徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心(江蘇 徐州 221006)

王 珍 王 琪 邵文靜 徐 凱

PET/CT聯(lián)合高b值水分子彌散成像在頭頸部腫瘤診斷應(yīng)用

徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心(江蘇 徐州 221006)

王 珍 王 琪 邵文靜 徐 凱

目的 頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、血供豐富、各類(lèi)器官密集，單模式影像技術(shù)在臨床診斷、鑒別診斷上有一定挑戰(zhàn)。本研究采用18F FDG PET/CT聯(lián)合MRI高b值DWI成像技術(shù)對(duì)頭頸部腫瘤臨床診斷效能進(jìn)行研究。方法 對(duì)27例臨床診斷頭頸腫瘤患者進(jìn)行18F FDG PET/CT聯(lián)合MRI高b值DWI成像。先進(jìn)行PET/CT掃描，然后進(jìn)行MR常規(guī)序列和多b值掃描。分別在工作站計(jì)算18F FDG PET/CT病灶標(biāo)準(zhǔn)攝取值(standardized uptake value，SUV)與多指數(shù)模型(小b值0-200、中b值300-1500和高b值1700-4500s/mm2)水分子擴(kuò)散成像表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)。結(jié)果18F FDG PET/ CT和MRI常規(guī)掃描序列均能發(fā)現(xiàn)患者頭頸部病灶。視覺(jué)診斷發(fā)現(xiàn)頭頸部良性病灶在b值大于3000時(shí)DWI上病灶信號(hào)均消失，而惡性腫瘤病灶均仍呈現(xiàn)高信號(hào)。SUV值最大值和平均值在良性和惡性病灶間存在顯著性差異(P＜0.03)，而多b值掃描中僅高b值A(chǔ)DC平均值存在顯著性差異(P＜0.02)。SUV值與小、中和高b值的ADC值之間均無(wú)明顯相關(guān)性(r＜0.47)。結(jié)論 高b值DWI成像技術(shù)能夠幫助對(duì)18F FDG PET/CT攝取病灶進(jìn)行良惡性的鑒別。

18F FDG PET/CT；DWI-MR；多模式分子成像

頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、血管豐富、各類(lèi)器官密集，因此準(zhǔn)確對(duì)病灶進(jìn)行解剖定位、精確顯示腫瘤及其對(duì)鄰近組織、結(jié)構(gòu)的侵犯范圍對(duì)腫瘤早期診斷、鑒別診斷、分期及指導(dǎo)治療均具有重要的臨床價(jià)值。PET/CT在提供解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上能夠顯示組織細(xì)胞功能代謝、受體活性和基因表達(dá)等信息，已經(jīng)成為臨床重要的分子影像設(shè)備[1-2]。但18F FDG缺乏特異性、CT軟組織分辨率較低，MRI具有軟組織分辨率高、能夠提供多參數(shù)成像的優(yōu)點(diǎn)，特別是水分子擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)能夠無(wú)創(chuàng)性反映活體組織細(xì)胞中水分子擴(kuò)散的信息，從而間接反映組織細(xì)胞密度，揭示水分子在組織細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)包括隨機(jī)擴(kuò)散和通過(guò)細(xì)胞膜水通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)(Aquaporin，AQP)[3-5]；與此同時(shí)，高b值(b值大于2000s/mm2)能夠更早發(fā)現(xiàn)病灶，并清晰顯示腫瘤范圍和腫瘤內(nèi)部非均一性，有助于提高對(duì)腫瘤診斷的準(zhǔn)確性[6-8]。為此，本研究采用18F FDG PET/CT聯(lián)合常規(guī)MR掃描基礎(chǔ)上的高b值 DWI技術(shù)，以提高18F FDG PET/CT對(duì)頭頸部腫瘤早期診斷、分期準(zhǔn)確性，為推動(dòng)個(gè)體化治療發(fā)展提供客觀資料。

1 資料和方法

1.1 一般資料隨機(jī)、盲法選擇臨床診斷明確的27例頭頸部腫瘤患者。男性19例、女性8例，年齡(49.57±18.82)歲。受檢患者無(wú)PET/CT、MRI成像禁忌癥，檢查前均未接受穿刺、放化療及手術(shù)，檢查后兩周內(nèi)行穿刺活檢或者手術(shù)治療并有明確病理結(jié)果。所有入組患者均進(jìn)行血清腫瘤標(biāo)志物檢查。27例患者包括頸部炎性腫塊2例、甲狀腺乳頭狀癌1例，頸部轉(zhuǎn)移瘤6例，淋巴瘤9例(非霍奇金淋巴瘤8例，霍奇金淋巴瘤1例)，鱗狀細(xì)胞癌1例，甲狀腺腺瘤3例，腮腺混合腺瘤5例。

1.2 掃描方法患者進(jìn)行18F FDG PET/CT后采用專(zhuān)用患者轉(zhuǎn)運(yùn)床直接移到3.0T MRI進(jìn)行掃描。采用患者轉(zhuǎn)運(yùn)床以便對(duì)患者位置進(jìn)行空間配準(zhǔn)來(lái)提高PET與MR圖像融合精準(zhǔn)度[9]。

1.2.118F FDG PET/CT掃描：患者禁食6小時(shí)以上，測(cè)量空腹血糖，靜脈注射18F FDG PET/CT(4.0 MBq/kg)后，靜臥60分鐘后開(kāi)始進(jìn)行PET/CT掃描。使用Discovery PET/CT Elite(GE,Waukesha, WI,USA)。掃描范圍為：頭頂至大腿中部。CT掃描層厚3.75mm，層間距3.27mm，重建算法為FBP(濾波反投影法)。P E T掃描層厚3.3mm，層間距3.27mm，重建算法為VUE Point HD+FX。

1.2.2 MR常規(guī)掃描序列和高b值DWI掃描：掃描設(shè)備Discovery MR 750W(GE,Waukesha,WI,USA)。使用頭頸線圈，掃描范圍：包括整個(gè)頭頸部。選擇掃描序列：T2WI壓脂序列、T1WI序列、LAVA Flex序列、多b值DWI序列(RTr

Ax DWI mb=18)。b值分別為：0、50、100、150、200；300、500、800、1000、1300、1500、1700、2000、2500、3000、3500、4000和4500s/mm2。視野和層間距與T2WI相同，層厚6.6cm。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.118F FDG PET/CT與MR圖像配準(zhǔn)。在750W MRI配備的的AW4.6工作站上進(jìn)行PET/ MRI圖像融合。使用General Registration軟件通過(guò)CT和MR常規(guī)序列將CT和MR不同模式圖像配準(zhǔn)，然后進(jìn)行圖像融合和顯示。用Volume View軟件顯示PET/CT的圖像融合。并用系統(tǒng)自帶軟件勾畫(huà)ROI，閾值設(shè)為42%。測(cè)量SUV的最大值(SUVmax)和平均值(SUVmean)，同時(shí)在CT圖像上測(cè)量病灶的大小。

1.3.2 兩位有經(jīng)驗(yàn)的PET/CT和MR醫(yī)師分別閱讀PET/CT和MR常規(guī)序列+DWI(b值0、1000和3000s/ mm2)，以及MR常規(guī)序列+AQP MR圖像(高b值)。

1.3.3 多指數(shù)多b值DWI圖像處理：使用GE公司提供的多指數(shù)模型對(duì)多b值圖像進(jìn)行處理，在重建出來(lái)的雙指數(shù)衰減模型ADC圖像上手工選取感興趣區(qū)(小b值0-200 s/mm2、中b值300-1500s/mm2和高b值1700-4500s/mm2)分別計(jì)算病灶A(yù)DC的最小值(ADCmin)、平均值(ADCmean)和最大值(ADCmax)。高b值獲的ADC圖作為AQP MR圖像。感興趣區(qū)勾畫(huà)原則：選取病灶最大層面沿著病灶邊緣勾畫(huà)感興趣區(qū)，避開(kāi)腫塊內(nèi)囊變、出血、壞死區(qū)及頸部大血管。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以表示。對(duì)良、惡性病灶組的SUV、ADC的比較行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。用Pearson相關(guān)分析法比較單指數(shù)、多指數(shù)模型ADC(ADCmean、ADCmin和ADCmax)與SUV(SUVmax、SUVmean)之間關(guān)系，r＞0.50作為具有相關(guān)性。

2 結(jié) 果

27例患者，10例診斷為良性病灶，其余為頭頸部惡性腫瘤病灶。27例患者頭頸部病灶18F FDG PET/CT顯示均為陽(yáng)性，MR常規(guī)序列均可以清晰顯示病灶，經(jīng)過(guò)PET/CT與MR圖像配準(zhǔn)、融合后發(fā)現(xiàn)顯示病灶位置一致。兩例良性病灶在b值大于3000時(shí)DWI圖像上病灶信號(hào)消失(見(jiàn)圖1)，而所有惡性腫瘤病灶均呈現(xiàn)高信號(hào)，病灶顯示清晰(見(jiàn)圖2)。

表1為27例頭頸部腫瘤患者病灶的SUV值與多指數(shù)ADC值統(tǒng)計(jì)結(jié)果。結(jié)果顯示良性病灶SUV、ADC值與惡性腫瘤病灶不同，良性和惡性病灶SUV最大值和平均值之間存在顯著性差異(P＜0.03)，但是只有在高b值時(shí)兩者才存在差異(P＜0.02)。

表2為27例頭頸部腫瘤患者病灶SUV與ADC值之間相關(guān)性分析結(jié)果。結(jié)果顯示SUV與小b值、中b值和高b值計(jì)算的ADC值之間無(wú)明顯相關(guān)性(r=0.47)。

3 結(jié) 論

本研究采用專(zhuān)用患者轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PET/CT與MR圖像精準(zhǔn)配準(zhǔn)技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)的科學(xué)性和重復(fù)性。研究結(jié)果與先前學(xué)者的研究結(jié)果有一致之處，也有一些新的發(fā)現(xiàn)。

18F FDG PET/CT在頭頸部腫瘤診斷有一定的作用，在18F FDG的攝取上良、惡性病灶存在明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[10]。但是，由于18F FDG 缺乏特異性，特別是甲狀腺瘤對(duì)18F FDG就有高的攝取率，這樣很難與甲狀腺癌等惡性腫瘤進(jìn)行鑒別，利用ADC值的測(cè)量有助于腫瘤的鑒別。同時(shí)，盡管不同種類(lèi)的淋巴瘤在18F FDG PET上均表現(xiàn)為高攝取，但是我們可以利用CT、MRI對(duì)病灶進(jìn)行定位，準(zhǔn)確顯示病灶形態(tài)、范圍，有助于對(duì)淋巴瘤進(jìn)行進(jìn)一步的的組織學(xué)分型[11]。

DWI技術(shù)，特別是高b值DWI有助于提高在頭頸部腫瘤診斷特異性，能對(duì)PET/CT進(jìn)行輔助作用。一些研究表明DWI對(duì)于頭頸部腫瘤診斷和鑒別診斷具有幫助。特別是高b值能夠提高病灶與周?chē)M織對(duì)比度，提高診斷的準(zhǔn)確性[6-8]。但是，這些作者均未對(duì)高b值提高診斷準(zhǔn)確性的分子機(jī)理進(jìn)行深入討論。最近基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究表明高b值實(shí)際上是反映細(xì)胞膜AQP功能和數(shù)量[12,13]。惡性腫瘤時(shí)腫瘤細(xì)胞膜的AQP表達(dá)增高，這樣導(dǎo)致ADC值也相應(yīng)提高。SUV值與小b值、中b值和高b值A(chǔ)DC值無(wú)明顯的相關(guān)性。中b值A(chǔ)DC與SUV之間無(wú)密切關(guān)系，與其他報(bào)道一致[14,15]。這主要與SUV是反映細(xì)胞對(duì)18F FDG攝取和細(xì)胞內(nèi)磷酸化激酶功能，而中b值主要反映水分子在細(xì)胞間隙和細(xì)胞內(nèi)自由擴(kuò)散。這兩者之間無(wú)直接的關(guān)系所致。而小b值、高b值與SUV值之間無(wú)明顯的相關(guān)性其機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

18F FDG PET/CT聯(lián)合高b值DWI能夠提高頭頸部腫瘤臨床診斷的效能。18F FDG PET/CT顯像與高b值DWI圖像向結(jié)合，降低了18F FDG PET/CT顯像假陽(yáng)性。MRI有具有高的軟組織分辨率，這樣也可以彌補(bǔ)對(duì)18F FDG PET/CT顯像冷結(jié)節(jié)病灶的檢出和進(jìn)行鑒別診斷。

本研究存在局限性。這些包括病例數(shù)少，僅僅27例。對(duì)腫瘤未進(jìn)行再分組統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)病灶組織未進(jìn)行AQP免疫組化分析。這些將在后續(xù)的研究中進(jìn)一步完善。

綜上所述，18F FDG PET/CT聯(lián)合高b值DWI能夠提高頭頸部腫瘤臨床診斷的效能。

表1 27患者頭頸部病灶SUV值與多指數(shù)ADC值結(jié)果

表2 27例患者頭頸部病灶 SUV與多指數(shù)模型ADC值之間相關(guān)性分析

[1]鄭明發(fā),趙春雷,陳自謙.18FFDG PET-CT顯像對(duì)黑色素瘤患者綜合治療后隨訪的診斷及其預(yù)后的價(jià)值.[J].中國(guó)CT和MRI雜志，2015,(2):97-99.

[2]馬威,肖勇,陸普選.CT增強(qiáng)及18FFDG PET/CT在判斷肺結(jié)核球活動(dòng)性中的價(jià)值.[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2010,8(2):68-70.

[3]Benga G. Water Channel Proteins (Later Called Aquaporins) and Relatives: Past, Present, and Future[J]. IUBMB Life. 2009 ;61(2):112-33

[4]郭啟勇,辛軍,張新,等.MRI水?dāng)U散加權(quán)成像分子機(jī)理研究進(jìn)展[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志, 2013,24(07):496-500.

[5]李加慧,李秋菊,于兵等.DWI-MRI多b值水通道蛋白分子成像機(jī)理和方法學(xué)研究[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志.2014 ;25 (3): 186-189.

[6]White NS, McDonald CR, Farid N, et al. Improved conspicuity and delineation of high-grade primary and metastatic brain tumors using “restriction spectrum imaging”:Quantitative comparison with high b-value D W I a n d A D C[J]. A m J Neuroradiol. 34(5): 958-977.

[7]Takahara T, Kwee TC. Ultrahigh-b-value diffusionweighted MR imaging for the detection of prostate cancer: evaluation in 201 cases with histopathological correlation[J].Eur Radiol 2011;21(1): 188-196.

[8]Choi SH, Paeng JC, Sohn CH, et al. Correlation of 18F-FDG uptake with apparent diffusion coefficient ratio measured on standard and high b value diffusion MRI in head and Neck Cancer[J]. J Nucl Med. 2011;52(7):1056-1062.

[9]Gustav K. von S, Felix PK, Philipp K, et al. Clinical positron emission tomography/magnetic resonance imaging applications[J]. Seminar in Nucl Med. 2013;43(1):3-13.

[10]趙偉,楊志,王雪鵑.等.全身18FFDG PET-CT顯像在甲狀腺疾病檢測(cè)的價(jià)值[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2015,（8）：27-29.

[11]陳阿梅,夏建東,江新青,等.鼻咽喉頭頸部淋巴瘤的影像與病理對(duì)照分析[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2011；9（3）：17-19.

[12]Niu DF, Kondo T, Nakazawa T, et al. Differential expression of aquaporins and its diagnostic utility in thyroid cancer[J]. PLoS ONE 2012;7(7): e40770.

[13]Verkman AS, Hara-Chikuma M ,Papadopoulos MC. Aquaporinsnew players in cancer biology [J]. Mol Med (Berl),2008, 86(5):523-529.

[14]Gu J, Khong PL, Wang SL, et al. Quantitaive assement of diffusion-weighted MR imaging in patients with primary rectal cancer: correlation with FDGPET/CT[J]. Mol Imaging Biol. 2011;13(5):1020-1028.

[15]Varoquaux A, Rager O, Lovblad KO, et al. Functional imaging of head and neck squamous cell carcinoma with diffusionweighted MRI and FDG PET/ CT:quantitative analysis of ADC and SUV[J]. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2013;40(6):842-852.

（本文圖片見(jiàn)封二）

(本文編輯:謝婷婷)

PET/CT in Combination with High b Value Water Molecules Diffusion Imaging in the Diagnosis of Cerebral and Cervical Tumor

WANG Zhen, WANG Qi, SHAO Wen-jing, et al.Medical Imaging Center, the Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou 221006, Jiangsu Province, China

Objective Cerebral and cervical anatomy structure is complex, rich blood supply and various organs, single mode imaging techniques met challenges in clinical diagnosis and differential diagnosis. This research adopts the18F FDG PET/CT in combination with MRI high b values DWI imaging of head and neck cancer clinical diagnosis can efficiency were studied.Methods A total of 27cases of clinical diagnosis with head and neck cancer patients accepted18F FDG PET/CT in combination with MRI (high b DWI) imaging scan. PET/CT scan first, and then to MR conventional sequence and multi b scan. Respectively in the workstation calculation of18F FDG PET/CT lesions standard perturbation values (standardized uptake value, SUV) with single index (0,1000s/mm2) and multiple index model (small b 0-200,middle b 300-1500 and high b, 1700-4500 s/mm2) a water molecule diffusion imaging apparent diffusion coefficient (ADC).Results18F FDG PET/CT and routine MRI scanning sequences were found in patients with head and neck lesions. Visual detection head and neck when b is greater than 3000 s/mm2 benign lesions DWI lesions on signal can have disappeared, and malignant lesions are present high signal. SUV maximum and average have significant statistical difference between benign and malignant lesions(P＜0.03), and the number of b scan only high b values exist significant difference(P＜0.02). No significant correlations were found between SUV and b value of ADC values(P＜0.47).Conclusion The high value of DWI imaging technology can b can help of18F FDG PET/CT intake in the identification of benign and malignant lesions.

18F FDG PET/CT; DWI-MR; Multi-modality

R739.91

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.11.008

徐 凱

2015-10-08