功能成像在鼻咽癌放疗后随访中的价值

劳峥 沙炎

·综述·

功能成像在鼻咽癌放疗后随访中的价值

劳峥 沙炎

鼻咽癌放疗后可出现肿瘤复发、放疗后纤维化及放射性脑损伤等，常规CT、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)对其诊断效果欠佳，功能成像则具有独到优势。本文综述鼻咽癌放疗后常规影像学表现和功能性成像在这方面的应用价值及其研究进展。

鼻咽癌发病率居头颈部肿瘤首位，放疗为其首选治疗方法。然而即使经合理的放疗后，部分鼻咽癌患者仍难以避免出现复发；放疗后也可能出现放疗后纤维化、放射性脑病等，及时、准确的影像学检查是早期诊断的可靠手段。近年来出现的功能成像技术，如CT灌注成像、磁共振动态增强技术、磁共振弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)、磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)、磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy, MRS)、PET/CT等，能提供活体组织在功能代谢方面的信息，在鼻咽癌放疗后诊断中发挥着重要的作用。

1 常规CT、MRI在鼻咽癌放疗后诊断中的应用

1.1 放疗后肿瘤复发或残留 其影像学表现理论上与原发鼻咽癌相同，但由于放疗后初期肿瘤组织坏死，局部病灶肿胀，MRI表现为长T1、长T2信号的放疗后改变征象，使得背景信号增高，给早期诊断肿瘤复发或残留造成一定困难。放疗后颈部存在不同程度的肿胀、纤维化，使得临床及影像检查淋巴结复发均十分困难，容易漏诊、误诊。目前采用压脂的短T1反转恢复序列进行监测：早期颈部肿胀使背景信号增高，高信号的转移灶不易被发现；后期颈部大范围纤维化，可能会影响分散在肌肉内的较小复发淋巴结的检出[1]。

1.2 放疗后纤维化 鼻咽组织放疗后形成的纤维瘢痕，其典型CT征象为软组织轻度增厚，边缘光滑，不具有特征性；典型MRI征象T1WI、T2WI上为低信号，增强后无明显强化[2]。鼻咽癌放疗后的MRI信号强度随放疗剂量、纤维组织成熟度、血管形成情况不同而变化很大，当纤维组织不成熟、放疗后水肿或感染时，T2WI上也可表现为高信号，增强后强化，这种信号可持续数月乃至数年[3]，为鉴别鼻咽癌放疗后复发与纤维化带来困难。

1.3 放疗后放射性脑损伤 好发于颞叶和桥脑，根据出现时间可分为，(1)急性损伤：照射期间出现的暂时症状；(2)早期迟发型损伤：放射后数周至3个月出现，多数症状为暂时性；(3)晚期迟发型损伤：放射后10个月或数年间发生，为进行性不可逆损伤[4]。对于迟发型放射性脑病，早期MRI上常无异常表现，当出现脑白质水肿、脱髓鞘征象时已处于晚期，治疗效果较差。同时当鼻咽癌放疗后在颅底复发时，与放射性脑损伤均可表现为病变强化、脑水肿等，传统的CT、MRI难以鉴别。

2 功能成像在鼻咽癌放疗后改变中的诊断价值

2.1 CT灌注成像 即在静脉注射碘对比剂的同时对选定层面行连续多层扫描，获得时间-密度曲线(time density curve, TDC)。根据示踪剂稀释原理和中心容积定律:即血流量=血容量/对比剂平均通过时间，利用数学模型计算出血流量、血容量和对比剂平均通过时间等参数，以反映组织内部的血供情况[5]。Miles等[6]认为肿瘤新生血管由密集的微血管构成，CT灌注成像能通过高空间分辨率得到量化的功能信息，监测形态上无改变而仅有血流动力学改变的病变。刘玉林等[7]发现，鼻咽癌放疗后复发的微血管密度较正常大，导致了局部血流量增加；而放疗后纤维化病灶中的动脉数量、密度均减少。刘丽东等[8]对14例放疗后局部复发和17例放疗后纤维化病例行鼻咽部CT灌注成像，发现复发组的血流量、血容量及表面通透性值均高于纤维化组，但对比剂平均通过时间均低于纤维化组。

2.2 磁共振动态增强技术 在静脉快速注射造影剂后对感兴趣区进行一系列快速连续扫描而评价其增强率，可以敏感地反映组织的血供特点及血液动力学改变[9]。其动态时间-信号强度曲线可直观反映肿瘤的血管形成和相关生物学特性[10]。生晶和胡春洪[10]随诊了22例鼻咽癌放疗后复发和25例放疗后纤维化患者，复发组MRI信号曲线为速升-速降型；而纤维化组为缓升-缓降型。动态增强MRI技术尤其适用于位置深在、周围结构复杂的肿瘤好发部位，如枕骨斜坡等。钟镜联等[9]对22例鼻咽癌枕骨斜坡放疗后纤维化和16例枕骨斜坡复发者行动态增强MRI检查，发现纤维化组的最大对比增强率低，到达最大对比增强率的时间较长，而肿瘤复发组的正好相反。

2.3 DWI 是目前唯一能在活体上行水分子弥散测量与成像，反映其微观运动的方法，用表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)来反应弥散运动：ADC值增大，代表水分子弥散增加，而弥散加权图像信号则降低，反之亦然。近年来，DWI在肿瘤诊断上的价值逐渐被挖掘，Provenzale等[11]研究表明，恶性肿瘤增殖迅速，细胞密度高、间隙小，同时由于细胞生物膜的限制和大分子物质对水分子的吸附作用增强，限制了肿瘤水分子扩散受限，导致其ADC值降低。张赟等[12]在观察了34例鼻咽癌病例后发现，转移性淋巴结的ADC值明显低于正常淋巴结，并认为DWI不但能更敏感地显示淋巴结，还能对其进行定量分析，判定病灶性质。黄生富等[1]追踪了38例鼻咽癌放疗后复发者，发现明显强化的实性成分ADC值偏低，DWI呈高信号，提示为复发淋巴结的实质区；淋巴结内见明显长T1长T2信号影，无强化，ADC值较高，DWI呈低信号，提示肿瘤坏死区。张赟等[13]在随后的研究中发现DWI上片状低信号区域，ADC值仍较低，明显低于坏死区ADC值，推测可能为纤维瘢痕区。

2.4 DTI 即在多个方向上综合评价活体组织中扩散运动，还能提供扩散的方向信息[14]。水分子的自由扩散在各个方向上扩散能力相同，称各向同性扩散；而在大多数生物组织中，受局部环境的影响(如细胞膜或大蛋白分子)各个方向上扩散能力不同，称各向异性扩散[15]。DTI成像中，髓鞘化的脑白质具有高度的方向性，脑组织的DTI可清晰地区别灰、白质结构[14]。对于鼻咽癌放疗后迟发型放射性脑病，DTI可于早期监测到“正常表现脑白质的微观病变”，即已有病理变化，预期应该有MRI异常表现而尚未发现确切的影像学表现，可能包括放疗后细胞水肿等微观改变与髓鞘疏松改变了自由水与结合水的比例或存在状态等，这些微观病变造成了脑白质纤维束水分子扩散值的下降，有效地反映了放射性脑损伤的早期改变[15]。谭湘萍等[16]对13例鼻咽癌放疗后颞叶脑白质常规MR表现正常者和21例健康者均行DTI，结果示放疗组各向异性指数下降，较正常组差异显著。

2.5 MRS 即利用磁共振现象和化学位移作用，对特定原子核及其化合物进行分析，使MR能在分子水平进行组织代谢的研究[14]。近年来以1H-MRS研究较多，1H-MRS成像可得出氮-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸、胆碱等物质的代谢图、峰值图以及它们之间的比例。NAA的降低甚至消失反映了神经元及其轴索的损伤；胆碱主要与细胞膜磷脂的分解和合成有关；肌酸因其含量较稳定，常被用作参考值；乳酸峰的升高与恶性程度高的肿瘤或含坏死组织有关；脂质峰代表组织坏死后代谢产物的聚集[17]。吕衍春等[17]对26例鼻咽癌颅底复发和24例颞叶放射性脑病的病灶部位行MRS成像，结果示复发组胆碱/肌酸、胆碱/NAA、乳酸-脂质峰/肌酸值显著高于放射性脑病组，其中胆碱/肌酸、胆碱/NAA被认为是鉴别两者最有价值的指标。鼻咽癌复发时，胆碱含量增高；低的NAA峰可能为肿瘤侵犯脑组织所致。鼻咽癌放射性脑病，放射线致细胞损伤，胆碱、肌酸含量降低，最后脑组织液化坏死，NAA、肌酸、胆碱含量基本为0。

2.6 PET/CT PET/CT将CT解剖结构与 PET功能代谢信息结合在一起, 能更为准确地定位病灶。Ng等[18]通过实验得出，3.0T全身MR成像对鼻咽癌残留或复发的诊断能力与PET/CT相当，临床实践中更多运用前者。而对于PET/CT与CT、MRI功能成像对鼻咽癌放疗后诊断价值的比较，目前国内外尚罕见文献报道。在性价比方面，PET/CT全身扫描可达上万元，而CT、MRI功能成像仅为几百元，更易于被患者接受。因检查费用过高和假阳性率的存在一定程度上限制了PET/CT的普及，相信CT、MRI功能成像凭借其优势在当前能为鼻咽癌放疗后诊断做出更多贡献。

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(本文编辑 杨美琴)

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放射科 上海 200031

沙炎(Email:cjr.shayan@vip.163.com)

2010-03-17)