18F?FDG PET/MR與PET/CT在顱內(nèi)腫瘤診斷中的初步對(duì)比研究

王佳，許遠(yuǎn)帆，宮健，李德鵬，張曉宏△

顱內(nèi)腫瘤是神經(jīng)外科常見疾病，分原發(fā)性和繼發(fā)性兩大類。原發(fā)性腫瘤可發(fā)生于腦膜、腦神經(jīng)、血管、垂體及殘余胚胎組織等各類腦組織；繼發(fā)性腫瘤是指身體其他部位的惡性腫瘤轉(zhuǎn)移或侵入顱內(nèi)形成的腫瘤［1］。腦腫瘤早期診斷準(zhǔn)確性是影響患者生存率的重要因素，而51%的腦腫瘤診斷依賴于影像學(xué)［2］。18F?脫氧葡萄糖（FDG）?PET/CT 在惡性腫瘤中的應(yīng)用已得到臨床廣泛認(rèn)可，其在腫瘤檢測(cè)、分期及療效評(píng)價(jià)方面起著重要作用［3?6］。但是，18F?FDG在腦腫瘤與腦實(shí)質(zhì)中攝取差異較低［7］，易出現(xiàn)假陰性。MRI 具有較高的軟組織分辨率，能清晰顯示腦灰白質(zhì)信號(hào)差異，并可以多方位、多參數(shù)成像，加上近年來快速發(fā)展的功能成像技術(shù)，可以提供更多診斷信息，已經(jīng)被確立為腦腫瘤影像診斷的金標(biāo)準(zhǔn)［8］。而PET 是以生物示蹤技術(shù)為基礎(chǔ)的功能成像，兩者聯(lián)合能更多地獲得腦腫瘤的各種信息。一體化PET/MR 實(shí)現(xiàn)了PET與MR真正的生理同步，且保留了兩者獨(dú)立的診斷功能，對(duì)顱腦病灶的診斷有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)［9?10］。本研究對(duì)32例懷疑顱內(nèi)腫瘤的患者行全身PET/CT 顯像及顱腦局部PET/MR 顯像，并通過后期取得的病理及臨床隨訪結(jié)果進(jìn)行分析，比較兩者檢出病灶數(shù)量及對(duì)臨床分期、預(yù)后評(píng)估的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集杭州全景醫(yī)學(xué)影像診斷中心2017 年4月—2018 年11 月32 例懷疑顱內(nèi)腫瘤的病例，男18 例，女14例，年齡13～79 歲，平均（31.25±14.95）歲。均在同日分別接受18F?FDG PET/CT 全身顯像及PET/MR 顱腦局部顯像檢查。所有病例均在檢查前知悉檢查流程及注意事項(xiàng)，簽署知情同意書。

1.2 檢查設(shè)備和方法 首先進(jìn)行PET/CT 檢查。采用美國(guó)GE 公司Discovery 710 PET/CT 設(shè)備（CT 探測(cè)器為64 排）。檢查前要求患者禁食6 h以上且血糖7.8 mmol/L 以下。示蹤劑采用浙江安迪科正電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的18F?FDG，患者經(jīng)肘靜脈按3.7 MBq/kg注射18F?FDG，休息40 min后，取仰臥位行全身CT平掃及顱腦軸掃，掃描范圍自顱頂至股骨中段。掃描參數(shù)：管電壓120 kV、管電流120 mA，掃描層厚3.75 mm、層間距3.75 mm、螺距0.984，重建層厚1.25 mm，PET成像每床位3 min；然后通過3D模式采集PET影像。

PET/MR 檢查在PET/CT 掃描后進(jìn)行，與全身PET/CT 掃描時(shí)間間隔（16.39±3.38）min。采用美國(guó) GE 公司一體化SIGNA PET/MR（3.0 T）設(shè)備，行顱腦局部成像，患者取仰臥位，掃描范圍自顱頂至顱底。MR序列包括：橫斷面快速自旋回波序列（FSE）T1WI，重復(fù)時(shí)間（repetitiontime，TR）550 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）17 ms；快速反轉(zhuǎn)快速自旋回波（fast recovery fast spin?echo，F(xiàn)RFSE）T2WI，液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）序列，TR 9 000 ms，TE 87 ms；擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI），b值分別取0、1 000 s/mm2。層厚6.0 mm，層間距1.0 mm，視野（FOV）260 mm×260 mm。矢狀面T2FRFSE，層厚6.0 mm，層間距1.0 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm。檢查時(shí)間約6 min。隨后通過3D模式采集PET影像。

1.3 圖像處理 2 臺(tái)設(shè)備PET 圖像重建方法均為有序子集最大期望值迭代法（ordered subset expectation maximum，OSEM），采用時(shí)間飛躍法（time of flight，TOF）圖像重建及點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（point spread function，PSF）校正，子集數(shù)、迭代次數(shù)及濾波半高寬等重建參數(shù)保持一致。圖像測(cè)量及興趣區(qū)勾畫在GE工作站（AW Workstation 4.6）上進(jìn)行。

1.4 影像分析 CT平掃病灶呈類圓形或斑片狀低或稍高密度影，邊界不清，部分病灶周圍伴水腫；有的病灶僅見水腫，病灶輪廓不清晰，F(xiàn)DG 攝取低于或高于正常腦實(shí)質(zhì)。MR 平掃顯示，病灶在T1WI 上呈低信號(hào)，T2WI 上呈高信號(hào)，部分病灶周圍伴水腫，T2?FLAIR 及 DWI 上均為高信號(hào)，F(xiàn)DG 攝取低于或高于正常腦實(shí)質(zhì)。在PET/MR 和PET/CT 影像上分別測(cè)量顱腦病灶的最大徑（以MR影像測(cè)量為準(zhǔn)）、最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUVmax，病灶累及多個(gè)層面時(shí)取平均值），以及正常腦實(shí)質(zhì)的SUVmax（接近但不包括病灶的2 個(gè)層面正常腦實(shí)質(zhì)取平均值），靶區(qū)/本底比值（target/backgroud，T/B），與對(duì)側(cè)腦實(shí)質(zhì)相比，PET 上出現(xiàn)異常放射性濃聚、稀疏或缺損為PET 陽(yáng)性。以CT影像能否觀察到瘤周低密度水腫區(qū)將顱內(nèi)病灶劃分為水腫陽(yáng)性及水腫陰性。以上分析均由2位副主任醫(yī)師及以上的影像科醫(yī)生共同進(jìn)行，結(jié)合CT、MR 及PET 影像特征給出診斷結(jié)果，意見不一致時(shí)經(jīng)第3位高年資醫(yī)師審閱后確定。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 運(yùn)用SPSS 19.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。全身PET/CT 顯像及顱腦局部PET/MR 顯像的SUV 值的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析；對(duì)兩者SUVmax及T/B的一致性比較采用Bland?Altman 分析及t檢驗(yàn)。2 種檢查病灶探測(cè)率的比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理及臨床隨訪結(jié)果 32 例患者的78 個(gè)病灶中62個(gè)（79.49%）經(jīng)后期穿刺或手術(shù)病理獲得證實(shí)，余16 個(gè)（20.51%）在原發(fā)灶病理明確的前提下行放化療3～5個(gè)月后顱腦MR復(fù)查顯示均有縮小，獲得臨床證實(shí)。78個(gè)病灶中76個(gè)病灶為惡性腫瘤，包括膠質(zhì)瘤7例10個(gè)病灶、淋巴瘤3例11個(gè)病灶、腦轉(zhuǎn)移瘤20 例55 個(gè)病灶；腦轉(zhuǎn)移瘤中，肺癌腦轉(zhuǎn)移46 個(gè)病灶，乳腺癌腦轉(zhuǎn)移瘤4 個(gè)病灶，卵巢癌腦轉(zhuǎn)移2 個(gè)病灶，結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移2 個(gè)，惡性黑色素瘤轉(zhuǎn)移1 個(gè)。另外2個(gè)病灶為腦膜瘤和垂體微腺瘤患者各1例，均為良性單發(fā)病灶。

2.2 PET/CT 與PET/MR 檢出率比較及對(duì)臨床策略的影響 相比PET/MR 檢出的78個(gè)病灶，PET/CT 檢出47 個(gè)（60.26%），兩者檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=40.266，P＜0.01）。在PET/CT 檢查陰性的31 個(gè)病灶中，MR 平掃發(fā)現(xiàn)病灶數(shù)為24 個(gè)（77.42%），另7個(gè)（22.58%）病灶由PET/MR檢出。32例患者中僅19例（59.37%）PET/CT 與PET/MR 檢出病灶數(shù)一致，另13 例（40.63%）PET/MR 診斷效能優(yōu)于PET/CT。32例中有4 例（12.50%）PET/CT 顯示為陰性，而顱腦PET/MR顯示均為陽(yáng)性，其中包括肺癌治療后腦轉(zhuǎn)移1 例（3 個(gè)病灶）、乳腺癌治療后腦轉(zhuǎn)移1 例（1 個(gè)病灶）、新發(fā)現(xiàn)腦膠質(zhì)瘤1例（1個(gè)病灶）、新發(fā)現(xiàn)垂體微腺瘤1 例（1 個(gè)病灶）；上述肺癌、乳腺癌治療后腦轉(zhuǎn)移的2 例患者檢出的4 個(gè)病灶均為惡性腫瘤治療后新發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)移瘤，改變了臨床治療策略。

2.2.1 PET/CT 與 PET/MR 圖 像 T/B 值 比 較 PET/MR上見40個(gè)病灶FDG攝取明顯高于腦實(shí)質(zhì)，PET/CT 檢出 37 個(gè)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=3.120，P＞0.05）；病灶的 SUVmax?MR 與 SUVmax?CT 有良好的相關(guān)性（r=0.799，P＜0.05），見圖1。Bland?Altman分析結(jié)果顯示，PET?MR 影像 T/B 值高于PET?CT，均值差為0.21（95%CI：?0.433～0.850），見圖2，兩者測(cè)量的平均值差值一致性界限范圍較窄，95.83%數(shù)據(jù)點(diǎn)位于一致性界限內(nèi)。PET/CT 和PET/MR 圖像T/B 值分別為 1.18±0.55 和 1.21±0.44，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.297，P＞0.05）。另 38 個(gè)病灶在 PET/MR 上見FDG 攝取接近腦實(shí)質(zhì)，而 PET/CT 僅檢出10 個(gè)（χ2=44.335，P＜0.01）。肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的46 個(gè)病灶中，PET/CT 檢出 26 個(gè)，PET/MR 全部檢出，PET/CT 與PET/MR 圖像 T/B 值分別為 1.10±0.48 和 1.20±0.38，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.470，P＜0.05）。Bland?Altman 分析結(jié)果顯示，PET?MR 圖像 T/B 值高于PET/CT，均值差為0.20（95%CI：?0.951～0.562），兩者測(cè)量的平均值差值一致性界限范圍較窄，91.67%數(shù)據(jù)點(diǎn)位于一致性界限內(nèi)，見圖3。

Fig.1 Correlation between PET/CT and PET/MR SUVmax圖1 PET/CT與PET/MR SUVmax相關(guān)性

Fig.2 Bland Altman plot of comparison between T/B?PET/CT and T/B?PET/MR in lesions that both PET/CT and PET/MR detection were positive圖2 PET/CT與PET/MR均為陽(yáng)性的病灶T/B?PET/CT與T/B?PET/MR均值比較Bland?Altman圖

Fig.3 Bland Altman plot of T/B?PET/CT and T/B?PET/MR of brain metastases from lung cancer圖3 肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤病灶的T/B?PET/CT與T/B?PET/MR均值比較Bland?Altman圖

2.2.2 伴瘤周水腫病灶與不伴水腫病灶的PET/CT與PET/MR檢出率比較 病理及隨訪證實(shí)共有36個(gè)病灶周圍伴有不同程度水腫，PET/CT 檢出34 例（94.4%），PET/MR 全部檢出，兩者檢出率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=2.060，P＞0.05）；但其中有3 個(gè)病灶PET/CT僅發(fā)現(xiàn)瘤周水腫，不能確定病灶大小、范圍，而PET/MR 可以清楚顯示病灶大小、范圍，其中包括膠質(zhì)瘤1 個(gè)，肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤2 個(gè)。另42 個(gè)瘤周無(wú)水腫的病灶，PET/CT 僅檢出 13 個(gè)，PET/MR 則全部檢出，檢出率顯著高于PET/CT（χ2=44.290，P＜0.01）。

2.2.3 病灶最大徑＜3.0 cm 組與≥3.0 cm 組PET/CT與PET/MR 病灶檢出率比較 共有62 個(gè)病灶最大徑＜3.0 cm，PET/CT 僅檢出 31 個(gè)，PET/MR 全部檢出，檢出率顯著高于PET/CT（χ2=41.338，P＜0.01）。PET/CT漏檢病灶包括膠質(zhì)瘤3個(gè)，垂體微腺瘤1個(gè)，肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤22 個(gè)，乳腺癌、卵巢癌腦轉(zhuǎn)移瘤各1個(gè)，淋巴瘤3 個(gè)。另16 個(gè)病灶最大徑≥3.0 cm，兩者均全部檢出。

2.2.4 不同病理類型病灶PET/CT 與PET/MR 檢出率比較 PET/CT：78 個(gè)病灶檢出率按病理劃分，膠質(zhì)瘤7/10、顱內(nèi)淋巴瘤8/11、肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤26/46、乳腺癌腦轉(zhuǎn)移瘤1/4、卵巢癌腦轉(zhuǎn)移瘤1/2，結(jié)腸癌腦轉(zhuǎn)移瘤、惡性黑色素腦轉(zhuǎn)移瘤、腦膜瘤全部檢出，垂體微腺瘤未檢出。PET/MR均全部檢出。

2.2.5 PET/CT漏診病灶分析 PET/CT漏診的31個(gè)病灶中，全部為病灶最大徑＜3.0 cm 者，其中28 個(gè)（90.33%）為FDG 攝取未明顯高于腦實(shí)質(zhì)者，29 個(gè)（93.55%）為不伴瘤周水腫者，20個(gè)（64.52%）為來源于肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤者。

3 討論

PET/CT在腫瘤的運(yùn)用已得到臨床廣泛認(rèn)可，尤其對(duì)于腫瘤術(shù)前全身評(píng)估、治療后療效評(píng)估有重要價(jià)值，但對(duì)于顱腦腫瘤的診斷價(jià)值仍有一定的局限性。研究表明，18F?FDG PET/CT 腦腫瘤成像的診斷價(jià)值存在爭(zhēng)議，其敏感度與特異度分別是25%～100%與22%～100%［11］。由于腦組織無(wú)糖原儲(chǔ)備，葡萄糖是腦組織唯一的能量代謝底物，腦細(xì)胞缺乏葡萄糖?6?磷酸酶，這些因素使腦組織成為生理學(xué)高度濃聚18F?FDG的器官，基礎(chǔ)代謝率較高。18F?FDG的攝取程度與腫瘤的組織來源、病理類型、腫瘤活性細(xì)胞所占比例相關(guān)［12］。

本研究中，PET/MR 比 PET/CT 共多發(fā)現(xiàn) 31 個(gè)病灶，分析其原因如下：（1）2臺(tái)設(shè)備存在差別，首先是探測(cè)器不同。本研究中PET/MR 探測(cè)器為硅光電倍增管（SiPM），軸向長(zhǎng)度更長(zhǎng)，系統(tǒng)靈敏度與時(shí)間分辨率更高［13］。其次是衰減校正原理不同。PET/CT能夠直接利用CT 獲取的信息對(duì)PET 發(fā)射的γ 射線衰減進(jìn)行校正，而PET/MR 的圖像衰減校正（MR attenuation correction，MRAC）方法較 PET/CT 復(fù)雜。除了探測(cè)器與衰減校正原理不同之外，示蹤劑生物代謝情況、興趣區(qū)的勾畫及病灶自身特點(diǎn)都會(huì)在一定程度上增加參數(shù)的變異性。這些因素使得PET/MR擁有更清晰的影像、更高的病灶放射性濃聚以及更大的 T/B 值。（2）MR 與 CT 影像分辨率存在差別。MR 具有更高的軟組織分辨率，且顱底偽影干擾小，容易發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)病灶，已得到業(yè)內(nèi)共識(shí)。本研究中PET/CT 顯示陰性的 31 個(gè)病灶中有 24 個(gè)（77.42%）MR 示陽(yáng)，還有另外7 個(gè)（22.58%）病灶仍要依賴于PET/MR 的高 T/B 值才得以檢出。（3）掃描時(shí)間的影響。有研究者認(rèn)為PET/MR 成像是在PET/CT 成像后進(jìn)行，延遲顯像時(shí)，病灶SUV 值增加、本底攝取減低，T/B 值增大［14］。孫洪贊等［15］研究顯示，在全身PET/CT 掃描后（78±35）min 行全身 PET/MR 掃描，PET/MR 所得的T/B 值顯著高于PET/CT。既往諸多研究者在對(duì)肺、膀胱、胰腺等部位腫瘤行雙時(shí)相PET/CT 檢查時(shí)，早期與延遲掃描間隔時(shí)間在1～6 h不等，延遲期所得SUVmax及T/B 值顯著高于早期［16?18］。但是，對(duì)于間隔時(shí)間的閾值鮮有報(bào)道。本研究中2 次檢查間隔時(shí)間僅為（16.39±3.38）min，且病灶的SUVmax?MR與SUVmax?CT有良好的相關(guān)性（r=0.799），2 臺(tái)設(shè)備上病灶總體T/B 值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所以筆者推測(cè)本組研究結(jié)果未受到掃描間隔時(shí)間影響。

Bland?Altman 分析結(jié)果顯示，40 個(gè) FDG 攝取明顯高于腦實(shí)質(zhì)的病灶中，2臺(tái)設(shè)備影像T/B值一致性較好，病灶檢出率差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，病灶檢出依賴于18F?FDG 高攝??；另38 個(gè)攝取未明顯高于腦實(shí)質(zhì)的病灶中，PET/CT 漏檢 28 個(gè)病灶，PET/MR 的較高檢出率是MR 較高軟組織分辨率和一體化PET/MR 設(shè)備硬件優(yōu)勢(shì)共同作用的結(jié)果。肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤的46個(gè)病灶PET/MR圖像T/B值高于PET/CT，2臺(tái)設(shè)備圖像T/B值一致性欠佳，說明2臺(tái)設(shè)備病灶T/B值的差異與病理類型相關(guān)。因此，本研究中PET/CT漏檢病灶是受2臺(tái)設(shè)備硬件的差別、MR的較高軟組織分辨率及病灶的病理類型共同作用的結(jié)果，但主要依賴于MR 的較高軟組織分辨率，而沒有受到延遲顯像的影響。一體化PET/MR 可實(shí)現(xiàn)2 種分子影像信息的同步采集，MRI 良好的空間分辨率與PET 的代謝高敏感性相結(jié)合，充分發(fā)揮PET 與MRI 聯(lián)合的優(yōu)勢(shì)［19］。PET/MR 已越來越廣泛地應(yīng)用于臨床，并為臨床提供可靠的、與PET/CT相似的半定量診斷信息。Catalano 等［20］對(duì) 134 例腫瘤患者的全身顯像進(jìn)行了比較研究，結(jié)果顯示54.3%的患者兩者診斷結(jié)果一致，41%的患者PET/MR診斷效能優(yōu)于PET/CT，這與本組研究結(jié)果（40.63%）相近。

本研究中一體化PET/MR 對(duì)顱內(nèi)病灶的檢出率明顯高于PET/CT，尤其是18F?FDG 攝取未明顯高于腦實(shí)質(zhì)的病灶、瘤周無(wú)水腫病灶、最大徑＜3.0 cm病灶以及來源于肺癌的腦轉(zhuǎn)移瘤病灶。有40.63%（13/32）的患者因?yàn)榫植縋ET/MR 影像發(fā)現(xiàn)更多病灶而改變治療方案。本研究運(yùn)用全身PET/CT 加顱腦局部PET/MR 掃描，顱腦局部PET/MR 掃描可以全面、清楚地檢出顱內(nèi)病灶，全身PET/CT影像可以對(duì)除顱腦以外其他部位準(zhǔn)確評(píng)估，在注射一次示蹤劑的情況下，完成2臺(tái)設(shè)備的檢查，既可以為患者節(jié)約檢查費(fèi)用，降低輻射劑量，又能在保證影像質(zhì)量的前提下全面地了解全身情況，為臨床分期、確定治療方案提供精確可靠的依據(jù)。