放疗前沿 | 核磁共振弥散加权成像为直肠癌精准放疗“导航”

直肠癌的治疗已经进入精准治疗的时代，不同的分期采取不同的治疗策略。临床对不同分期的直肠癌有不同的治疗方式, T1、T2期患者可直接手术切除, 对T3、T4期及淋巴结转移患者, NCCN诊疗指南推荐新辅助放化疗联合手术治疗为进展期直肠癌标准治疗方案。并且最新的研究表明新辅助放化疗（NCRT）后达到临床完全缓解（cCR）患者有希望接受“等待和观察”的新治疗策略，该策略疗效与再行根治手术相似。其中准确的放疗靶区勾画及疗效评价，是实现精准治疗保证，以期达到手术前更高比例cCR。

目前利用影像检查来确定病变范围及评估肿瘤的转归情况在临床应用和研究中仍占据主导地位，并且正从形态学向功能影像方向发展，弥散加权成像（DWI）是目前唯一的能无创观察活体组织内部水分子扩散运动的成像方法，具有类PET功能，可反映组织结构和细胞密度等生物代谢方面信息，从而判断肿瘤组织生物活性，与肿瘤病变范围密切相关，并可观察放疗前后肿瘤组织表观弥散系数（ADC值）的变化评价放疗疗效，指导预后，为临床提供有价值信息。

弥散加权成像助力放疗精准靶区勾画

目前放疗定位主要采用以CT为基础的模拟定位系统，随着图像融合软件的开发及成像技术的发展，MRI、DWI、PET/CT等常被应用于放疗计划制定。一系列对肺癌、食道癌和喉癌的研究提示，根据影像（CT、MRI、PET/CT）勾画的GTV与实际肿瘤范围有一定的差异，而手术病理标本勾画GTV能够更客观反映这些差异，因而病理GTV被认为是验证影像勾画GTV精确性的“金标准”。Buijsen等对26例直肠癌的前瞻性研究显示，盆腔CT及T2WI高估了肿瘤长度，PET-CT基于臀大肌的靶区/本底SUV值自动勾画的肿块最长直径与手术病理标本最接近，且具有较强的一致性。

1、PET-CT

随后，针对PET-CT不同SUV值勾画靶区的对比研究表明，在矢状面上30% SUVmax勾画的肿瘤长径及40% SUVmax勾画的肿瘤宽径与病理标本最接近，为临床靶区勾画提供了可靠依据。但PET-CT相对昂贵，在临床上并不常用于直肠癌术前放疗模拟定位，尤其对直肠癌的分期和诊断价值有限，而未在NCCN指南中推荐。

2、MRI

MRI是目前直肠癌诊断和分期中最常用的影像检查方法。但有关基于MRI序列影像勾画GTV的精确性，及其与病理标本差异研究目前尚缺乏报道。Regini等人比较两名不同观察者在T2加权（T2W MRI）和弥散加权MRI（DWI）图像上描绘的直肠肿瘤总目标体积（GTV），并评估DWI是否改善了一致性，结果发现DWI能够更加清楚的区分正常组织和肿瘤组织，基于DWI序列勾画的靶区体积较小，但DWI和T2序列一致性无明显差别。

Burbach等人研究了基于MRI的GTV轮廓勾画，发现不同参数MRI之间具有很好的一致性，与T2序列相比，DWI上划定的体积较小，但一致性较好，并认为只要有足够的经验并且消除了几何变形，DWI就会显示出巨大的潜力。然而，由于缺乏病理金标准，仍然难以确定勾画的轮廓是否代表真正的肿瘤范围。因此，根据术前影像MRI 和/或CT 来定义GTV，其精确性还有待验证。

DWI助力新辅助治疗疗效评价

NCRT治疗疗效目前临床主要依靠手术后病理检查结果进行评估，按照病理标本中残余肿瘤细胞数量与治疗后纤维化程度的相对比例，术后肿瘤退缩分级（tumor regression grade,TRG）。Mandard 等于1994年提出的TRG为：

术后肿瘤退缩分级

1级：pCR无残余肿瘤细胞 肠管壁的各层完全由纤维化组织替代；

2 级：在广泛的纤维化组织中找到极少量的残存肿瘤细胞；

3级：纤维化组织仍占主导，但有一定数量的残存肿瘤细胞；

4级：大部分为残存肿瘤细胞；

5级：完全为活跃性肿瘤细胞。

术后TRG虽然能有效预测患者的预后，但却受到病理标本采样错误以及检查结果差异性的限制，也限制了个性化手术方案的制定。

1、DWI对NCRT治疗预后预测更准确

基于临床获益情况以及检查相关费用的成本效益，利用影像检查来评估肿瘤的转归情况在临床应用和研究中仍占据主导地位。有研究表明，利用DWI测定体积缩小分数鉴别NCRT治疗后是否达到pCR的能力优于常规T2WI。以肿瘤体积缩小分数达86.8%为界值，其区分pCR与未pCR的患者的敏感度和特异度分别高达91.4%、80%。Curvo-Semedo等的研究结果也支持上述观点，DWI上显示的NCRT治疗后的肿瘤体积大小、体积缩小分数对于区分患者是否达到完全缓解的能力均高于T2WI。Kim等研究认为基于DWI上测得的NCRT治疗早期第2周时体积缩小率更有助于预测患者的预后。

此外，弥散加权成像（DWI）作为一种功能磁共振成像技术，可以通过计算表观扩散系数（ADC）值进行量化研究，从而间接揭示生物组织的微观结构及病理改变，可能对反映直肠癌不同病理特征有一定帮助。

2、NCRT治疗后ADC增加量高患者预后更好

目前，国外较多临床研究发现直肠癌NCRT治疗前后ADC值及其改变与肿瘤转归存在一定的联系。Jacobs 等研究发现，治疗转归较好的患者（Mandard 1~2 级）其NCRT治疗前ADC值更低，NCRT治疗第3周、NCRT治疗结束后第4周，其ADC值更高。有研究者认为，NCRT治疗前ADC值更高的肿瘤，其内部可能已存在部分液化坏死灶，从而引发低氧分压介导的放化疗抵抗，导致预后不佳。Barbaro等发现NCRT治疗前平均ADC值低于1.0×10-3 mm2/s（b=1 000 s/mm2）可能预示不良预后，而预后较好组的ADC值增加的百分数仍然很高。

另外一些国外研究的结果显示，NCRT治疗过程中及NCRT治疗后ADC值的增加量均能够很好地预测患者的转归。Kim等研究显示pCR组治疗后的ADC值以及治疗前后的ADC值增加率均高于非pCR组。而 Monguzzi 等研究发现，有效组治疗后的ADC值及ADC值的增加量均高于无效组，以NCRT治疗后ADC值1.294×10-3 mm2/s（b=1 000 s/mm2）为界值，其敏感度和特异度分别为86.4%、66.7%，以ADC值增加率为50%为界值，其敏感度和特异度为81.8%、66.7%。

专 家 点 评

局部进展期直肠癌新辅助放化疗后行直肠系膜全切术是标准治疗方案。因此，放疗是局部进展期直肠癌患者治疗的重要组成部分。三维适形及调强放疗作为一种精确放疗技术，目前已普遍应用于直肠癌的临床治疗，精确的靶区勾画是直肠癌三维适形放疗的关键环节，也是精确放疗的基础。

目前，多应用CT机定位并依据CT图像进行靶区勾画，但相关研究显示基于CT图像勾画的肿瘤靶区，其准确性仅35~75%左右，很显然这会影响治疗的准确性乃至放疗疗效。

利用影像检查来确定病变范围及评估肿瘤的转归情况在临床应用和研究中仍占据主导地位，并且正从形态学向功能影像方向发展，扩散加权成像（DWI）是目前唯一的能无创观察活体组织内部水分子扩散运动的成像方法，具有类PET功能，可反映组织结构和细胞密度等生物代谢方面信息，从而判断肿瘤组织生物活性，与肿瘤病变范围密切相关，并可观察放疗前后ADC值的变化评价放疗疗效，指导预后，为临床提供有价值信息。

高超教授简介

河北医科大学第四医院腹盆放疗病区 副主任

教授/主任医师/博士研究生导师

美国MD安德森癌症中心 访问学者

河北省三三三人才

河北省数理医学会放射治疗专业委员会候任主委

河北省临床医学工程学会放疗物理技术工程专委会副主任委员

河北省肿瘤防治联合会脑转移癌专业委员会常委

河北省医学会放射肿瘤学青年学组副组长

北京肿瘤防治研究会放疗专业委员会常委

石家庄市医学会放射肿瘤学专业委员会常委

河北省肿瘤联合会放疗专业委员会委员

河北省生物医学工程学会免疫细胞治疗专业委员会委员

河北省劳动能力鉴定委员会鉴定专家

河北省/山东省科技进步奖评审专家

参考文献（向上滑动查看）：

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