口腔鱗狀細(xì)胞癌18F-FDG PET/MR與PET/CT對比分析

周子晴 程 勇 唐勇進(jìn) 凌雪英 徐 浩

口腔癌是指發(fā)生在唇部、舌部、牙齦、硬腭和口底等位置的惡性腫瘤，絕大多數(shù)病理類型為鱗狀細(xì)胞癌，是頭頸部最常見的惡性腫瘤之一[1]。全球不同國家的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，近年來其他頭頸部腫瘤的發(fā)生率呈下降趨勢，但是口腔癌尤其是舌癌的發(fā)生率呈上升趨勢[2～4]。在我國，口腔癌的病死率較高，且研究者預(yù)測口腔癌的發(fā)生率和病死率將呈上升趨勢[5]。手術(shù)作為口腔癌的重要治療手段，手術(shù)方案及患者預(yù)后取決于腫塊的直徑、腫塊對周圍組織的侵犯程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及有無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[6]。PET/MR作為目前先進(jìn)的影像儀器，結(jié)合PET的代謝顯像及MR的高軟組織分辨率影像，對于多種腫瘤的判斷評估有重要作用[7]。本研究回顧性分析接受PET/CT-MRI多模式掃描的口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral cavity squamous cell carcinoma, OCSCC)患者資料，探討PET/MR在OCSCC中的應(yīng)用價值。

對象與方法

1.研究對象：回顧性收集2015年4月～2020年8月于筆者醫(yī)院PET/CT-MRI中心同時接受體部18F-FDG-PET/CT檢查及頭頸部MR掃描的患者22例，其中男性11例，女性11例，患者年齡為43～82歲，中位年齡為56.5歲。所有患者均經(jīng)病理確診為口腔鱗狀細(xì)胞癌，其中舌癌15例，牙齦癌5例，口底癌2例。

2.儀器與方法：采用PET/CT-MRI多模式系統(tǒng)進(jìn)行掃描，在頭頸部MR掃描完成后進(jìn)行體部PECT/CT檢查，掃描范圍從顱頂至股骨上段。(1)MRI：采用GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，8通道頭頸聯(lián)合線圈，掃描頭頸部，掃描序列包括軸位及矢狀位FSE T1WI、軸位及冠狀位FRFSE T2WI，各序列掃描參數(shù)詳見表1。頭頸部MR掃描時長約15min。(2)PET/CT：采用GE Discovery Elite 690掃描儀，18F-FDG PET顯像劑由廣州市原子高科同位素醫(yī)藥有限公司提供，放化純度>95%?；颊咦⑸?8F-FDG前需要空腹6h以上，并控制空腹血糖為4.0～11.1mmol/L，后于安靜狀態(tài)下注射18F-FDG 3.70～5.55MBq/kg體重，45～90min后行常規(guī)PET/CT檢查，采集條件：電壓 140kV，電流 115～180mA，掃描層厚 3.75mm，層間距 3.27mm，矩陣 512×512。PET發(fā)射掃描，每例患者平均掃描7個床位，110秒/床位。經(jīng)CT衰減校正后，采用自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建算法獲得PET圖像。

表1 MR各序列掃描參數(shù)

3.圖像分析：PET/CT-MRI掃描完成后，在后處理工作站(美國GE Advantage Workstation, Version 4.6)上應(yīng)用隨機(jī)自帶軟件進(jìn)行不同模式的圖像融合，得到PET/CT、PET/MR圖像后，由兩名有經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師對所得圖像進(jìn)行觀察并評價18F-FDG PET陽性病灶在PET/CT與PET/MR的圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度及病灶清晰度，意見不一致時經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。PET陽性病灶包括陽性原發(fā)灶及陽性淋巴結(jié)。將病灶18F-FDG濃聚區(qū)的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(maximum standardized uptake value, SUVmax)高于周圍本底組織定義為陽性原發(fā)灶，生理性攝取不計入內(nèi)。陽性淋巴結(jié)需滿足以下參考標(biāo)準(zhǔn)：①PET SUVmax>2.5；②CT或MR上短徑≥0.6cm，或形態(tài)為圓形、不規(guī)則形，或淋巴結(jié)內(nèi)有囊變壞死。而后對PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度及病灶清晰度進(jìn)行記錄并評分。根據(jù)圖像有無偽影及偽影是否影響病灶觀察，對圖像質(zhì)量進(jìn)行評分：2分，無圖像偽影；1分，輕度圖像偽影但對病灶解剖定位并無影響；0分，圖像偽影嚴(yán)重且影響病灶的解剖定位。根據(jù)PET圖像與CT圖像或MR圖像中病灶及解剖結(jié)構(gòu)是否匹配，對融合準(zhǔn)確度進(jìn)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。根據(jù)CT或MR軸位圖像中病灶邊界勾畫程度，對病灶清晰度進(jìn)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。

4.統(tǒng)計學(xué)方法：應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度及病灶清晰度評分的比較采用多個樣本比較的FriendmanM檢驗(yàn)，進(jìn)一步比較采用Bonferroni檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.一般特征：通過PET/CT及PET/MR共同評價18F-FDG PET陽性病灶35個，其中原發(fā)灶22個、淋巴結(jié)13個。陽性原發(fā)灶SUVmax為5.2～24.3，平均11.4±4.5，長徑1.2～5.0cm，平均2.4±1.0cm。陽性淋巴結(jié)SUVmax為2.8～10.2，平均4.5±2.3，短徑0.6～1.8cm，平均1.1±0.3cm。

2.圖像質(zhì)量：3種成像模式的圖像質(zhì)量情況見圖1。PET/CT圖像質(zhì)量為0分者有4例，主要是口腔金屬植入物產(chǎn)生偽影而影響病灶觀察。PET/MR T1WI圖像質(zhì)量為0分者1例，是由于掃描過程中患者的自主移動造成圖像模糊。3種成像模式間圖像質(zhì)量評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，詳見表2。

3.融合準(zhǔn)確度：3種成像模式的融合準(zhǔn)確度情況見圖1。PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI的融合準(zhǔn)確度無評為0分者有2例，主要是由患者頭頸部位置的移動造成的圖像匹配度差。3種成像模式間融合準(zhǔn)確度比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，詳見表2。

4.病灶清晰度：3種成像模式的病灶清晰度情況見圖1。PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI對陽性原發(fā)灶的評分比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，詳見表2；且兩兩比較顯示，PET/MR T2WI對陽性原發(fā)灶的顯示最優(yōu)，詳見表3；PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI對陽性淋巴結(jié)清晰度比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，詳見表2。

圖1 3種模式的圖像質(zhì)量評分比較A.圖像質(zhì)量及融合準(zhǔn)確度；B.原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的病灶顯示清晰度

表2 3種成像模式間圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度、病灶清晰度的Friedman M檢驗(yàn)結(jié)果

表3 3種成像模式的原發(fā)灶清晰度Bonferroni檢驗(yàn)結(jié)果

討 論

PET是利用正電子核素標(biāo)記的藥物作為示蹤劑來定位靶器官的顯像儀器。18F-FDG是最常用的PET顯像劑，作為一種葡萄糖類似物，18F-FDG可以反映機(jī)體的器官組織對于葡萄糖的攝取情況。大部分以糖代謝為主要供能原料的腫瘤組織在PET上會表現(xiàn)為陽性高攝取灶，但機(jī)體發(fā)生炎性反應(yīng)時炎性細(xì)胞對葡萄糖的高攝取會對病灶的顯像產(chǎn)生干擾，結(jié)合CT、MR等結(jié)構(gòu)影像更有利于病灶良惡性的鑒別。而鑒于MR比CT具有結(jié)構(gòu)對比度高、組織特征參數(shù)多、功能和生物化學(xué)信息顯示能力強(qiáng)及沒有電離輻射等優(yōu)勢，PET/MR的融合圖像是對病灶鑒別有著巨大優(yōu)勢[8,9]。

本研究結(jié)果顯示，PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI均能得到良好的圖像質(zhì)量及融合準(zhǔn)確度。本研究中有5例圖像得分為0分，其中4例為PET/CT圖像，主要是受口腔金屬植入物的影響表現(xiàn)為舌骨上區(qū)域的放射狀偽影，導(dǎo)致無法清晰顯示原發(fā)灶；1例為PET/MR T1WI圖像，是由于掃描過程中患者的自主運(yùn)動造成圖像模糊。不同研究者對影響圖像質(zhì)量的因素有不同的討論，Klinke等[10]研究認(rèn)為，含有鐵磁金屬的牙科材料是影響PET/MR圖像質(zhì)量的主要因素，其會造成周圍組織的磁場變化，MR的磁場失真和信號丟失，從而導(dǎo)致病灶在MR圖像上難以辨認(rèn)。與之相反，Varoquaux等[11]、Hayashi等[12]研究顯示，對PET/CT圖像質(zhì)量有明顯影響的牙科材料可能并不會對PET/MR圖像產(chǎn)生明顯信號丟失影響診斷。產(chǎn)生這種差異的原因可能是納入研究的病例中沒有與金屬植入物緊貼的腫物，所以PET/CT圖像會因金屬偽影呈放射狀對病灶顯示有遮蓋作用，而PET/MR圖像未受明顯影響。

本研究使用的PET/CT-MRI模式，就融合圖像來看，PET/CT及PET/MR的融合準(zhǔn)確度均較高，PET/MR融合質(zhì)量評分為0分的有2例，主要是MR掃描時患者頭頸部位置的移動造成圖像的匹配度不高。由于MR的檢查時間較長，患者容易出現(xiàn)運(yùn)動，特別是口腔癌患者本身就有口腔及口咽部位的不適感，這是PET/MR在口腔顯影上的限制，需要對掃描過程中的吞咽等運(yùn)動進(jìn)行算法補(bǔ)償[11～14]。

對病灶顯示的清晰度PET/MR高于PET/CT(P<0.05)，特別是在腫塊對周圍軟組織有侵襲時，PET/MR對于病灶邊界的顯示更加清晰(圖2)，這與其他報道基本一致，主要是因?yàn)镸R對比CT來說有更好的軟組織分辨率及更加明顯的信號改變[12,15]。對于頸部陽性淋巴結(jié)，本研究發(fā)現(xiàn)，PET/MR與PET/CT對淋巴結(jié)清晰度的顯示比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.07)，與國外頭頸部研究報道相似[16～18]。而其他關(guān)于PET/MR和PET/CT對比分析淋巴結(jié)清晰度的研究報道表明，PET/MR顯示淋巴結(jié)清晰度較PET/CT有優(yōu)勢[19,20]。造成這種結(jié)果差異的原因可能是兩篇研究中納入的病例未限制癌種，淋巴結(jié)的可轉(zhuǎn)移區(qū)域多，CT對軟組織密度混雜的位置的圖像分辨率較差，在腹部及盆腔等部位CT的劣勢明顯[9]。本研究的病例為OCSCC，多向位置比較表淺頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，加上PET的功能顯像，可以通過顯像劑的攝取多少清晰分辨陽性淋巴結(jié)(圖3)?？傮w而言，PET/MR對口腔腫瘤的評估較PET/CT好，這與Surov等[7]的觀點(diǎn)一致。

圖2 右舌部中分化鱗狀細(xì)胞癌原發(fā)灶的PET/CT及PET/MR表現(xiàn)A.PET圖，可見右舌部放射性濃聚灶，SUVmax為10.0，代謝增高；B.CT圖，無法確定原發(fā)灶邊界；C.PET和CT的融合圖像；D.MR T1WI圖，可見右舌部T1低信號不規(guī)則占位，可勾畫部分邊界；E.MR T2WI圖，可見右舌部T2高信號不規(guī)則占位，可勾畫大部分邊界；F.PET和MR T2WI的融合圖像

圖3 右舌根部低分化鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的PET/CT及PET/MR表現(xiàn)A.PET圖，可見右側(cè)頸部轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)放射性濃聚灶，SUVmax為3.0，代謝增高；B.CT圖；C.PET和CT的融合圖像；D.MR T1WI圖；E.MR T2WI圖；F.PET和MR T2WI的融合圖像。右側(cè)頸部轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)在CT及MR圖像上均可清晰顯示

本研究的不足之處在于樣本數(shù)量較小，未按照TNM分期及腫瘤浸潤深度(depth of invasion, DOI)對病例進(jìn)行分組。TMN分期是OCSCC治療方式選擇的重要依據(jù)，浸潤深度是口腔癌的獨(dú)立預(yù)后因素，其與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、局部復(fù)發(fā)及生存率有著密切關(guān)系[21, 22]。目前尚無有效合理的口腔癌相關(guān)的PET/MR影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)一步探討。

綜上所述，本研究通過PET/MR與PET/CT的圖像比較，展現(xiàn)了PET/MR在OCSCC診斷中的應(yīng)用價值，證明了PET/MR在OCSCC診斷中的良好前景。