對比PET/MRI與PET/CT檢出肝轉移癌效能

于 軍，任東棟，任春玲，李 洋，蔡 君，張 鶯

(1.寧波明州醫院核醫學科，浙江 寧波 315100；2.浙江大學醫學院附屬第二醫院核醫學科，浙江 杭州 310009)

肝臟是全身惡性腫瘤最常轉移的部位之一，肝轉移癌約占所有實體臟器轉移癌的25%[1]，尤以消化道腫瘤發生肝臟轉移的概率最高[2]。PET為功能代謝顯像，其參數最大標準攝取值(maximum standard uptake value，SUVmax)支持半定量分析，與腫瘤的代謝活性密切相關，為評估腫瘤細胞FDG攝取的重要參數[3]。近年PET/CT已廣泛用于診斷肝轉移癌、腫瘤分期、制定治療計劃、監測復發轉移及評估治療效果等[4-5]，但對肝內小轉移灶的檢出率較低[6]。PET/MRI兼具PET和MRI的優勢，可實現結構、功能和分子影像在時間和空間上的最佳配準，對檢出及定性診斷肝轉移癌具有明顯優勢[7]，但其與PET/CT在衰減校正、數據采集與處理及圖像重建等方面存在較大差異。本研究對比觀察PET/MRI與PET/CT對肝轉移癌的檢出率、二者所獲SUVmax的相關性及其差異，評價其檢出肝轉移癌的效能。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018年10月—2020年7月78例于寧波明州醫院經病理或影像學隨訪證實的肝轉移癌患者，男50例，女28例，年齡38～79歲，平均(64.5±9.3)歲；原發腫瘤包括結直腸癌20例、胰腺癌18例、肺癌13例、胃癌13例、乳腺癌3例、膽囊癌3例、食管癌2例，腮腺癌、下咽癌、十二指腸癌、腎癌、卵巢癌及惡性黑色素瘤各1例；其中29例原發腫瘤已經手術切除。納入標準：①于同日內相繼接受PET/CT與PET/MR顯像；②檢查前3個月內未接受肝轉移癌相關治療。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 囑患者檢查前禁食>6 h，控制其空腹血糖<11.1 mmol/L。經上肢靜脈注射18F-FDG(南京江原安迪科正電子研究發展有限公司)，放射化學純度>95%，劑量3.70～5.55 MBq/kg體質量；之后囑患者安靜休息60 min，飲水500 ml，掃描前排尿。

PET/CT：以Siemens Biograph mCT掃描儀采集顱頂至股骨中段圖像，管電壓120 kV，管電流為自動毫安秒技術(30～210 mAs)，螺距0.8，球管單圈螺旋時間為0.5 s，層厚3 mm，層間距2 mm；以三維模式行PET掃描，7～10個床位，每個床位1.5 min。采用有序子集最大期望值法(ordered subset expectation maximization，OSEM)重建PET圖像，共2次迭代、24個子集，高斯濾波半高寬4.0 mm，散射校正。將PET和CT圖像傳送至Syngo MMWP工作站，行幀對幀圖像對位融合，獲得PET/CT圖像。

PET/MRI：采用GE Signa 3.0T PET/MR掃描儀。PET衰減校正基于2點Dixon序列，掃描4～5個床位，帶呼吸門控序列每個床位6 min，非呼吸門控序列每個床位4 min，采用時間飛躍法(time of flight，TOF)及OSEM重建圖像，共2次迭代、28個子集，高斯濾波半高寬5.0 mm，散射校正。采用頭頸部及體部相控陣線圈覆蓋頭頸部至股骨中段，與PET同步采集MRI；軸位屏氣三維T1W采用可變容積加速肝臟采集(liver acquisition with volume acceleration-flexible，LAVA-Flex)序列，TR 4.4 ms，TE 1.8 ms，矩陣256×180，層厚4.8 mm，FOV 440 mm×440 mm，軸位脂肪抑制快速T2W采用周期性旋轉重疊平行線采集和增強后處理重建(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction，PROPELLER)序列，TR 6 000 ms，TE 82 ms，矩陣320×320，層厚6 mm，FOV 440 mm×440 mm；軸位彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)，TR 5 452 ms，TE 70 ms，矩陣128×128，層厚6 mm，FOV 440 mm×440 mm，b=0、800 s/mm2；應用呼吸門控或膈肌導航技術采集上腹部數據。

根據影像學檢查順序分為A、B組。對A組50例[男30例，女20例，年齡40～78歲，平均(64.8±9.3)歲]先行PET/CT、后行PET/MR顯像，間隔20～100 min，中位時間54.0(33.0，76.3)min，觀察283個病灶；B組28例[男20例，女8例，年齡38～79歲，平均(63.8±9.6)歲]先行PET/MR、后行PET/CT顯像，間隔45～142 min，中位時間102.5(82.8，114.0)min，觀察126個病灶。

1.3 圖像分析 于Syngo MMWP和Advantage工作站對PET/CT和PET/MRI數據進行后處理。由2名具有5年以上工作經驗的核醫學醫師以視覺分析法獨立觀察PET/CT及PET/MRI，分析同種圖像時不以另一種作為參考，且2次閱片間隔2周以上；意見相左時經協商達成一致；以病灶FDG攝取高于周圍肝臟組織為陽性，反之為陰性[8]。于PET圖像顯示病灶最大層面手動勾畫陽性病灶ROI，經軟件自動計算分別得到PET/CT和PET/MRI的SUVmax；每例測量不超過10個最大病灶。

1.4 統計學分析 采用SPSS 24.0統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，采用t檢驗比較組間患者年齡差異；以中位數(上下四分位數)表示呈偏態分布的計量資料；以頻數和百分率表示計數資料，以χ2檢驗比較組間患者性別差異，采用McNemar檢驗比較組內不同檢查方法陽性率的差異。采用Spearman秩相關分析及Wilcoxon秩和檢驗比較組內不同檢查方法獲得的病灶SUVmax的相關性及其差異，│r│≥0.8為高度相關，0.5≤│r│<0.8為中度相關，0.3≤│r│<0.5為低度相關，0<│r│<0.3為弱相關。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 陽性率 共觀察78例409個肝轉移病灶，其中25例僅存在1個肝轉移癌、15例2～5個病灶、10例存在6～9個病灶、28例病灶≥10個；病灶直徑0.3～10.5 cm，中位數1.30(0.75，2.50)cm。PET/MRI檢出肝轉移癌的陽性率(381/409，93.15%)明顯高于PET/CT(285/409，69.68%，P<0.05)。相比PET/MRI，PET/CT漏檢96個病灶，89個(89/96，92.71%)直徑≤1 cm、7個(7/96，7.29%)直徑>1 cm且<2 cm。

組間性別(χ2=1.019，P=0.31)、年齡(t=0.49，P=0.62)差異均無統計學意義。A組PET/MRI陽性率(266/283，93.99%)明顯高于PET/CT(197/283，69.61%，P<0.05)；相比PET/MRI，PET/CT漏檢69個病灶，64個(64/69，92.75%)直徑≤1 cm、5個(5/69，7.25%)>1 cm且<2 cm。B組內PET/MRI陽性率(115/126，91.27%)明顯高于PET/CT(88/126，69.84%，P<0.05)；相比PET/MRI，PET/CT漏檢27個病灶，25個(25/27，92.59%)直徑≤1 cm、2個(2/27，7.41%)>1 cm且<2 cm。見圖1、2。

2.2 SUVmaxA組283個病灶中，197個PET/CT和PET/MRI均呈陽性，二者所獲SUVmax呈高度相關(r=0.84，P<0.01)，而PET/MRI 的SUVmax(12.43±4.67)顯著高于PET/CT(9.48±3.88；Z=-11.74，P<0.01)。B組126個病灶中，88個PET/CT和PET/MRI均呈陽性，二者SUVmax呈中度相關(r=0.74，P<0.01)，且差異無統計學意義[分別為(12.24±4.94)、(11.61±3.72)，Z=-1.81，P=0.07]。

3 討論

本研究PET/MRI檢出肝轉移癌的陽性率明顯高于PET/CT；PET/CT漏檢病灶中，直徑≤1 cm者占92.71%(89/96)，與既往研究[1，6]結果相似。PET/CT檢出肝內小轉移灶的敏感度較低，可能與肝臟組織本底攝取相對較高有關，且受呼吸運動與部分容積效應影響，部分病灶尤其是肝內小轉移灶的FDG攝取易被本底掩蓋而呈假陰性[9]；另外，平掃CT的診斷價值有限，尤其伴發脂肪肝時，轉移癌密度與非瘤肝臟密度相近，無異常FDG攝取時漏檢率較高。PET/MRI診斷肝轉移癌具有較高價值，一項Meta分析[1]顯示，PET/MRI診斷肝轉移癌的敏感度明顯高于PET/CT(95.4% vs 68.3%)，且對小轉移灶優勢更為明顯。MRI較CT軟組織分辨率更高，且不受脂肪肝影響，通過綜合不同序列圖像可較好地顯示肝內改變；發生病變后，組織細胞功能和代謝發生變化，水分子彌散運動受限，DWI可從分子水平檢測活體組織內水分子的彌散運動，有助于早期準確檢出肝內小轉移癌[2,10]。本研究PET/MRI采用TOF技術，配備的硅光電倍增管相比傳統光電倍增管和雪崩式光電二極管具有更高的時間分辨力及空間分辨力，可提升PET探測器的整體性能[11-12]，改善圖像信噪比，有利于提高病變檢出率；且PET/MRI為同步采集，采集上腹部數據時應用呼吸門控或膈肌導航技術，因而不受呼吸運動影響，有助于圖像精準配準，尤其對于受呼吸運動影響相對較大的肝臟膈頂部病灶[13]。

圖2 患者男，72歲，胃癌術后伴肝轉移癌(B組) A～C.腹部軸位CT圖(A)示肝Ⅳ段呈稍低密度影，邊界不清，直徑4.0 cm，PET(B)及融合圖像(C)示病灶FDG代謝異常增高，SUVmax為18.79；D～F.軸位MR T2WI(D)示肝Ⅳ段病灶呈高信號，PET(E)及融合圖像(F)示病灶FDG代謝異常增高，SUVmax為15.66 (箭示病灶)

既往研究[14]認為結直腸癌轉移癌經治療后SUVmax下降與治療反應及長期預后較好相關，但SUVmax受PET硬件、TOF技術、衰減校正及采集時間等多種因素影響。GRANT等[12]認為PET/MR檢查中PET的工作性能幾乎不受磁場環境影響。TOF技術可明顯提高PET的量化準確性[15]，但PET/MRI與PET/CT的衰減校正方法不同：PET/CT直接利用CT數據進行衰減校正，而PET/MRI中的MRI反映的是質子密度而非電子密度，無法直接利用MRI進行衰減校正。目前對于體部PET/MRI主要采用組織分割法進行衰減校正，利用MR Dixon序列將軀干分割為空氣、肺、脂肪和軟組織4個區域，忽略區域內組織的異質性，但部分學者[16]仍對PET/MRI中PET定量的準確性提出質疑。本研究結果顯示，PET/MRI與PET/CT所獲肝轉移癌的SUVmax具有較好的相關性，提示PET/MRI能提供穩定、可靠的半定量診斷信息。

本研究于單次注射顯像劑后采用不同順序先后進行兩種檢查，A組(先行PET/CT、后行PET/MR顯像)肝轉移癌PET/MRI 所獲SUVmax顯著高于PET/CT，與BEIDERWELLEN等[7]的結果相符，但后者僅采用單一檢查順序，未進一步分析檢查方法及其順序對病灶SUVmax的影響。DIRISAMER等[17]認為肝轉移癌延遲顯像SUVmax高于早期顯像。本研究B組(先行PET/MR、后行PET/CT顯像)PET/CT延遲顯像SUVmax高于PET/MR早期顯像，但差異無統計學意義，可能提示延遲顯像SUVmax升高不僅與檢查方法、還與檢查順序相關。

本研究的局限性：①樣本量分布不均，結果可能存在偏差；②部分病灶未能獲得病理學結果，可能存在假陽性；③PET/MRI采集時間長于PET/CT，未考慮采集時間對陽性率及SUVmax的影響。

綜上所述，PET/MRI檢出肝轉移癌的效能優于PET/CT，尤其對于直徑≤1 cm病灶；PET/MRI與PET/CT所測病灶SUVmax相關性較好。