肖景興,羅澤斌,陳曉東,王 東
1.廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院核醫(yī)學科,廣東 湛江524038;2.廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院放射科,廣東 湛江524038
鼻咽癌是常見的頭頸部惡性腫瘤之一。目前,其形態(tài)學評價主要推薦增強磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),脫氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose,F(xiàn)DG)PET/CT和磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)的應(yīng)用也逐漸增加,可提供形態(tài)學以外的更多診斷信息[1-2]。
18F-FDG是臨床常用示蹤劑。對于PET/CT圖像,臨床一般采用最大標準攝取值(maximum standardized uptake value,SUVmax)進行半定量分析,反映腫瘤的代謝活性水平,從而用于腫瘤診斷、預(yù)后及療效評估[1]。DWI可評價細胞外水分子運動(布朗運動),而高度增殖的腫瘤組織內(nèi)水分子運動受限,受限程度一般用表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)定量表示。此外,ADC還能反映細胞增殖[3-4],同時受腫瘤壞死的影響[5]。
SUVmax值和ADCmin值分別反映腫瘤組織的代謝活性和活體水分子擴散程度,它們是否相關(guān)?目前研究顯示,不同的腫瘤類型有截然相反的結(jié)果。例如,Wong等[6]與Regier等[7]分別報道胃腸道間質(zhì)瘤、肺癌病灶的SUVmax與ADCmin呈負相關(guān),而Ho等[8]、Varoquaux等[9]和Wu等[10]分別報道宮頸癌、頭頸部鱗癌和淋巴瘤病灶的SUVmax與ADCmin沒有相關(guān)性。國內(nèi)外尚未見鼻咽癌原發(fā)病灶SUVmax與ADCmin之間關(guān)系的研究報道,本研究對此進行探討,并分析這兩個參數(shù)在T1-2與T3-4鼻咽癌病灶之間的差異。
連續(xù)收集2016年5月—2017年7月經(jīng)病理學檢查確診的未分化型非角化性鼻咽癌患者32例,其中5例未能入組(4例因金屬假牙或氣體等導(dǎo)致DWI圖像嚴重變形而無法測量,1例因血糖過高而剔除),最終入組27例。其中男性19例,女性8例;年齡19.4~67.0歲,平均46.7歲。患者均知情同意,放化療前均全身行PET/CT及頭頸部增強MRI掃描,掃描間隔時間不超過3 d。鼻咽癌分期以中國鼻咽癌2008分期為參考標準。27例鼻咽癌患者的臨床資料見表1。
表 1 27例鼻咽癌患者的臨床信息
18F-FDG PET/CT全身掃描采用美國GE公司的Discovery PET/CT 690儀。患者禁食6 h以上,血糖低于8.1 mmol/L,靜脈注射18F-FDG(3.7~4.4 MBq/kg),靜臥60 min后行PET/CT全身掃描。檢查前先排空膀胱,掃描范圍為顱頂?shù)酱笸?。先行CT掃描,掃描參數(shù)為:管電壓120 kV,管電流120 mA,層厚3.75 mm,層間距3.27 mm。CT檢查完后行PET三維模式掃描,層厚3.3 mm,層間距3.75 mm,采集時間2.5 mm/床位,6~7床位,先通過CT進行衰減校正,然后用OSEM迭代重建法,獲得冠狀位、軸位及矢狀位3個方向的圖像。
MRI掃描采用美國GE公司的Discovery MR750 3.0T超導(dǎo)磁共振,8通道頭頸聯(lián)合線圈。造影劑為釓噴酸葡胺注射液(規(guī)格:469.01 mg/mL×10 mL),成人以0.2 mL/kg自肘靜脈高速團注。受檢者頭頸部固定,頸部用專用沙袋固定,耳塞屏蔽噪音。掃描范圍為額葉中部至胸廓入口水平。方位:軸位(平行于顱底)、矢狀位及冠狀位(平行于C3椎體)。MRI常規(guī)掃描系列包括SAG-T1WI、AXT1WI、AX-T2WI、AX-FLAIR、COR-STIR、AX-T1WIC+、COR-T1WIC+、SAG-T1WIC+及DWI(b=800 mm2/ s)。DWI掃描方案:采用SE-EPI系列,軸位。掃描參數(shù):重復(fù)時間(repetition time,TR)/回波時間(echo time,TE)=6 000 ms/默認最小值,視野(field of view,F(xiàn)OV)22 cm×22 cm,矩陣128×128,層厚6 mm,層間距1 mm;分別在x、y和z軸3個方向施加擴散敏感梯度,頻率編碼方向R/L,b取0、800 s/ mm2,激勵次數(shù)(number of excitation,NEX)為2。
先將PET/CT和MRI數(shù)據(jù)傳輸至AW4.6后處理工作站(GE Advantage Windows version 4.6),然后用Integrated Registration軟件分別將T1WI/T2WI與PET/CT圖像融合,DWI與PET/CT融合。對照所選取的DWI、ADC圖層面,利用Functiontool 軟件進行ADCmin勾畫,選取對應(yīng)病灶最大層面的PET/CT圖像。為減少邊緣效應(yīng)所致測量誤差,避開邊緣3 mm放置最大范圍感興趣區(qū)(region of interest,ROI),測量病變SUVmax。數(shù)據(jù)采集和分析由1名具有5年核醫(yī)學科工作經(jīng)驗的醫(yī)師完成,確保ROI放置在DWI、ADC圖像上與PET/CT圖像同一層面的相應(yīng)部位。圖1示病灶SUVmax和ADCmin的測量方法。
圖 1 SUVmax與ADCmin的測量方法
采用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件,分別對鼻咽癌病灶A(yù)DCmax和SUVmax進行正態(tài)性檢驗。如果服從正態(tài)分布,行Pearson相關(guān)性分析;如果不服從正態(tài)分布,行Spearman相關(guān)性統(tǒng)計分析。將鼻咽癌按T分期高低分為T1-2與T3-4兩組,對兩組SUVmax和ADCmin分別進行統(tǒng)計分析。如果服從正態(tài)分布,行兩獨立樣本t檢驗;不服從正態(tài)分布,采用非參數(shù)秩和檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
影像學及臨床隨訪結(jié)果顯示,27例鼻咽癌患者中,T1期2例,T2期6例,T3期6例,T4期13例,病理類型均為未分化型非角化性鼻咽癌。27例鼻咽癌病灶的SUVmax為9.12±4.01,ADCmin為(0.674±0.186)×10-3mm2/s,病灶的SUVmax與ADCmin無相關(guān)關(guān)系(r=-0.031,P=0.875,圖2)。
圖 2 SUVmax與ADCmin關(guān)系的散點圖
將27例鼻咽癌患者按T分期分成兩組,其中T1-2組8例,T3-4組19例。兩組鼻咽癌病灶的SUVmax差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001),而ADCmin差異無統(tǒng)計學意義(P=0.798,表2)。
表 2 T1-2與T3-4鼻咽癌的SUVmax與ADCmin
18F-FDG PET/CT采用SUVmax反映細胞分子葡萄糖代謝水平。在腫瘤顯像中,SUVmax增加可能是細胞迅速增殖的一個信號[11-14]。MRI-DWI作為一種非侵入性手段,能測量腫瘤中的水分子運動,并利用ADC值量化水分子布朗運動。腫瘤組織內(nèi)水分子擴散受限,ADC值減低。因此,惡性腫瘤往往表現(xiàn)為SUVmax增加及ADCmin減低。
SUVmax和ADCmin能很好地監(jiān)測鼻咽癌放化療的療效[15-16],與遠處轉(zhuǎn)移、預(yù)后密切相關(guān)[15,17-21]。從某種意義來說,這兩者應(yīng)存在一定的相關(guān)性。近年來,有學者[9]對頭頸部鱗癌的SUV和ADC的測量重復(fù)性及相關(guān)性進行研究,提出SUV和ADC測量重復(fù)性好,無相關(guān)性,是臨床評價中相互補充、相互獨立的生物學因子。Han等[22]報道了相同結(jié)果。本研究也顯示,鼻咽癌的SUVmax與ADCmin沒有相關(guān)性(r=- 0.031,P=0.876)。但有學者報道[23],頭頸部鱗癌的SUVmax與ADCmin之間有明顯的負相關(guān)關(guān)系。出現(xiàn)不同結(jié)論可能與病理類型及病理分級有關(guān)。既往研究的頭頸部鱗癌病理類型及病理分級差異較大(包括舌癌、喉癌等,病理分級有低、中及高分化),而本研究只納入相同病理類型(未分化型非角化性鼻咽癌),減少了入組偏倚。出現(xiàn)不同結(jié)論還與測量方法有關(guān)。本研究利用PET/CTMRI融合軟件對測量前病灶進行融合,能提供相同部位病灶ROI信息,提高了測量相應(yīng)位置的可靠性。此外,病種不同,病灶的SUVmax與ADCmin的相關(guān)關(guān)系也不同。例如,Wong等[6]、Regier等[7]及高晶晶等[24]分別報道胃腸道間質(zhì)瘤、肺癌及直腸癌的SUVmax與ADCmin之間呈負相關(guān),而Ho等[8]、Wu等[10]及本研究分別報道宮頸癌、淋巴瘤及鼻咽癌病灶的SUVmax與ADCmin均無相關(guān)關(guān)系。導(dǎo)致不同結(jié)果的原因可能與腫瘤某種內(nèi)在屬性有關(guān),有必要進行更深入的細胞及分子生物學研究。
有研究[25]報道,乳腺癌病灶的SUVmax與TNM分期有明顯的相關(guān)性,預(yù)測乳腺癌預(yù)后可能比ADC更有價值。對于鼻咽癌SUVmax與T分期的關(guān)系研究較少。孫新儒等[26]研究113例鼻咽癌病例,指出SUVmax在T1~T4各分期中的差異有統(tǒng)計學意義,且隨分期升高差異逐漸增大。本研究樣本量相對少,將鼻咽癌患者按T分期分成T1-2、T3-4兩組,結(jié)果顯示,T3-4組SUVmax普遍高于T1-2組。Nakajo等[23]對26例頭頸部鱗癌T分期的研究結(jié)果顯示,T3-4組SUVmax高于T1-2組。推測可能的原因是,鼻咽癌病灶的FDG攝取與腫瘤細胞表面的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1(glucose transporter 1,GLUT1)呈正相關(guān)[27],而鼻咽癌中GLUT1超表達,可轉(zhuǎn)運更多的葡萄糖以滿足惡性細胞高代謝率和快速生長的需要。通常,鼻咽癌的T分期越高,病灶越大,侵襲性越強,需要的能量越多,GLUT1表達越高,從而FDG攝取越多。ADCmin與鼻咽癌T分期的關(guān)系也鮮有報道。周瑋等[28]研究指出,測定ADC有助于對鼻咽癌的T分期進行評估,但對T1和T4期靈敏度較低(<90%)。于小平等[29]報道,鼻咽癌的T分期與ADC值不相關(guān),且不同T分期鼻咽癌的ADC差異無統(tǒng)計學意義。本研究顯示,T1-2與T3-4鼻咽癌之間ADCmin差異無統(tǒng)計學意義,提示基于單指數(shù)模型的傳統(tǒng)DWI可能難以區(qū)別不同T分期鼻咽癌之間水分子擴散方面的差別。
由于鼻咽部DWI易受氣體、假牙等影響導(dǎo)致偽影變形,本研究未納入變形明顯影響ROI測量的患者。本研究取b=800 s/mm2,也是因其偽影少,圖像背景抑制充分[23,30]。
本研究存在以下不足:① 樣本量少,未對鼻咽癌T1~T4各T分期與SUVmax或ADCmin的關(guān)系進行統(tǒng)計學分析;② 隨訪時間較短,未能進一步分析SUVmax與ADCmin預(yù)判、評估治療療效及預(yù)后價值的差異。
鼻咽癌18F-FDG PET/CT SUVmax和MRI-DWI ADCmin是相互獨立的生物參數(shù),反映不同的細胞生物學行為特性,可能在評估鼻咽癌診斷及預(yù)后等方面發(fā)揮補充作用。SUVmax可在一定程度上反映鼻咽癌的T分期。