PET / CT 檢查在骨與軟組織惡性腫瘤診斷中敏感性的評價

艾克熱木江·木合熱木 楊勇昆 單華超 李遠 牛曉輝

作者單位：100035 北京積水潭醫(yī)院骨腫瘤科

PET / CT 能同時反映身體組織器官的解剖結構及其組織代謝水平[1-8]，其應用價值在多種常見腫瘤的臨床實踐中得到了體現(xiàn)[9-15]，但是因為骨與軟組織腫瘤發(fā)病率低，尚無大樣本病例研究評價 PET /CT 在骨與軟組織腫瘤診斷中的意義[16-17]。本研究基于我科影像數(shù)據(jù)庫對此問題進行了探討。

資料與方法

一、納入與排除標準

1. 納入標準：按照 2013 年 WHO 推薦的腫瘤分型系統(tǒng)標準有原發(fā)性骨腫瘤或軟組織腫瘤的患者，在我科影像學系統(tǒng)有完整的 PET / CT 檢查結果及明確的病理診斷結果。

2. 排除標準：從其它組織器官的原發(fā)部位轉移到肌肉骨骼系統(tǒng)的腫瘤的患者，無完整 PET / CT 和病理學診斷數(shù)據(jù)的患者。

本研究回顧性地分析了在我科接受治療的，有完整 PET / CT 檢查結果與病理學確診診斷的骨源性惡性腫瘤的患者的病歷資料。所納入的患者骨腫瘤的分類根據(jù) 2013 年 WHO 推薦的腫瘤分型系統(tǒng)進行。

二、數(shù)據(jù)記錄

FDG PET / CT 檢查：本研究主要設備是德國西門子公司生產(chǎn)的 PET / CT 掃描儀，示蹤劑為純度高于 95% 的 18F-FDG。所有的患者在檢查前禁食 6 h，檢測到血糖濃度低于 8.0 mmol / L 時注射示蹤劑，如果血糖高于此值則給胰島素降低血糖后再行檢查。根據(jù)體重 7.5 mci / kg 18F-FDG 示蹤劑通過靜脈注入患者體內(nèi)。注入示蹤劑后患者在安靜環(huán)境下平臥 60 min，膀胱排空后從盧底道膝關節(jié)水平行PET 發(fā)射和和 CT 平掃檢查。當懷疑膝以下可能有腫瘤時掃描范圍擴大至足底。

檢查結果的閱覽和評估由 2 位熟悉患者病理檢查之外所有信息的核醫(yī)學醫(yī)師共同完成。對攝取增高的部位建立感興趣的區(qū)域 ( rigion of interest，ROI )，并測量該區(qū)域病變灶的標準攝取值 ( SUV 值 )。SUV值的計算方法是利用了以下公式：SUV＝組織中放射性攝取濃度 [ Bq / g ] / ( 藥物注射劑量 [ Bq ] / 患者體重[ g ] )。在一個感興趣區(qū)域內(nèi)最高的 SUV 值即為該腫瘤灶的 SUVmax 值 ( 圖 1 )。

病理分析：穿刺活檢，切開活檢或術中腫瘤切除的大體標本被送到我院病理科，由經(jīng)驗豐富的病理科醫(yī)生進行評估，當一個標本診斷不清楚時還送到北京協(xié)和醫(yī)院，北京大學人民醫(yī)院，北京友誼醫(yī)院，解放軍總醫(yī)院等單位會診后決定最后診斷。病理科醫(yī)生接到病理標本時能看到患者所有的病史資料。

三、統(tǒng)計學處理

數(shù)據(jù)采用 SPSS 24.0 統(tǒng)計軟件 ( Chicago Illinoi，USA ) 分析。鑒于在以往的研究中多以 SUVmax ≥2.5 作為區(qū)分腫瘤良惡性的臨界值[2-4,17]，本研究在計算 PET / CT 診斷的敏感性時也利用了 SUVmax＝2.5作為臨界值，當腫瘤灶 SUVmax ≥ 2.5 時認為 PET /CT 檢查結果為陽性，當腫瘤灶 SUVmax 值低于 2.5時認為 PET / CT 結果為陰性。利用獨立樣本t檢驗進行了不同級別惡性骨腫瘤的 SUVmax 值的比較，利用 ROC 曲線分析評價 PET / CT 檢查對不同級別骨源性惡性腫瘤的鑒別能力，并在不同 SUVmax 臨界值下對高低級別骨源性惡性腫瘤診斷的敏感度和滿意度。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

圖1 一位股骨遠段骨肉瘤患者水平面和冠狀面上 PET，CT 與PET / CT 融合后的圖形，病灶的 SUVmax 值為 23.0。PET / CT 能直觀地顯示骨源性惡性腫瘤的侵襲范圍Fig.1 PET, CT and PET / CT images showed the osteosarcoma located in the distal femoral bone, SUVmax = 23.0

結 果

一、骨源性惡性腫瘤

本研究有完整 PET / CT 和病理學診斷的骨源性惡性腫瘤患者有 127 例，有明確病理學診斷及 PET /CT 檢查值得腫瘤灶 177 處，其中骨肉瘤 73 處，平均 SUVmax 值 ( 8.0±6.0 ) ( 范圍 1.5～30.2 )；軟骨肉瘤 54 處，平均 SUVmax 值 ( 7.0±4.8 ) ( 范圍 0～26.5 )；尤文肉瘤 42 處，平均 SUVmax 值 ( 6.1±2.9 )( 范圍 2～15 )；脊索瘤 15 處，平均 SUVmax 值( 3.6±1.9 ) ( 范圍 1.5～8.6 )。

1. PET / CT 對骨源性惡性腫瘤診斷的總體敏感度：PET / CT 對這四種骨源性腫瘤的診斷敏感度分別為 95.7%，98.1%，97.6%，90.9% ( 表 1，圖 2 )。絕大多數(shù)骨源性惡性腫瘤的 SUVmax 值在 2.5 以上水平。在四種骨源性惡性腫瘤平均 SUVmax 之間，骨肉瘤的 SUVmax 值顯著高于脊索瘤 SUVmax 值，其它腫瘤 SUVmax 值差異無統(tǒng)計學意義。

2. PET / CT 對未經(jīng)治療骨源性惡性腫瘤診斷敏感度：未經(jīng)治療時進行 PET / CT 檢查的患者：考慮到未經(jīng)治療的患者腫瘤灶細胞代謝速度值可能有別于經(jīng)過化學或手術治療后的患者腫瘤細胞，本研究單獨分析了進行 PET / CT 檢查時還沒有接受過任何手術或化學治療的患者數(shù)據(jù)。納入此研究的患者中，尚未經(jīng)治療時進行 PET / CT 骨腫瘤 83 例，其中骨肉瘤 38 例，平均 SUVmax 值 ( 9.6±6.2 ) ( 范圍 2.5～30.2 )；軟骨肉瘤 26 例，平均 SUVmax 值( 6.4±3.8 ) ( 范圍 0～26.5 )；尤文肉瘤 13 例，平均 SUVmax 值 ( 7.1±3.4 ) ( 范圍 2.6～15 )；脊索瘤6 例，平均 SUVmax 值 ( 4.6±2.2 ) ( 2.6～8.6 )。PET /CT 檢查正確診斷了除 1 例分化好的軟骨肉瘤患者之外所有的骨腫瘤患者 ( 表 2 )。除 1 例軟骨肉瘤外，其它腫瘤灶 SUVmax 值都大于臨界值。

表1 納入本研究所有骨源性惡性腫瘤灶的 SUVmax 值分布情況Tab.1 Distribution of SUVmax value of all the osseous sarcoma lesions

圖2 不同類型骨源性惡性腫瘤的平均 SUVmax 值Fig.2 SUVmax value of different osseous lesions

二、軟組織肉瘤

納入本研究軟組織肉瘤共 164 例，有確切病理學診斷及 PET / CT 檢查結果的軟組織肉瘤腫瘤灶有249 處。在不同類型的軟組織源性惡性腫瘤間進行兩兩比較，未分化多形性惡性腫瘤 SUVmax 值顯著高于滑膜肉瘤 (P＜0.001 )，脂肪肉瘤 (P＜0.001 )，腺泡狀細胞肉瘤 (P＜0.001 )，橫紋肌肉瘤 (P＝0.001 )，梭形細胞肉瘤 (P＜0.001 )；梭形細胞肉瘤SUVmax 值顯著高于脂肪肉瘤 (P＝0.036 ) 和腺泡狀細胞肉瘤 (P＝0.034 )；小細胞惡性腫瘤 SUVmax 值顯著高于脂肪肉瘤 (P＝0.001 )，腺泡狀細胞肉瘤 (P＝0.001 )，滑膜肉瘤 (P＝0.032 )，和橫紋肌肉瘤 (P＝0.039 )?；と饬?SUVmax 值顯著高于脂肪肉瘤 (P＝0.046 ) ( 圖 3 )。

1. PET / CT 診斷軟組織肉瘤總體敏感度：納入本研究軟組織肉瘤腫瘤灶 249 處，其中滑膜肉瘤58 處，平均 SUVmax 值 ( 5.7±3.3 ) ( 范圍 1.2～15 )；梭形細胞肉瘤 47 處，平均 SUVmax 值 ( 5.8±4.1 )( 范圍 1.5～23.4 )；未分化多形性惡性腫瘤 38 處，平均 SUVmax 值 ( 9.5±5.6 ) ( 范圍 2.3～32.1 )；脂肪肉瘤 20 處，平均 SUVmax 值 ( 3.6±1.8 ) ( 范圍 1.3～20.0 )；小細胞惡性腫瘤 19 處，平均 SUVmax 值( 3.6±1.8 ) ( 范圍 1.3～7.8 )；腺泡狀軟組織肉瘤28 處，平均 SUVmax 值 ( 3.8±1.8 ) ( 范圍 1.6～10.4 )；平滑肌肉瘤 12 處，平均 SUVmax 值 ( 6.9±3.8 ) ( 范圍 3.5～17.6 )；橫紋肌肉瘤 7 處，平均SUVmax 值 ( 4.3±1.8 ) ( 范圍 1.5～6.7 )，其它間葉性惡性腫瘤 23 處，平均 SUVmax 值 ( 6.7±3.9 ) ( 范圍1.7～19.4 )。PET / CT 對這九種軟組織肉瘤診斷敏感度分別為 89.7%，97.9%，97.4%，60.0%，100%，82.1%，100%，85.7%，91.3%。PET / CT 對所有軟組織肉瘤診斷的整體敏感度為 91.2% ( 表 3 )。

表2 未經(jīng)治療的骨腫瘤 SUVmax 值分布情況Tab.2 SUVmax of osseous sarcomas without chemotherapy

圖3 納入研究不同種類的軟組織肉瘤腫瘤平均 SUVmax 值分布情況Fig.3 Distribution of the mean SUVmax value of different soft tissue sarcoma lesions

2. 未經(jīng)治療的軟組織肉瘤的診斷敏感度：未經(jīng)治療的軟組織腫瘤有 98 例，其中滑膜肉瘤 18 例，平均 SUVmax 值 ( 6.1±2.7 ) ( 范圍 1.2～10.6 )；梭形細胞肉瘤 11 例，平均 SUVmax 值 ( 8.1±6.0 ) ( 范圍 2.9～23.4 )；未分化多形性惡性腫瘤 28 例，平均 SUVmax 值 ( 10.7±5.9 ) ( 范圍 2.9～32.1 )；脂肪肉瘤 6 例，平均 SUVmax 值 ( 2.0±0.7 ) ( 范圍 1.3～4.0 )；小細胞惡性腫瘤 8 例，平均 SUVmax 值 ( 8.5±5.3 ) ( 范圍 3.6～20.0 )；腺泡狀軟組織肉瘤 10 例，平均 SUVmax 值 ( 4.2±1.5 ) ( 范圍 1.6～7.1 )；平滑肌肉瘤 5 例，平均 SUVmax 值 ( 6.4±1.7 ) ( 范圍 3.5～12.2 )；橫紋肌肉瘤 4 例，平均 SUVmax 值 ( 4.6±1.7 ) ( 范圍 2.8～6.7 )；其它間葉性惡性腫瘤 8 例，平均 SUVmax 值 ( 8.1±4.3 ) ( 范圍 4.1～17.0 )。PET /CT 檢查正確診斷除 1 例滑膜肉瘤和 3 例脂肪肉瘤之外的，所有的原發(fā)性軟組織肉瘤腫瘤 ( 表 4 )。

表4 未經(jīng)治療的軟組織肉瘤 SUVmax 值分布情況Tab.4 SUVmax of soft tissue sarcomas without chemotherapy

討 論

雖然隨著計算機輔助成像技術的快速發(fā)展，多種惡性腫瘤的無創(chuàng)診斷準確率日趨提高，運動系統(tǒng)腫瘤的惡性程度的無創(chuàng)判斷仍然是外科醫(yī)生棘手的問題。雖然傳統(tǒng)的檢查方法這些檢查方法通過顯示一些惡性腫瘤特有的變化而協(xié)助診斷[18]，但是它們只能顯示腫瘤形態(tài)，無法測量該病變處組織細胞的代謝速度，而這種代謝活動的評價在腫瘤性質的判斷方面能起重要的作用。

從 2003 年開始，一種在同一種機器上同時進行顯示 PET 與 CT 檢查的設備開始進入世界各大醫(yī)學中心。PET / CT 能結合 PET 與 CT 檢查的數(shù)據(jù)，在展現(xiàn)一個器官解剖學形狀變化的同時，通過 SUV 值半定量顯示其中細胞活性。在過去的十余年來，PET /CT 在多種腫瘤的診斷與治療中發(fā)揮了重要作用，并被證明是多種腫瘤良惡性診斷，患者預后預測等方面目前最好的影像學檢查方法之一[19-22]。但是，雖然有一些研究評價了根據(jù) PET / CT 檢查中 SUV 值來判斷骨腫瘤的性質，化療的有效性以及患者的長期預后[23-25]，但是由于骨腫瘤發(fā)病率低，這些研究中所包含的患者數(shù)量都很少，患者選擇偏倚較大，很難得出可靠的分析結果指導臨床實踐。

本研究通過計算在我科接受治療的具有完整PET / CT 檢查以及病理學資料的患者的 PET / CT 檢查 SUVmax 值與其臨床病理診斷的吻合率，評價PET / CT 技術在骨腫瘤診斷中的敏感性。本研究結果提示，骨源性惡性腫瘤的 SUVmax 值廣泛分布在0～35 的廣泛取值范圍內(nèi)，而大多數(shù)骨源性惡性腫瘤患者的 PET / CT 檢查 SUVmax 值集中在 2.5～11.5。以目前廣泛應用的 SUVmax＝2.5 作為臨界值，各類骨腫瘤的診斷敏感度均在 95.0% 以上，其中未經(jīng)治療的骨源性惡性腫瘤患者 PET / CT 檢查診斷敏感度達到 98.8%。提示 PET / CT 是一種在骨源性惡性腫瘤診斷中敏感度影像學檢查方法。

軟組織肉瘤種類繁多而每種腫瘤發(fā)病率極低。間葉來源的惡性腫瘤占所有成人惡性腫瘤的 1%以及兒童惡性腫瘤的 6%[26]。在歐洲，每年約有28 000 例新增的軟組織肉瘤患者[27]。在美國，每年有 4870 例 ( 男 2600 例、女 2270 例 ) 死于軟組織肉瘤[28]，雖然軟組織肉瘤可見于任何年齡組，但是在兒童患者約 6% 的惡性腫瘤是軟組織肉瘤，因此，軟組織肉瘤是繼神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤之后列第二位最常見的兒童實體腫瘤以及第五位最常見的兒童因惡性腫瘤死亡的原因[29]。在影像學檢查協(xié)助診斷軟組織肉瘤方面，一般先利用普通平片和超聲檢查排除骨源性腫瘤可能，再進行高分辨率的 CT 和 MRI 進一步確認診斷，其中 MRI 的軟組織肉瘤解剖學形態(tài)較CT 提供更詳細精確的數(shù)據(jù)。MRI 診斷軟組織肉瘤主要靠觀察期體積，周圍術中情況，血管和神經(jīng)侵入，與周圍組織邊界是否清楚以及是否存在侵蝕周圍組織等情況綜合評定。雖然軟組織肉瘤經(jīng)過這些傳統(tǒng)影像學檢查基本能得到明確的診斷，大多數(shù)情況下還是需要依靠病理組織學檢查確診。因為軟組織肉瘤組織細胞的生物代謝活動強度一般較正常細胞強，在半定量檢測細胞代謝活動為基礎對腫瘤進行診斷的 PET / CT 檢查應該能對軟組織肉瘤的診斷起到一定的作用[30]。但是由于軟組織肉瘤種類多，每種軟組織肉瘤的生物學活動強度之間也有顯著差異，因此 PET / CT 診斷不同種類的軟組織肉瘤診斷準確率可能有所不同。

本研究從 164 例軟組織肉瘤 249 處軟組織肉瘤的分析表明，本研究人群 PET / CT 檢查軟組織肉瘤腫瘤灶的 SUVmax 值分布在 0～35 的區(qū)域內(nèi)。其中，多數(shù)腫瘤灶的 SUVmax 值在 0～12.4 之間，而 59.04% 的患者 SUVmax 值在 2.5～6.4 之間。具體的數(shù)據(jù)分析結果提示，PET / CT 檢查在診斷軟組織肉瘤方面敏感度為 91.2%，其中在判斷未經(jīng)治療的軟組織肉瘤方面，PET / CT 的診斷敏感度達到了94.9%。按照腫瘤類型分析 PET / CT 能敏感地鑒別橫紋肌肉瘤，平滑肌肉瘤，未分化多形性肉瘤，間葉性惡性腫瘤，梭形細胞肉瘤等多數(shù)軟組織肉瘤類型，但是在脂肪肉瘤的診斷方面其敏感度較低。這可能提示脂肪細胞惡變后其糖代謝速率常不會明顯增高?？紤]到本次分析的脂肪肉瘤腫瘤灶較少，而且大部分是經(jīng)過手術治療后復發(fā)的或發(fā)生轉移的腫瘤灶表現(xiàn)出來的 SUVmax 值，因此對于這類腫瘤需繼續(xù)擴大樣本量，盡量減少抽樣誤差后再行統(tǒng)計分析，確保其結果的可靠性。

本研究通過回顧性分析該數(shù)據(jù)庫中原發(fā)性骨與軟組織源性腫瘤患者的病史資料，評價 PET / CT 檢查在骨腫瘤患者診斷與治療中的價值。作為目前病例數(shù)最大的 PET / CT 在骨腫瘤的應用相關的研究，其結果為 PET / CT 技術用于骨與軟組織腫瘤患者診斷和治療提供較可靠的依據(jù)?？紤]到因為檢查費用昂貴，目前絕大多數(shù) PET / CT 在骨腫瘤診斷敏感度方面的研究在歐美發(fā)達國家高加索人身上，本研究作為分析來自于東亞人數(shù)據(jù)的研究，為我國和周邊國家骨腫瘤患者利用 PET / CT 診斷骨源性惡性腫瘤方面有較大的指導意義。

本研究在確定 PET / CT 診斷價值方面提供有價值的一手資料的同時，也存在一定的缺點。其回顧性研究的性質影響其提供的證據(jù)的可靠性，更多包含較大患者數(shù)據(jù)的前瞻性臨床研究能提供更可靠的研究數(shù)據(jù)以指導臨床實踐。再者由于本數(shù)據(jù)庫絕大多數(shù) PET / CT 數(shù)據(jù)是惡性骨與軟組織腫瘤相關的數(shù)據(jù)，而缺乏良性骨病變的 PET / CT 檢查數(shù)據(jù)，而且部分骨腫瘤單病種病例數(shù)較少，尚需要通過多中心聯(lián)合研究或延長研究時間的方式增加樣本量，提供包括更多患者的，為以后的臨床實踐提供可靠依據(jù)。

結論：本研究結果提示，PET / CT 在診斷骨與軟組織肉瘤方面有較高的敏感度，尤其在診斷未經(jīng)治療的骨與軟組織肉瘤方面，其診斷敏感度接近100%。