磁共振成像定量分析可切除性食管鳞癌T2*值与不同分期之间的关系

姚鑫林，吴建波，刘洪涛，池雷霆

(成都天府新区人民医院影像科，四川 成都 610000)

食管癌的发病率和死亡率近年来居高不下，整体5年生存率约15%～20%[1]。早期食管癌患者临床症状不明显，70%～80%患者就医时已是中、晚期[2]。相关文献[3，4]报道：Tis及T1a期病变且无淋巴结转移者是根治性手术治疗适应证，其5年生存率高达83.9%；T2期病变首选手术治疗，术后是否行辅助性放化疗尚存在争议；对于中/晚期肿瘤，术前化疗联合手术的模式是最佳治疗方案。因此，对食管癌进行早期诊断及治疗前准确分期，对制定个体化治疗方案至关重要。GRE-T2*WI序列是相对较新的MR新技术，其对磁场的均一性要求较高，能提高微小病变的检出率。此外，T2*值还能间接反映生物体组织内生化成分的变化，如不同氧合状态下血管内及其周围组织内血红蛋白的含量[5]。本研究对食管鳞癌患者进行GRE-T2*WI术前扫描，目的在于探讨T2*值对于可切除性食管鳞癌不同T分期的意义。

1 资料和方法

1.1 一般资料收集本省某三甲医院2017年9月至2019年3月经内窥镜检查并经病检证实为食管鳞状细胞癌(ESCC)的患者65例，男41例，女24例，年龄48～78岁，平均年龄63.4岁。纳入标准：①患者没有MR检查的禁忌证且能屏住呼吸配合完成检查；②在行MR检查前没有接受过任何肿瘤相关治疗；③无手术禁忌证，且即将行食管癌手术切除；④所得患者MR图像质量好，能放置感兴趣区。排除标准：①患者在扫描时不能屏住呼吸配合完成检查；②由于手术禁忌证无法行肿瘤切除；③肿瘤组织太小不能放置感兴趣区。随机化选择25例身体健康志愿者作为对照组，男16例，女9例，年龄49～73岁，纳入标准为：志愿者没有食管相关疾病，没有其他恶性肿瘤病史，且与ESCC患者来自同一地区。所有ESCC患者及身体健康志愿者均行胸部MR常规序列及GRE T2*WI序列扫描，ESCC患者在MR检查后一周内行食管肿瘤切除及区域淋巴结清扫术，并且将手术切除肿瘤组织立即送病理科检验。TNM分期以2010年美国癌症联合委员会(AJCC)制定的修订版TNM系统为食管癌分期参考标准[1]，以术后病理分期为准，相应的分期标准及患者分布见表1。

1.2 扫描参数与方法每个参与者行MR扫描前需禁食、禁水7～8小时。检查使用GE 3.0 TMR扫描系统，外加呼吸门控及心电门控。使用快速自旋回波序列FSE T2WI、GRE-T2*WI序列及T1WI增强进行横轴位(AX)扫描。使用15 ml钆喷酸葡胺注射液作为增强造影剂。造影剂总用量按照0.2 ml/kg体重推算，以2.5 ml/s速率使用高压注射器进行注射。GRE T2*WI需在屏气下进行扫描。扫描参数见表2。

表1 相应的分期标准及患者分布

表2 扫描参数

1.3 测量与分析T2*值首先，分析Ax T1WI增强图像，鉴别ESCC的出血、坏死区域。随后，由GRE-T2*WI扫描所得图像经后处理工作站重建T2*图，正常食管壁及ESCC的T2*值由生成T2*图后所测得。测量ESCC T2*值时，选择肿瘤组织较明显的层面，分别放置6个感兴趣区域 (region of interest，ROI)在同一病灶，每一个ROI面积约8～40 mm2。放置ROI的区域要尽量避开出血、坏死病灶。当肿瘤体积太小时，则在放大的图像上放置尽可能大的ROI。6个ROI所对应的T2*值的平均值即为每个ESCC患者肿瘤组织的T2*代表值，此值将被纳入数据分析。通过类似的方式获得健康志愿者食管壁的T2*代表值，不同的是测量健康志愿者食管壁T2*值时，须在放大的图像上，所选取的ROI约为 4～10 mm2。

1.4 统计学方法运用SPSS 13.0 统计学软件进行数据分析。计量数据符合正态分布，以均数±标准差表示，比较采用t检验和方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 T2*测量值最终进入统计分析的65例受检者的食管癌病变在T2*WI均得到清晰、完整的显示，且图像质量良好(如图1a、b、c)。

图1 食管鳞癌患者T2*WI图像 a：T1期；b：T2期；c：T3期

2.2 不同分期T2*值之间的比较正常食管壁及ESCC的平均T2*值分别为(17.32 ± 2.88)ms、(24.32 ± 6.02)ms，差异有统计学意义(t=5.56，P<0.05)。ESCC T1期的T2*值为(17.78 ± 2.99)ms、T2期的T2*值为(23.51 ± 2.95)ms、T3期的T2*值为(26.72 ± 6.06)ms，方差分析及SNK法作多个样本之间的两两比较结果显示，T2*值可以辅助区分T1与T2期ESCC(P<0.05)；也可以辅助区分T1与T3期ESCC(P<0.05)；但T2与T3期ESCC的平均T2*值差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

随着MR新技术的发展，如快速扫描技术、呼吸门控、心电门控和使用表面线圈，使得MRI对ESCC进行T分期的临床诊断效能有了显著提高。其中，多回波GRE-T2*WI序列对主磁场的均一性要求较高，故主磁场的不均匀性及组织本身所致的横向磁化矢量的衰减，可以通过一个量化的指标T2*值反映出来，所以T2*值可以用来定量评价组织和器官的生理或病理状态[6]。与CT及EUS相比，GRE-T2*WI序列既可以通过形态学成像，又可以进行T2*值测量定量反映组织器官生化成分的改变[5]。目前，临床上该技术已经被应用于评估多种肿瘤组织的氧化水平，如肝细胞癌、肾癌等[7，8]。目前，仍未有文献报道过GRE-T2*WI技术被用于评估ESCC的氧化水平，本研究用该技术测量分析ESCC不同T分期的T2*值，为今后临床应用T2*值诊断、分期食管癌提供依据。

本研究发现，从正常食管壁到T1期、T2期到T3期食管鳞状细胞癌的T2*平均值表现出增加的趋势。这一发现的潜在机制可能是不同分期的食管鳞状细胞癌组织的血氧水平不同所致。相关文献[9]报道，新生血管生成、丰富的氧气和营养供应在肿瘤的发生、发展及转移中扮演着至关重要的角色。环氧合酶-2(COX-2)蛋白在食管癌组织中表达呈强阳性，而微血管密度在COX-2表达阳性的食管癌组织中可能会明显高于COX-2表达阴性的组织，且随着肿瘤浸润深度的增加(原位癌→肿瘤侵犯粘膜及粘膜下层→肿瘤侵犯浅肌层→肿瘤侵犯深肌层)呈递增的趋势。血管密度的增加会导致血流量和血氧含量的增加，相反，脱氧血红蛋白含量水平下降，导致局部磁场减少，T2*值随着肿瘤T分期级别的增加而增加[10]。

然而，由于部分T2期与T3期食管鳞状细胞癌组织的T2*值所在范围重叠，致使两者之间的差异没有统计学意义。其原因在于，随着食管鳞状细胞癌T2期到T3期的进展，恶性肿瘤细胞的快速增值及异常血流动力学的改变可以显著增加肿瘤细胞的耗氧量，从而导致肿瘤细胞乏氧。从而导致脱氧血红蛋白含量变化所致的效应不明显，即脱氧血红蛋白的含量在食管鳞状细胞癌T2期与T3期的变化没有意义。

本研究存在的局限性：首先，MRI扫描期间难免受到呼吸及心搏伪影干扰，而且数据测量所放置感兴趣区域的位置、形状和大小均有可能会影响结果；其次，本研究所采样本量较小；再者，多回波GRE-T2*WI参数的设置也可能对测量结果造成影响。

综上所述，本研究应用MRI多回波GRE-T2*WI测得的正常食管壁与ESCC的T2*平均值之间存在差异，并发现T2*值可以作为辅助肿瘤术前T分期的一个量化指标，并有助于为患者的治疗方案做决策。