中国中西医结合影像学杂志   2020, Vol. 18 Issue (4): 356-359
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PET/CT-MRI三模式对头颈部肿瘤的诊断价值[PDF全文]
王珍 , 王琪 , 徐凯
徐州医科大学附属医院影像科,江苏 徐州 221000
摘要目的: 探讨PET/CT-MRI三模式技术在头颈部肿瘤诊断中的应用价值。方法: 对47例临床疑诊头颈部肿瘤的患者行PET/CT-MRI三模式检查,其中45例加行多b值DWI检查。计算病灶标准摄取值(SUV)、慢速ADC(ADCslow)、快速ADC(ADCfast)及水通道蛋白ADC值(ADCAQP)。以病理为金标准,比较PET/CT、MRI及PET/CT-MRI三模式对头颈部病变的诊断价值,确定头颈部良恶性病变的最佳诊断界值。结果: PET/CT-MRI三模式在头颈部良恶性病变的诊断敏感度、阳性预测值、阴性预测值及准确率上较PET/CT、MRI有一定提高。SUVmax=6.65 g/mL与ADCAQP(mean)=0.212 5 μm2/s为头颈部良恶性病变的最佳诊断界值。结论: PET/CT-MRI三模式对提高头颈部肿瘤的检出及诊断有一定意义。
关键词正电子发射断层显像术    体层摄影术, X线计算机    磁共振成像    头颈部肿瘤    
Value of trimodality PET/CT-MRI in the evaluation of head and neck tumors
WANG Zhen , WANG Qi , XU Kai
Department of Imaging, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221000, China
Abstract: Objective: To investigate the diagnostic value of trimodality PET/CT-MRI in head and neck tumors. Methods: 47 cases of clinical suspect with head and neck tumors patients underwent trimodality PET/CT-MRI, among them 45 cases underwent mult-b value scan of MRI. The standardized uptake value (SUV), fast ADC (ADCfast), slow ADC (ADCslow) and aquaporins ADC (ADCAQP) of all lesions were caculated. The results were confirmed by pathology and then the diagnostic value of PET/CT, MRI and trimodality PET/CT-MRI were compared. The best diagnostic boundary of benign and malignant head and neck lesions were found. Results: Compared with PET/CT and MRI, trimodality PET/CT-MRI improved the sensitivity, post predictive value, negative predicitive value and accuracy in the diagnosis of benign and malignant lesions of head and neck. The best diagnostic boundary of SUVmax was 6.65 g/mL, the best diagnostic boundary of ADCAQP(mean) was 0.212 5 μm2/s. Conclusion: Compared with PET/CT and MRI, trimodality PET/CT-MRI has certain significance for the detection and diagnosis of head and neck diseases.
Key words: Positron-emission tomography    Tomography, X-ray computed    Magnetic resonance imaging    Head and neck neoplasms    

头颈部肿瘤包括颈部肿瘤、耳鼻喉肿瘤及口腔颌面部肿瘤,占全身恶性肿瘤的5%~8%[1]。头颈部肿瘤位置表浅,易穿刺获得病理结果,但头颈部解剖结构复杂,神经及血管分布丰富,易因穿刺位置误差或观察者间的差异导致病理诊断不准确[2]。PET/CT-MRI三模式作为PET/CT和MRI的结合,既能提供骨骼信息,辨别重要器官[3],又能提供病变的代谢情况,一定程度上弥补了PET/CT在头颈部肿瘤应用中的不足,在头颈部肿瘤的检出、分期、范围确定、疗效评估,以及在肿瘤复发的长期监测中具有重大价值。

1 资料与方法 1.1 一般资料

搜集2014年3月至2017年3月于我院行PET/CT-MRI三模式检查并在检查后2周内行穿刺活检、手术治疗有明确病理结果的47例头颈部病变患者,其中男32例,女15例;年龄13~77岁。所有患者均无PET/CT、MRI检查禁忌证,无糖尿病史,检查前均未行穿刺、放化疗及手术。

1.2 仪器与方法 1.2.1 PET/CT扫描

47例空腹血糖<8.10 mmol/L,静脉注射18F-FDG(标准剂量3.70~4.44 MBq/kg体质量)。采用GE Discovery PET/CT行全身扫描,层厚3.75 mm,层距3.27 mm。PET扫描层厚3.30 mm,层距3.27 mm,采集时间3 min/床位,床位6~7个。

1.2.2 MRI扫描

47例PET/CT检查后使用GE 3.0 Discovery MRI扫描仪检查。扫描序列及参数:采用T2WI抑脂、T1WI序列,视野420 mm×380 mm,层厚6.6 mm,无间隔,TE 84 ms。45例能继续配合的患者行多b值DWI序列:b值分别为0、50、100、150、200、300、500、800、1 000、1 300、1 500、1 700、2 000、2 500、3 000、3 500、4 000和4 500 s/mm2

1.3 图像处理

① 标准摄取值(standardized uptake value,SUV)值获得:利用GE的Advantage Windows 4.6工作站融合软件融合PET/CT图像,后将PET图像和MRI图像进行融合和显示。由2位有经验的影像学医师在未知病理的情况下对病变SUV的平均值(SUVmean)和最大值(SUVmax)进行测量,取两者测量的平均值作为最终值。②视觉分析:在未知病理结果的情况下,由2位有经验的影像诊断医师根据临床经验独立、随机阅读PET/CT、MRI图像,2周后再阅读PET/CT-MRI三模式图像,并对病灶行良恶性诊断,诊断不一致时讨论取得一致结果。③多b值DWI图像处理:由2位有经验的影像学医师在未知病理情况下利用AW 4.6工作站的MADC和AQP软件对多b值图像进行处理,测量病变的快速、慢速及水通道蛋白(AQP)的ADC值,即ADCfast、ADCslow及ADCAQP,取两者测量的平均值作为最终值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 16.0统计软件进行数据分析。以病理为金标准,比较PET/CT、MRI、PET/CT-MRI三模式对头颈部良恶性病变的诊断敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确率,计量资料以x±s表示,对良恶性病变组的SUV、ADC行独立样本t检验。根据良恶性病变的SUVmax、ADCAQP绘制ROC曲线,确定鉴别良恶性病变的最佳SUVmax、ADCAQP界值,2组间AUC比较行Z检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 手术病理结果

47例中,颈部转移瘤11例,淋巴瘤10例,鳞状细胞癌5例(下咽癌2例,喉癌3例),甲状腺腺癌4例,促结缔组织增生性小圆细胞瘤1例,甲状腺腺瘤5例,炎症4例,腮腺多形性腺瘤4例,炎性淋巴结3例。

2.2 PET/CT、MRI及PET/CT-MRI三模式视觉分析(表 1
表 1 PET/CT、MRI与PET/CT-MRI三模式对头颈部病变诊断结果比较

与PET/CT、MRI相比,PET/CT-MRI三模式在诊断敏感度、阳性预测值、阴性预测值及准确率上有一定程度的提高(图 1)。

图 1 男,70岁,甲状腺腺癌    1a~1c    分别为PET、CT和PET/CT融合图像,甲状腺左侧叶明显增大,密度均匀,邻近气管受压右移,病变表现为明显的高代谢,良恶性无法定性    1d    T1WI呈低信号    1e~1g    分别为T2WI横断面、冠状面及PET/MRI图像,表现为甲状腺左侧叶占位性病变,T2WI呈高信号,周围无明显肿大淋巴结影,FDG高摄取。结合PET/CT、MRI表现,PET/CT-MRI三模式诊断为恶性肿瘤    2    标准提取值的最大值鉴别头颈部良恶性病变ROC曲线    3    水通道蛋白ADC值的平均值鉴别头颈部良恶性病变ROC曲线

2.3 良恶性病变的SUV值、ADC值比较(表 2
表 2 良恶性病变SUV、ADC值比较(x±s)

头颈部良恶性病变的SUVmax、SUVmean及ADCAQP(mean)比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。

2.4 良恶性病变SUVmax、ADCAQP(mean)的临界值

以病理诊断为金标准,45例SUVmax的AUC为0.839,95%置信区间(95%CI)(0.718,0.959),6.65 g/mL为最佳诊断界值(图 2),其诊断的敏感度、特异度分别为80.6%、78.6%。45例头颈部病变的ADCAQP(mean)的AUC为0.881,95%CI(0.780,0.983),0.212 5 μm2/s为最佳诊断界值(图 3),其诊断敏感度、特异度分别为93.5%、71.4%。

3 讨论

头颈部肿瘤是第六大常见的恶性肿瘤,男性多见,尤其是年龄 > 50岁,其治疗方式主要包括手术切除和放化疗[4]。头颈部解剖结构复杂,血管神经丰富,肿瘤一旦侵犯邻近器官或血管、神经,则会影响呼吸、吞咽、咀嚼、发声等,影响患者的生活质量。尽早发现、准确定位及分期对治疗方案的制订尤为重要。

PET/CT、MRI虽已广泛应用于头颈部病灶的诊断中,但其在肿瘤检出、良恶性淋巴结鉴别及肿瘤复发的检出中具有一定局限性:MRI检查主要依靠肿瘤的形态、大小及ADC值对原发灶、肿大淋巴结及肿瘤复发进行分析,对一些小结节或微小结节,不能准确检出,尤其是术后或放疗后肿瘤患者,正常解剖结构破坏,MRI在鉴别治疗后反应和肿瘤残余或复发上更困难。而PET/CT虽在原发灶、转移性淋巴结、远处转移及复发的检出上敏感度较高[5],但治疗过程中炎症引起的假阳性使其应用受到一定限制,当肿瘤较小、出现坏死时,由于代谢降低,也易出现假阴性[6],这时MRI检查更易发现。PET/CT-MRI三模式作为MRI、PET/CT的结合,一定程度上弥补了MRI、PET/CT单独使用时的缺点。本研究中,与PET/CT、MRI相比,PET/CT-MRI三模式对头颈部病变的诊断敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确率均较PET/CT、MRI有一定提高。CALABRIA等[7]利用18F-choline PET/CT、MRI对1例前列腺癌复发伴颅内脑膜瘤患者进行分析,并对PET、MRI图像进行融合,在PET及MRI上均能发现该病灶,但在相同层面的CT图像上并未发现异常,表明MRI在颅脑影像检查中的重要性。

PET/CT-MRI三模式在头颈部疾病的诊断上不仅能够提供PET、CT及MRI常规图像,还能获得病灶的SUV及ADC值。以往研究[8-9]多采用SUVmax进行分析,因其不依赖ROI的大小,而SUVmean可能会随ROI的变化而有所改变。大部分研究认为良恶性肿瘤的SUVmax差异有统计学意义,在肿瘤的良恶性鉴别上有一定价值:BOEEKMANN等[10]研究认为,SUVmax=4.2 g/mL时对甲状腺良恶性结节有一定的鉴别能力,敏感度、特异度分别为64.3%、78.0%。而LEE等[11]认为,鼻咽癌与鼻咽部良性病变的SUVmax=6 g/mL时有一定的鉴别能力,敏感度、特异度分别为88.1%、91.7%。本研究中31例恶性肿瘤与14例良性病灶的SUVmax及SUVmean差异均有统计学意义,与之前的研究相同。本研究认为SUVmax=6.65 g/mL为头颈部良恶性病变的诊断界值,较以往的研究稍高,可能与本研究选择的肿瘤类型、解剖结构有关。也有研究认为,SUVmax不足以对良恶性进行鉴别,DE GEUS-OEI等[12]的研究指出良恶性病变的SUVmax差异无统计学意义,在肿瘤的鉴别上无价值。目前,关于SUVmax对肿瘤良恶性的鉴别还存在争议,需进一步研究。

在头颈部肿瘤的DWI研究中多利用单指数信号衰减模型或单一b值测量ADC值对头颈部良恶性病变进行鉴别。PERRONE等[13]对32例颈部淋巴结行b=0、500、1 000 s/mm2的DWI检查,利用单指数信号衰减模型测量ADC值发现,在b=1 000 s/mm2时转移性淋巴结、淋巴瘤淋巴结的ADC值比良性淋巴结低,差异有统计学意义,提示DWI在良恶性肿瘤的鉴别上有一定价值。本研究基于多指数模型的研究基础,即当b值<200 s/mm2时,反映微循环灌注[14],获得ADCfast;当b值> 1 000 s/mm2时,活体水分子信号衰减与ADCfast、ADCslow有关,反映水分子在细胞外和细胞内的扩散运动[15-16],获得ADCslow;当b值> 1 700 s/mm2时,反映的是水分子通过细胞膜AQP的信息,得到水通道蛋白分子成像[15],获得ADCAQP。研究[17-18]指出,高b值反映细胞膜AQP功能和数量,与良性病灶相比,恶性肿瘤的肿瘤细胞膜AQP表达增高,导致ADC值升高。本研究恶性病变的ADCAQP(mean)大于良性病变,差异有统计学意义,有助于头颈部肿瘤良恶性的诊断。同时本研究认为ADCAQP(mean)=0.212 5 μm2/s为头颈部良恶性病变的诊断界值,敏感度、特异度分别为93.5%、71.4%。

综上所述,SUV与ADC在良恶性疾病的诊断中具有重要价值,但具体的诊断界值仍存在争议。原因可能是研究部位及比较的病灶病理类型不同。随着PET/CT-MRI三模式在临床上的广泛应用,会有越来越多学者基于SUV联合ADC对疾病诊断、分期进行研究。同时,本研究尚存在一定的局限性:例数较少,仅将病变分为良性及恶性,未对具体病理类型进行分组分析,未对多种恶性病变之间的定量数据差异进行分析;未对病灶组织行AQP免疫组化分析;未对病例进行TNM分期的比较。这些将在后续研究中搜集更多病例进一步研究。

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