對比分析頭頸部鱗狀細胞癌PET/CT與PET/MR特征

白 樂，程 勇，唐勇進，凌雪英

(暨南大學附屬第一醫院醫學影像中心，廣東 廣州 510630)

對比分析頭頸部鱗狀細胞癌PET/CT與PET/MR特征

白 樂，程 勇，唐勇進，凌雪英*

(暨南大學附屬第一醫院醫學影像中心，廣東 廣州 510630)

目的探討頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)的PET/CT及PET/MR特征。方法納入未經抗腫瘤治療的頭頸部鱗狀細胞癌患者40例，所有患者均接受PET/CT及頭頸部MR檢查。由2名觀察者獨立觀察PET陽性病灶，包括陽性原發灶及陽性淋巴結；并對PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI的圖像質量、融合準確度、病灶清晰度、病灶特征等進行評分。分析2名觀察者間的一致性。結果40例患者共90個PET陽性病灶，包括陽性原發灶40個、陽性淋巴結50個。PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI在圖像質量及融合準確度方面差異均無統計學意義(P均>0.05)；在顯示陽性原發灶及陽性淋巴結的清晰度方面，PET/MR T1WI及PET/MR T2WI均優于PET/CT(P均<0.05)。40個陽性原發灶中，PET/MR T2WI對29個原發灶的特征顯示多于PET/CT，4個原發灶與PET/CT相仿，7個原發灶較PET/CT少。結論PET/MR在HNSCC診斷中的應用是可行的，在顯示頭頸部局部病灶時較PET/CT更具優勢。

正電子發射型體層攝影術；磁共振成像；癌，鱗狀細胞;頭頸部腫瘤

頭頸部惡性腫瘤的發病率居全身惡性腫瘤的前10位[1]，其中多數為起源于黏膜上皮的鱗狀細胞癌[2]。由于頭頸部解剖結構復雜，因此早期診斷頭頸部腫瘤較困難。PET/MR作為先進的影像學設備，其結合了PET獨特的代謝功能信息和MR高軟組織分辨率的解剖信息，在臨床應用中具有極大的潛力[3]。目前PET/MR在臨床中的應用尚處于初步探索階段，國內對頭頸部惡性腫瘤的PET/MR研究報道較少。本研究采用PET/CT、PET/MR多模式顯像系統對頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC)的表現進行分析，旨在為PET/MR應用于頭頸部疾病的診斷積累經驗。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年10月—2016年3月于我院未經抗腫瘤治療并接受全身18F-FDG PET/CT及頭頸部MR掃描的患者40例，其中男30例，女10例，年齡24～73歲，中位年齡51.5歲。所有患者均經病理確診，其中鼻咽癌30例、頰癌2例、舌癌2例、下咽癌2例、牙齦癌2例、上頜竇癌1例、扁桃體癌1例。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，8通道頭頸聯合線圈，行頭頸部MR掃描，掃描序列包括軸位及矢狀位FSE T1WI、軸位及冠狀位FRFSE T2WI、軸位SS-EPI DWI，其中軸位各序列掃描參數：FSE T1WI，TR 466 ms，TE 14.1 ms，FOV 20 cm，矩陣 288×224；FRFSE T2WI，TR 3 877 ms，TE 81.3 ms，FOV 20 cm，矩陣 288×256；SS-EPI DWI，TR 3 000 ms，TE 80 ms，FOV 24 cm，矩陣128×128，b值分別為0、800 s/mm2；各序列軸位掃描層厚均為3.5 mm,層間隔均為0.5 mm。矢狀位FSE T1WI掃描參數：TR 350 ms，TE 13.8 ms，FOV 26 cm，矩陣320×256，層厚4.0 mm，層間隔0.5 mm。冠狀位FRFSE T2WI掃描參數：TR 3 023 ms，TE 108.2 ms，FOV 26 cm，矩陣 288×256，層厚4.0 mm，層間隔0.5 mm。頭頸部MR掃描時長約15 min。

頭頸部MR掃描完成后，采用GE Discovery Elite 690全身PET/CT機行全身PET/CT檢查，掃描范圍自顱頂至股骨上段。PET顯像劑為18F-FDG(廣州原子高科同位素醫藥有限公司)，放化純度>95%。所有患者檢查前禁食4～6 h，血糖控制在4.0～11.1 mmol/L。18F-FDG注射劑量為3.70～5.55 MBq/kg體質量，注射后45～90 min進行掃描，平均掃描7個床位，110秒/床位。CT采集條件：管電壓140 kV，電流115～180 mA，掃描層厚3.75 mm。經衰減校正后，采用自適應統計迭代重建算法得到PET圖像。

1.3 圖像分析 通過GE AW 4.6后處理工作站對PET、CT、MR圖像進行融合。首先由2名觀察者基于PET/CT及PET/MR觀察18F-FDG PET陽性病灶的個數及位置，有分歧時經協商達成一致意見。PET陽性病灶包括陽性原發灶及陽性淋巴結。陽性原發灶定義為病灶18F-FDG濃聚區的最大標準攝取值(maximum standardized uptake value， SUVmax)高于周圍本底組織[4]，生理性攝取不計入內。陽性淋巴結為可疑轉移性淋巴結，并滿足以下參考標準：①PET SUVmax>2.5[5]；②CT或MR上短徑大于1.0 cm，或形態為圓形、不規則形，或淋巴結內有囊變壞死[6]。

而后2名醫師分別對PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的圖像質量、融合準確度、病灶清晰度進行記錄并評分。根據圖像有無偽影及偽影是否影響病灶觀察，對圖像質量進行評分：2分，無圖像偽影；1分，輕度圖像偽影但對病灶觀察并無影響；0分，圖像偽影嚴重且影響病灶的觀察[7]。根據PET圖像與CT圖像或MR圖像中病灶及解剖結構是否匹配，對融合準確度進行評分：2分，圖像匹配程度高；1分，圖像匹配程度一般；0分，圖像匹配差[8]。根據CT或MR軸位圖像中病灶邊界勾畫程度，對病灶清晰度進行評分：3分，>75%的病灶邊界可以勾畫；2分，50%～75%的病灶邊界可以勾畫；1分，25%～49%的病灶邊界可以勾畫；0分，<25%的病灶邊界可以勾畫[9]。根據PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI能否對陽性病灶提供更多的診斷信息，包括解剖定位、邊界顯示、骨質破壞范圍、病灶相鄰組織浸潤情況及淋巴結是否伴有壞死等，對病灶特征進行觀察并記錄[10]。

1.4 統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件，以Kappa一致性分析評價2名觀察者的一致性，Kappa值<0.40表示一致性差，0.40～0.75表示一致性較好，>0.75表示一致性好。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI圖像質量、融合準確度及病灶清晰度評分的比較采用多個樣本比較的FriedmanM檢驗，進一步兩兩比較采用q檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

通過PET/CT及PET/MR共同評價18F-FDG PET陽性病灶90個，其中原發灶40個、淋巴結50個。HNSCC原發灶SUVmax為4.79～25.87，平均 (12.74±5.33)，最大長徑1.61～6.23 cm，平均(2.90±1.05)cm。陽性淋巴結SUVmax為3.61～20.54，平均(8.20±4.03)，短徑1.01～4.97 cm，平均(1.55±0.65)cm。50個陽性淋巴結中，14個位于咽后間隙(14/50，28.00%)、36個位于頸部其他部位(36/50，72.00%)。

2.1 一致性分析 2名觀察者評估PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI圖像質量、融合準確度、病灶清晰度的一致性見表1。

表1 2名觀察者評估3種成像模式圖像質量、融合準確度、病灶清晰度的一致性(Kappa值)

2.2 圖像質量 3種成像模式的圖像質量情況見表2。PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI圖像質量為0分者，主要是口腔金屬植入物產生偽影而影響病灶觀察。3種成像模式間圖像質量評分差異無統計學意義(P>0.05)，見表3。

2.3 融合準確度 3種成像模式的融合準確度情況見表2。2名觀察者對PET/CT及PET/MR T2WI的融合準確度均無評為0分者，即無融合較差的病例。3種成像模式間融合準確度差異無統計學意義(P>0.05)，見表3。

2.4 病灶清晰度 3種成像模式的病灶清晰度情況見表2。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI對陽性原發灶及陽性淋巴結的評分差異均有統計學意義(P均<0.01)，見表3。兩兩比較顯示，PET/MR T1WI、PET/MR T2WI對陽性原發灶清晰度的顯示優于PET/CT(P均<0.01)，見圖1、2；PET/MR T1WI、PET/MR T2WI對陽性淋巴結清晰度的顯示優于PET/CT(P均<0.05)，見圖1。

2.5 病灶特征 共40個陽性原發灶中，PET/MR T1WI對7個原發灶的特征顯示多于PET/CT，26個原發灶與PET/CT相仿，7個原發灶較PET/CT少；PET/MR T2WI對29個原發灶的特征顯示多于PET/CT(圖2)，4個原發灶與PET/CT相仿，7個原發灶較PET/CT少。50個陽性淋巴結中，PET/MR T1WI對12個淋巴結的特征顯示多于PET/CT，37個淋巴結與PET/CT相仿，1個淋巴結較PET/CT少；PET/MR T2WI對17個淋巴結的特征顯示多于PET/CT(圖1)，32個淋巴結與PET/CT相仿，1個淋巴結較PET/CT少。

表2 3種成像模式的圖像質量、融合準確度、病灶清晰度情況

表3 3種成像模式間圖像質量、融合準確度、病灶清晰度評分比較[分，中位數(上、下四分位數)]

圖1 患者男，60歲，舌癌 A.PET/CT示原發灶位于舌右側并見右側頸部轉移性淋巴結(箭)； B.PET示原發灶(SUVmax=14.53，箭)及右側頸部轉移性淋巴結(SUVmax=10.16，箭頭)代謝增高； C.MR T1WI顯示原發灶小部分病灶邊界； D.PET/MR示原發灶位于舌右側并見右側頸部轉移性淋巴結(箭)； E.CT無法顯示原發灶邊界； F.MR T2WI可清晰顯示原發灶(箭)及右側頸部轉移性淋巴結(箭頭)的邊界，且可見淋巴結內壞死

3 討論

PET根據示蹤劑來反映組織的代謝信息，對病灶的解剖結構顯示不清；而CT在病灶的定位、大小、邊界及病灶與周圍組織關系的顯示方面更具優勢。PET/CT則將PET的功能代謝信息與CT的解剖結構信息相結合，有利于病灶的準確診斷[11]。研究[12-13]表明，相對于單純PET或CT，PET/CT對多種腫瘤的分期更加準確。隨著PET/CT在臨床的應用，其也逐漸暴露出輻射劑量大、軟組織分辨率差等局限性。與CT相比，MR具有更高的軟組織對比度，能多序列及功能成像且無電離輻射[14-15]。因此，在解剖結構復雜的頭頸部的應用中，PET/MR具有極大潛力。

本研究結果表明，PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的圖像質量相似，這與國外研究報道基本一致[8, 16-17]，但不同研究顯示引起PET/CT與PET/MR圖像偽影的原因不同。Varoquaux等[16]研究發現PET/CT及PET/MR的圖像偽影均主要由口腔內的金屬植入物引起，本研究與之相符；Kuhn等[17]及Queiroaz等[8]研究認為PET/CT的圖像偽影主要在舌骨上區域，由口腔的金屬植入物引起，而PET/MR的圖像偽影主要由患者的自主運動、呼吸及吞咽活動引起。這種差異的原因可能是Kuhn等[17]及Queiroaz等[8]采用增強PET/CT與增強PET/MR，整個掃描時間相對較長，在掃描過程中患者更易產生自主或不自主運動。此外，本研究納入的病例中75.00%(30/40)為鼻咽癌，鼻咽部位置較深且固定，而Queiroaz等[8，17]的研究以口咽癌、下咽癌及喉癌為主，位置相對較低且易受呼吸、吞咽運動的影響，這也可能是觀察到的圖像偽影不同的原因之一。

圖2 患者男，39歲，鼻咽癌 A.PET/CT示原發灶位于鼻咽右側(箭)； B.MR T1WI可清晰顯示原發灶邊界(箭)并可見病灶包繞頸內血管； C.CT無法明確原發灶邊界； D.PET/MR示原發灶位于鼻咽右側(箭)； E.PET示原發灶(SUVmax=25.87)代謝增高(箭)； F.MR T2WI可清晰顯示原發灶邊界(箭)并可見病灶包繞頸內血管

PET與MR能準確融合也是PET/MR在頭頸部惡性腫瘤中應用的前提。本研究對多模式成像所獲得的融合圖像進行分析，結果表明PET/CT及PET/MR的圖像融合準確度均較高，與國外的研究結果一致[8]。在病灶清晰度方面，本研究結果表明無論是陽性原發灶還是陽性淋巴結，PET/MR T1WI及PET/MR T2WI均優于PET/CT。Huang等[18]對口腔頰面部鱗狀細胞癌的圖像特征進行觀察，結果同樣表明PET/MR較PET/CT對原發灶顯示更清晰。Kuhn等[17]對比分析增強PET/MR及增強PET/CT對頭頸部惡性腫瘤及淋巴結的清晰度，結果表明增強PET/MR T1WI在頭頸部惡性腫瘤的清晰度優于PET/MR T2WI，二者均優于增強PET/CT；增強PET/CT、增強PET/MR T1WI、PET/MR T2WI對頭頸部淋巴結的清晰度相似。對于淋巴結，本研究結果與其他研究不同的原因可能是本研究中28.00%(14/50)的淋巴結為咽后淋巴結，咽后間隙解剖位置較深，除了脂肪組織，還有頸內動、靜脈經過，CT平掃難以區分淋巴結與周圍組織，MRI具有較高的軟組織分辨率，且有血管流空效應，對咽后淋巴結的顯示要優于CT[19]。此外，本研究未行增強掃描，這也可能是與其他研究結果有所不同的原因。

對于HNSCC原發灶的病灶特征，本研究發現在40個陽性原發灶中，PET/MR T2WI對29個原發灶的特征顯示多于PET/CT，主要是由于MR具有較高的軟組織分別率，對病灶鄰近組織器官的受累及范圍及病灶內部特征能較CT提供更多的信息，而這對于頭頸部的腫瘤的診斷及分期非常重要。對于淋巴結的病灶特征，本研究中PET/MR T2WI對32個淋巴結的特征顯示與PET/CT相仿。另有研究[17]表明，增強PET/MR T1WI、PET/MR T2WI及增強PET/CT在轉移性淋巴結病灶特征的顯示方面并無差異。

綜上所述，本研究通過多模式成像比較PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI的圖像質量、融合準確度、病灶清晰度、病灶特征等，結果表明PET/MR在HNSCC診斷中的應用是可行的，且較PET/CT更具優勢。

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ComparativeanalysisofPET/CTandPET/MRimagecharacteristicsofheadandnecksquamouscellcarcinoma

BAILe,CHENGYong,TANGYongjin,LINGXueying*

(MedicalImagingCenter，theFirstAffiliatedHospitalofJinanUniversity，Guangzhou510630，China)

ObjectiveTo investigate PET/CT and PET/MR characteristics of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC).MethodsTotally 40 patients with HNSCC underwent whole body18F-FDG PET/CT and MR scans of head and neck before anti-tumor treatment. PET positive lesions of HNSCC, including primary lesions and lymph nodes were evaluated by 2 radiologists independently. Then the imaging quality, fusion quality, lesion conspicuity and lesion characteristics were assessed based on PET/CT, PET/MR T1WI and PET/MR T2WI.ResultsNinety PET positive lesions in all 40 patients were evaluated，including 40 primary lesions and 50 lymph nodes. Similar imaging quality and fusion quality of PET/CT, PET/MR T1WI and PET/MR T2WI were obtained without statistical difference (bothP>0.05). For the lesion conspicuity, PET/MR T1WI and PET/MR T2WI demonstrated significantly better than PET/CT in positive primary lesions and lymph nodes (allP<0.05). For the characteristics of positive primary lesions, PET/MR T2WI provided more information than PET/CT in 29 lesions, equal to PET/CT in 4 lesions, and less than PET/CT in 7 lesions.ConclusionThe application of PET/MR in HNSCC is feasible, being superior to PET/CT in indication of lesions in head and neck area.

Positron emission tomography; Magnetic resonance imaging; Carcinoma, squamous cell; Head and neck neoplasms

白樂(1990—)，女，湖北黃岡人，碩士，醫師。研究方向：醫學影像診斷。E-mail: 1071046798@qq.com

凌雪英，暨南大學附屬第一醫院醫學影像中心，510630。E-mail: lingxuey@163.com

2017-02-10

2017-09-21

R739.6; R817.4

A

1003-3289(2017)11-1641-06

10.13929/j.1003-3289.201702038