魏昊,蘭曉莉,廖姍珊,賈清,吳志堅,張永學
結直腸癌(colorectal carcinoma,CRC)已經在全世界范圍成為一種致死和致殘率最高的腫瘤之一,在美國已經成為第四位腫瘤致死的因素之一,我國CRC發(fā)病率呈逐年上升的趨勢,目前在中國已經成為第五位致死的因素,且發(fā)病年齡亦有年輕化的趨勢,其最主要的死因為腫瘤復發(fā),有報道稱確診后5年局部復發(fā)或遠處轉移率達5%~50%,患者5年生存率僅43%~63%[1]。肺為CRC患者第二常見的轉移部位,文獻報道有10%~20%的患者會發(fā)生肺轉移[2-3]。對單發(fā)肺轉移病灶進行手術切除,可以提高患者的5年生存率,有報道稱可以達到63%[4]。因此,如果能早期發(fā)現轉移灶,就能盡早進行手術或放療,提高患者的5年生存率、改善預后。本文主要是探討18F-FDG PET/CT顯像在結直腸癌患者孤立性肺結節(jié)(solitary pulmonary nodule,SPN)診斷與鑒別診斷中的臨床價值。
回顧性分析2011年6月-2014年9月經手術切除或腸鏡活檢病理證實為結直腸癌(colorectal carcinoma,CRC)并在本中心進行18F-FDG PET/CT顯像的706例患者的病例資料,選取59例PET/CT顯像發(fā)現SPN的患者,其中男36例,女23例,年齡33~91歲,中位年齡(58.4±13.3)歲;原發(fā)灶位于結腸43例,直腸16例;腺癌55例,其中管狀腺癌34例、黏液腺癌8例、乳頭狀腺癌5例、絨毛狀腺癌4例、印戒細胞癌3例、未分化癌1例,腺鱗癌4例。所有患者在檢查后隨訪6~36個月,隨訪檢查包括穿刺或手術活檢、監(jiān)測血漿CEA水平及影像學檢查。
使用GE Minitrace小型醫(yī)用回旋加速器、Tracelab Mx FDG全自動合成系統,并配套使用德國ABX公司提供的專用試劑套盒,FDG放化純大于95%?;颊咦⑸?8F-FDG前禁食8h以上,可以飲用純凈水,監(jiān)測空腹血糖水平,如血糖過高則應用胰島素將血糖水平控制在10mmol/L以下,掃描前排空膀胱并飲水200~500mL,平靜狀態(tài)下按照3.7~5.5MBq/kg的劑量注射18F-FDG,患者靜臥休息50~60min后行PET/CT掃描(GE Discovery VCT機)。先行CT掃描:120kV,80mA,層厚3.75mm,層間距3.27mm;隨后行PET掃描,掃描范圍為顱頂至大腿上段(共6~7個床位,每個床位3min),采用3D模式進行掃描,根據CT數據進行衰減校正,并使用有序法子 集 期 望 值 最 大 化 法(ordered subsets expectation maximization,OSEM)進行重建。掃描完成后采用1.25mm層厚行薄層CT重建。融合圖像通過GE AWS工作站軟件進行后處理獲得。
由三位經驗豐富的核醫(yī)學科和放射科醫(yī)師在熟悉患者相關病史和影像學資料的情況下先獨立閱片,依據病灶的SUV值及CT形態(tài)等綜合判斷,最后經集體討論來判定病灶的性質。
CT診斷SPN的標準:主要根據病灶的形態(tài)學特點作為診斷指標,惡性SPN的診斷依據為直徑大于1.5cm、分葉征、毛刺征、胸膜凹陷征、支氣管血管束征、空泡征及空氣支氣管征;良性SPN的診斷依據為形狀不規(guī)則、周圍有粗長條索、以寬基底與胸膜相貼、邊緣模糊不清。
PET診斷惡性SPN的標準:選取SPN最大直徑所在層面,在病灶及縱隔心血管池內勾畫ROI,測量最大標準化攝取值(SUVmax),以病灶的SUVmax大于縱隔心血管池作為診斷惡性病變的重要參考指標。
PET/CT診斷惡性SPN(陽性)的標準:①如果PET顯像陰性而CT有明顯陽性征象則結果判讀為陽性;②如FDG提示SPN有局灶性高攝取而其CT影像特征表現不明顯,結果判讀為陽性;③如PET和CT均無明顯陽性影像學表現,則根據臨床資料進行綜合判斷。最終確診標準為組織病理學診斷或長期臨床隨訪結果。
使用SPSS 17.0統計軟件包。良性與惡性肺結節(jié)間各指標的比較采用獨立樣本t檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。
59例結直腸癌發(fā)現有SPN的患者中,通過病理活檢或臨床/影像學隨訪證實32例為惡性,其中27例PET/CT顯示為陽性,5例為假陰性;良性SPN 27例,其中24例PET/CT診斷為陰性,3例為假陽性。PET/CT對于結直腸癌患者SPN的診斷敏感度、特異度、符合率、陽性及陰性預測值分別為84.38%、88.89%、86.44%、90.00%和82.76%。在3例假陽性患者中,2例經纖維支氣管鏡檢查診斷為結核感染,1例手術切除后證實為炎性肉芽腫;5例假陰性患者中,4例病灶的直徑為3~7mm,1例病灶直徑達12mm但在PET/CT檢查前4天接受過化療。
本組中SPN直徑3~30mm,惡性SPN的平均直徑為(13.00±6.46)mm,而良性SPN為(5.48±6.48)mm,兩組間差異有統計學意義(t=-4.448,P<0.001)。將病灶直徑和良惡性之間的關系進行ROC曲線分析(圖1),曲線下面積為0.885,約登指數為0.758,以病灶直徑5.5mm作為閾值,對良惡性SPN的鑒別具有最大的診斷效能。
圖1 基于病灶直徑的ROC曲線。
圖2 基于病灶SUVmax值的ROC曲線。
良惡性SPN的SUVmax分別為1.19±1.30和3.30±2.17,差異有統計學意義(t=-4.609,P<0.001);ROC曲線分析結果見圖2,曲線下面積為0.902,約登指數為0.733,以SUVmax值1.15作為診斷良惡性SPN的閾值時具有最大的診斷效能。
59例SPN的分布見表1。Fisher精確概率法分析結果顯示,良惡性SPN間病灶的分布差異無統計學意義(P=0.184)。
表1 SPN的部位(例)
良性和惡性SPN患者的平均年齡分別為(58.89±14.32)和(57.97±12.143)歲,兩者間差異無統計學意義(t=0.267,P=0.79)。
目前對于SPN的判斷還主要依靠CT圖像上病灶的形態(tài)學改變,Gould等[4]推薦對形態(tài)明顯增大或有惡性高危因素的患者行PET/CT掃描,這些危險因素包括結節(jié)直徑大于8mm、有職業(yè)接觸史、有惡性腫瘤病史、有惡性腫瘤家族史或肺癌病史,而中等危險因素包括年齡大于50歲或大于20年的吸煙史。
在本組病例中,惡性SPN平均直徑為(13.00±6.46)mm,明顯大于良性SPN[(5.48±6.483)mm],差異有統計學意義。說明病灶直徑對SPN的良惡性判斷具有很高的參考價值,結節(jié)直徑越大、惡性可能性就越高,這和Gould等[4]的結論一致。但是,根據本組數據進行ROC曲線分析后,發(fā)現良惡性病變的診斷閾值為5.5mm時具有最大的診斷效能,小于Gould等[4]的研究結果(8mm)。筆者認為,這一差異可能是2個研究中與選取的研究對象存在差異所致,本研究中選取的是有結直腸癌原發(fā)腫瘤病史的患者,而Gould等[4]的研究中選取的為一般人群?;诖?,筆者認為對于CRC患者,分析其SPN的直徑時,需采用更小的閾值作為良惡性病變的鑒別標準。Gould等[4]還將年齡列為中等危險因素,而本研究中良性和惡性SPN患者的平均年齡為(58.89±14.32)和(57.97±12.14)歲,二組間差異無統計學意義(t=0.267,P=0.79)。這可能與選取的樣本人群不同有關。因此,在臨床上即使是較年輕的CRC患者發(fā)現SPN,也不能排除惡性腫瘤轉移的可能性,因為年齡并沒有很高的參考價值。
18F-FDG PET/CT代謝顯像是一種對SPN良惡性鑒別非常準確且非侵入性的診斷方法,Kim等[5]研究認為其敏感度和特異度可達96%及85%,他們根據結節(jié)的放射性攝取程度分為5級(0~4分):0分,無放射性攝?。?分,低于縱隔;2分,等于縱隔;3分,高于縱隔低于肝臟;4分,高于肝臟。病灶得分為0和1分者判為良性結節(jié);得分為2~4分者判為惡性。SUVmax值也是反映病灶細胞代謝水平的一種很重要的半定量指標,一般認為當該值高于2.5時對惡性病變 具 有 診 斷 價 值[6-9]。而Nguyen等[10]認 為 以SUVmax值大于3.6作為閾值時診斷效能更高。本研究中對病灶SUVmax值與良惡性的關系進行ROC曲線分析,曲線下面積為0.902,計算出其約登指數(Youden's index)為0.733,良惡性病變間SUVmax值的差異有統計學意義,以SUVmax值=1.15作為閾值時診斷效能最大。結果提示對于發(fā)現SPN的結直腸癌患者,要采用比健康人群更低的SUVmax值作為鑒別良惡性SPN的閾值,同時也說明CRC肺部轉移灶可能比一般的肺癌結節(jié)的代謝活性要低。SUVmax值=1.15相當于縱隔心血池的放射性攝取程度,這和Kim等[5]的研究結果一致,我們在臨床診斷中也是將結直腸癌患者SPN的放射性攝取程度大于縱隔作為惡性病變的評判標準。
在絕大多數的研究中,18F-FDG PET/CT代謝顯像對SPN的診斷敏感度和特異度可達到80%以上,本研究結果也基本一致(敏感度為84.38%,特異度為88.89%),但由于FDG反映的是細胞的葡萄糖代謝水平,它并不是一種腫瘤特異性的顯像劑,很多機體的炎癥過程如炎性肉芽腫,活動性結核,真菌感染等都會造成FDG的局灶性濃聚,產生假陽性結果。在本研究中就有2例結核、1例炎性肉芽腫被誤判為惡性病變(假陽性),故在一些結核高發(fā)地區(qū)尤其要警惕假陽性的可能[11]。對于結核的診斷,臨床資料有很高的參考價值,患者的結核病史或是否有結核接觸史以及患者低熱、盜汗等臨床癥狀等都對診斷有幫助,肺結核好發(fā)于兩肺上葉尖后段和下葉的背段,其它部位比較少見;當結節(jié)或腫塊缺乏典型良性或惡性形態(tài)學改變,結核菌素試驗(PPD)對于鑒別診斷可以起到一定的作用,尤其是結核菌素試驗陰性者,基本上可以排除活動性肺結核,而陳舊性肺結核FDG攝取不高,這些都可以作為對SPN的診斷依據。
在本研究中,我們比較了SPN發(fā)生的部位和SPN良惡性之間的關系,結果表明SPN的良惡性與腫瘤的部位間無明顯相關性,提示結直腸癌患者的肺轉移灶可以發(fā)生于雙肺的任何肺葉,沒有明顯的傾向性,部位并不能作為診斷結直腸癌患者肺轉移的診斷依據。
18F-FDG PET/CT代謝顯像也會產生假陰性結果,主要有以下原因:①結節(jié)直徑過小,小的結節(jié)受PET探測的靈敏度空間分辨率局限性和/或部分容積效應導致轉移灶增高的FDG代謝活性并不能被探測到,有研究認為小于1cm、尤其是小于7mm的SPN即使FDG PET/CT顯像為陰性也不能排除惡性可能[12],在本研究中有4例診斷結果為假陰性,其SPN直徑均小于7mm;②某些低代謝活性的惡性腫瘤,很多高分化的惡性腫瘤具有相對較低的代謝活性及較慢的生長速度,會產生假陰性的結果,本研究中5例假陰性結果中有3例為管狀腺癌、1例為乳頭狀腺癌,均為高分化腺癌,另外1例印戒細胞癌患者在PET/CT檢查前4天接受了化療,藥物對腫瘤細胞進行了殺滅造成轉移灶代謝減低而導致假陰性結果;③患者血糖水平高,高的血糖水平會競爭性抑制惡性腫瘤細胞對FDG的攝取,所以注射顯像劑前控制血糖水平十分重要。我們一般要求患者注射顯像劑前血糖水平調整至10mmol/L以下。
[1]Askoxylakis V,Thieke C,Pleger ST,et al.Long-term survival of cancer patients compared to heart failure and stroke:a systematic review[J].BMC Cancer,2010,10(1):105-109.
[2]Carpizo DR,D'Angelica M.Liver resection for metastatic colorectal cancer in the presence of extrahepatic disease[J].Lancet Oncol,2009,10(8):801-809.
[3]Riquet M,Foucault C,Cazes A,et al.Pulmonary resection for metastases of colorectal adenocarcinoma[J].Ann Thorac Surg,2010,89(2):375-380.
[4]Gould M,Fletcher J,Iannettoni MD.Evaluation of patients with pulmonary nodules:when IS it lung cancer?ACCP evidencebased clinical practice guidelines(2nd edition)[J].Chest,2007,132(Supple 3):S105-S130.
[5]Kim SK,Allen-Auerbach M,Goldin J,et al.Accuracy of PET-CT in characterization of solitary pulmonary lesions[J].J Nucl Med,2007,48(2):214-220.
[6]Sim YT,Goh YG,Dempsey MF,et al.PET-CT evaluation of solitary pulmonary nodules:correlation with maximum standardized uptake value and pathology[J].Lung,2013,191(6):625-632.
[7]Al-Sugair A,Coleman RE.Applications of PET in lung cancer[J].Semin Nucl Med,1998,28(4):303-319.
[8]Lowe VJ,Fletcher JW,Gobar L,et al.Prospective investigation of positron emission tomography in lung nodules[J].J Clin Oncol,1998,3(16):1075-1084.
[9]Christensen JA,Nathan MA,Mullan BP,et al.Characterisation of the solitary pulmonary nodule:18F-FDG PET versus nodule-enhancement CT[J].Am J Roentgenol,2006,187(5):1361-1367.
[10]Nguyen NC,Kaushik A,Wolverson MK,et al.Is there a common SUV threshold in oncological FDG PET/CT,at least for some common indications:a retrospective study[J].Acta Oncol,2011,50(5):670-677.
[11]Li Y,Su M,Li F,et al.The value of18F-FDG-PET/CT in the differential diagnosis of solitary pulmonary nodules in areas with a high incidence of tuberculosis[J].Ann Nucl Med,2011,25(10):804-811.
[12]Tan BB,Flaherty KR,Kazerooni EA,et al.The solitary pulmonary nodule[J].Chest,2003,123(Suppl 1):S89-S96.