散系数；LACC 为局部晚期宫颈癌；AUC 为受试者工作特征曲线下面积值；95%CI 为95%置信区间；Cut-off 为临界值。
受同步放化疗后病灶往往显著缩小，但受放射后改变及周围水肿影响，常规MR识别、测量残余病灶存在局限性。DWI是依据水分子扩散特性来评价组织生物学特性的MR成像方式，通过ADC值对组织中水分子扩散状态进行定量分析，在机体组织出现解剖改变前，依据水分子的微观迁移率提供大分子及其微结构改变信息，有效反映前后肿瘤微环境中的生物学变化情况。肖楠等[13]研究也已证实ADC值在反映直肠癌新辅助同步放化疗反应上存在显著优势。本研究显示，放射2次后两组ADC值较放射前
均显著升高，究其原因：ADC通过水分子的微观迁移率提供大分子和微结构改变信息，基于理论角度，对有反应的病灶，因肿瘤出现大片坏死，细胞密度明显减少，此时细胞外间隙也随之增大，水分子扩散受限程度明显减轻，因此ADC值显著升高；这与肖龙子卉等[14]报道结论相似。但有效组放射前的ADC 值显著低于无效组，放射2次后的ADC值则显著高于无效组，其ADC差值也显著高于无效组，这与陈志深等[15]的报道结论存在差异，其报道CR组腔内近距离放射前的ADC值显著高于PR组，但结束后1个月时两组ADC值差异并无统计学意义，分析可能与研究对象个体差异有关。基于本研究，放射2次后的ADC值高水平或预示着更显著的肿瘤体积变化，ADC值的显著增加或预示反应更显著。分析研究结论差异的主要原因，可能与研究样本量及个体差异有关，不同疗效的宫颈癌患者放射前的ADC 值差异有待采集大样本量后进一步探究。
本研究进一步绘制ROC曲线分析ADC值对LACC 患者腔内后装放射疗效的预测价值，结果显示放射
前、放射2次后的ADC值对LACC均有一定预测价值，尤其是放射2次后，其预测LACC患者腔
ADC差值，其预测LACC腔内后装放射疗效的灵
敏度、特异度分别为75.00%和78.12%，见表2和图1。
中国医学装备2023年1月第20卷第1期 磁共振弥散加权成像表观弥散系数值预测局部晚期宫颈癌 腔内后装放射疗效的研究*-李 健 等
学术论著
收稿日期：2021-06-25
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参考文献 内后装放射疗效的灵敏度较高，但特异度欠佳；以放射前、放射2次后的ADC差值为检验变量，其预测LACC腔内后装放射疗效的AUC最高，虽与放射2次后的AUC比较差异无
统计学意义，但显著高于放射前AUC，以0.46×10-3 mm 2/s为ADC 差值cut-off，其预测LACC腔内后装放射疗效的灵敏度和特异度分别为75.00%和78.12%。4 结论
ADC值预测LACC腔内后装放射疗效可靠，尤其放射前与放射2次后的ADC差值，可为临床评估LACC腔内后装放射反应提供参考。但本研究也存在一定局限性，除样本量较小外，数据代表性尚有欠缺，ADC差值对LACC腔内后装放射疗效虽有一定预测效能，但仍未达满意效果，拟在下阶段采集更多观察指标及样本量后基于ADC值构建LACC 腔内后装放射疗效的预测模型，以期进一步提升其对LACC腔内后装放射疗效的预测价值。
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