PET/CT融合三維圖像定位肺穿刺活檢靶點的增益價值

董 科 樓 岑 牟 達 溫廣華 樓菁菁 姜 婷

肺部疾病表現(xiàn)的多樣化給影像診斷及鑒別帶來很大的挑戰(zhàn)。圖像引導(dǎo)下肺穿刺活檢(trans thoracic needle aspiration，TTNA)是肺部病變定性診斷及獲取標(biāo)本進行基因檢測的首選方法[1]。然而僅僅依據(jù)CT形態(tài)學(xué)表現(xiàn)，有時難以區(qū)分大病灶的壞死、阻塞性肺炎、肺實變及不張，不能完全滿足臨床應(yīng)用需要[2]。如何達到精準(zhǔn)引導(dǎo)，進一步提高肺穿刺活檢術(shù)的準(zhǔn)確率，是臨床醫(yī)師關(guān)注的焦點。

正電子發(fā)射計算機斷層掃描（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT） 是將PET與CT結(jié)合成一體化的影像設(shè)備，能提供更多的組織代謝和解剖結(jié)構(gòu)方面的信息[2]，實現(xiàn)了功能代謝顯像與解剖的同機融合。其常用示蹤劑18F-FDG能在病灶活性部分聚集成高濃聚代謝區(qū)。

我們收集2015年9月至2018年10月期間147例范圍≥3cm或疑似合并壞死、阻塞性炎癥、實變及不張的肺部病變穿刺活檢資料，其中單純CT引導(dǎo)93例，PET/CT融合顯像引導(dǎo)54例，均由同一組穿刺醫(yī)師完成，進行對照研究分析，來評價PET/CT融合顯像高代謝區(qū)三維圖像定位肺穿刺活檢靶點的增益價值。

方 法

1.臨床資料

PET/CT融合三維圖像引導(dǎo)54例為研究組，男31例，女23例；年齡34～84歲，平均(47±16)歲，病變平均徑：5.5cm（3.0～17.6cm）。單純CT引導(dǎo)93例為對照組，男52例，女41例，年齡26～87歲，平均(43±19)歲，病變平均徑：5.8cm（3.0～16.4cm）。兩組性別、年齡、影響穿刺結(jié)果的主要因素差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），如表1所示。

該技術(shù)方案經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)。患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床資料完整，需要進一步明確病理診斷；②病變范圍≥3cm；③疑似合并壞死、阻塞性炎癥、肺實變及不張；④入組對象均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有出血傾向；②多發(fā)肺大皰形成和/或未經(jīng)有效處理的氣胸；心肺功能不全且不能耐受手術(shù)；④不能配合檢查及不同意簽署知情同意書[3]。PET/CT引導(dǎo)組穿刺術(shù)前1周內(nèi)做過PET/CT檢查。

2.儀器和方法

2.1 單純CT引導(dǎo)：西門子64排螺旋CT，掃描病灶區(qū)，參數(shù)：120kV，100～210mAs，層厚0.5cm，螺距0.8；采用柵欄標(biāo)記法標(biāo)記最佳體表進針點，規(guī)避重要臟器、血管、肋骨，一般選垂直就近進針。常規(guī)消毒、鋪巾，局部浸潤麻醉；選擇腫塊實質(zhì)處為穿刺靶點，采用17g套管針，穿刺到靶點邊緣。再用argon biopince 18G全自動活檢針通過套管針，不同方向切割靶點1～2次，取出病灶組織立即置于福爾馬林溶液中送病檢，術(shù)后加壓包扎傷口，并再次CT掃描觀察并發(fā)癥情況。

2.2 PET/CT融合圖像及三維重組引導(dǎo)：經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)前1周內(nèi)，使用西門子Biograph mCT S（64）PET/CT掃描機，顯像劑18F-FDG放化純＞95%。給藥前空腹6h以上，血糖控制在7.2mmol/L以下，靜脈注射18F-FDG 0.1mCi/kg。注射后休息60分鐘進行CT平掃和PET掃描，CT掃描參數(shù)120 kV，100～210mAs，螺距0.8，層厚為0.5cm。PET發(fā)射掃描采用3D采集，根據(jù)患者的身高掃描5～7個床位，2分鐘/床位。圖像重建采用有序子集最大期望值迭代法，圖像衰減校正采用同機CT掃描數(shù)據(jù)。將最終得到圖像傳送到后處理工作站，進行幀對幀圖像對位融合顯示。

由核醫(yī)學(xué)和穿刺醫(yī)師根據(jù)2～7天前的PET/CT融合圖像，選擇病灶最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)＞2.5處或代謝最活躍部分作為穿刺靶點。首先使用同機CT引導(dǎo)穿刺到靶點邊緣，再次掃描病灶區(qū)，0.15cm薄層，卷積核B30s重建后圖像傳至工作站，用Syngo Image Fusion軟件與2～7天前的PET圖像進行圖像融合。并用Syngo Fused Vision 3D軟件進行三維重組處理，圖像重組方式主要有：①Multiplanar Reformation (MPR)； ② Maximum Intensity Projection (MIP)；③ Volume Rendering(VR)。穿刺醫(yī)師從各個方位，觀察病灶的位置、形態(tài)、大小及其與相鄰組織的關(guān)系[4]，確定穿刺套管針到達高代謝的病變生長活躍區(qū)，再用活檢針切割病灶取組織條。

2.3 穿刺活檢病理結(jié)果與臨床最終診斷相比較：將穿刺結(jié)果分為不能診斷、良性、惡性[5]。臨床最終診斷的設(shè)立：①粗針活檢或手術(shù)后病理結(jié)果；②無手術(shù)指征者長期隨訪(＞6個月)，以放療、化療治療后好轉(zhuǎn)或進展判定其為惡性，以抗炎治療有效或長期無變化，判定其為良性。

3.統(tǒng)計學(xué)分析

以臨床確診為金標(biāo)準(zhǔn)，對單純CT引導(dǎo)和PET/CT融合三維圖像引導(dǎo)的穿刺結(jié)果差異進行統(tǒng)計分析。采用SPSS16.0軟件，配對計數(shù)資料的χ2檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 男，78歲，咳嗽、胸悶10天。A.PET圖像清晰顯示左上肺腫瘤活性區(qū)、中央壞死區(qū)及外周肺不張。B.CT引導(dǎo)套管針穿刺到腫塊內(nèi)，不能完全確定是否穿刺到腫瘤活性組織。C.PET/CT融合圖像確定套管針到達腫瘤高代謝區(qū)，切割活檢后，病理診斷為中分化鱗癌。

圖2 女，83歲，咳嗽伴發(fā)熱3個月。A.PET圖像顯示左下肺不均勻高代謝區(qū)。B.參照PET圖像，CT引導(dǎo)套管針穿刺，無法區(qū)分病灶邊界，不能確定是否到達靶區(qū)。C.PET/CT融合圖像確定穿刺到達腫瘤高代謝區(qū)。D.橫斷位MIP圖像顯示套管針到達腫瘤高代謝區(qū)。E.重組融合圖像顯示套管針到達腫瘤高代謝區(qū)。F.VR重組圖像更直觀地顯示套管針準(zhǔn)確到達腫瘤高代謝區(qū)，切割活檢后，病理診斷為中分化腺癌。

結(jié) 果

表1 2組臨床及影像資料比較

表2 PET/CT引導(dǎo)組與臨床金標(biāo)準(zhǔn)比較

表3 單純CT引導(dǎo)組與臨床金標(biāo)準(zhǔn)比較

PET/CT引導(dǎo)研究組54例，1例未取到有效病理組織不能診斷，隨訪6個月無結(jié)果。53例臨床最終診斷：良性病變15例（其中結(jié)核10例，炎癥5例）；惡性病變38例（其中腺癌18例、鱗癌12例、小細(xì)胞癌6例、轉(zhuǎn)移瘤1例、滑膜肉瘤1例）。PET圖像清晰顯示病灶的形態(tài)、邊界及FDG代謝情況（圖1A、2A），其中13例僅依據(jù)CT圖像不能確定穿刺靶點（圖1B、2B），PET/CT融合三維圖像清晰顯示穿刺針到達高代謝的病變生長活躍區(qū)（圖1C、2C）。PET/CT引導(dǎo)組的檢出率為98.1%(53/54)，靈敏度為 94.7%(36/38)，假陰性率為5.3%(2/38)，特異性為 100.0%(15/15)， 陰性預(yù)測值為 88.2%(15/17)，準(zhǔn)確率為 96.2%(51/53)。見表 2。

表4 2種引導(dǎo)方法對肺部病變活檢結(jié)果比較

單純CT引導(dǎo)對照組93例，14例未檢到有效病理組織不能診斷，后經(jīng)PET/CT引導(dǎo)2次活檢明確診斷12例，2例隨訪無結(jié)果。79例臨床最終診斷：良性病變36例（其中炎癥22例，結(jié)核14例）；惡性病變43例（其中鱗癌20例、腺癌16例，小細(xì)胞癌3例、轉(zhuǎn)移瘤2例，神經(jīng)內(nèi)分泌癌、滑膜肉瘤各1例）。單純CT引導(dǎo)組的檢出率為84.9%(79/93)，靈敏度為76.7%(33/43)，假陰性率為 23.3% (10/43)，特異性為 100.0%(36/36)， 陰性預(yù)測值為 78.3%(36/46)，準(zhǔn)確率為87.3%(69/79)。見表3。

采用配對四格表資料的χ2檢驗。2種引導(dǎo)方法的檢出率的差異（χ2=6.50， 0.01＜P＜0.05）、假陰性率的差異（χ2=5.17， 0.01 ＜P＜ 0.05）有統(tǒng)計學(xué)意義；陰性預(yù)測值的差異（χ2=0.28，P＞0.05）和準(zhǔn)確率的差異（χ2=2.05，P＞0.05）無統(tǒng)計學(xué)意義。見表4。

討 論

經(jīng)皮CT引導(dǎo)下穿刺活檢是目前廣泛使用的微創(chuàng)術(shù)，獲取活體組織用于病理診斷，確定病變的良惡性，指導(dǎo)臨床下一步治療。但是，較大的肺部病灶，往往容易合并壞死，如果病灶阻塞鄰近氣管，引起阻塞性炎癥、實變、不張，在CT平掃甚至增強圖像，難以區(qū)分病灶的邊界，無法明確選擇穿刺靶點，文獻報道CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活檢的診斷準(zhǔn)確率約78%～94%[6]。本研究中，單純CT引導(dǎo)組14例未穿刺到有效組織，病理不能診斷；漏診10例，均因穿刺到壞死組織、阻塞性炎癥或肺不張。由于穿刺切割活檢屬于有創(chuàng)檢查，為保護臟器功能、減少并發(fā)癥，不宜多點反復(fù)穿刺，因此單純解剖影像引導(dǎo)已經(jīng)難以滿足臨床需要。而功能磁共振引導(dǎo)的穿刺活檢受到無磁材料和開放式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的限制，尚難以推廣。外科手術(shù)部分切除活組織檢查創(chuàng)傷大，出現(xiàn)并發(fā)癥概率高，患者恢復(fù)時間長，醫(yī)療費用高。因此，針對這部分病例，急需一種能安全有效地穿取足量組織標(biāo)本、提高活檢準(zhǔn)確率的方法。

PET/CT由PET和CT兩部分構(gòu)成，融合了生物代謝與解剖定位新技術(shù)，對腫瘤的鑒別診斷、臨床分期、預(yù)后及療效評價等方面具有較高的靈敏度、特異性和準(zhǔn)確性[7]。PET圖像能反映病灶部位的腫瘤活性[8]。因為與正常細(xì)胞相比，腫瘤組織細(xì)胞增殖更快，細(xì)胞膜葡萄糖載體增多和細(xì)胞內(nèi)磷酸化酶的活性增高，使得腫瘤細(xì)胞內(nèi)的糖酵解代謝明顯增加，對葡萄糖的攝取增加；而不張的肺組織不存在增殖活躍的組織細(xì)胞，其FDG代謝水平趨于正常。因此，PET/CT檢查能夠很好地區(qū)分腫瘤瘤體組織和不張的肺組織。在此基礎(chǔ)上的病灶定位和定性診斷更準(zhǔn)確，更適用于指導(dǎo)肺穿刺活檢靶點的選擇[9]。隨著PET/CT融合成像技術(shù)開始應(yīng)用于圖像引導(dǎo)活檢[10-11]，有研究報道準(zhǔn)確率達86%～100%[12-13]。本研究中，PET/CT引導(dǎo)組檢出率、假陰性率的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。主要是因為在CT解剖引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，融入了PET的高代謝引導(dǎo)，特別病灶因合并壞死、阻塞性炎癥、肺實變及不張，PET/CT融合圖像均能清晰顯示出CT等密度病灶中的腫瘤異質(zhì)性。其次，本研究中，PET/CT引導(dǎo)組利用了PET/CT設(shè)備的CT部分進行穿刺引導(dǎo)，再與同機的PET圖像進行融合，避免了異機融合的圖像不匹配。最后，還得益于工作站Syngo Fused Vision 3D軟件后處理，三維重組技術(shù)清楚地顯示了肺內(nèi)腫塊的部位、形態(tài)、大小及與周圍組織的立體關(guān)系，并能通過不同軸面旋轉(zhuǎn)，可以選擇最佳角度觀察，為穿刺針提供準(zhǔn)確直觀的引導(dǎo)（圖2D、2E、2F）。

當(dāng)然，PET/CT融合三維圖像引導(dǎo)方法也有一定局限性：①PET/CT檢查費用較高，限制了該技術(shù)的推廣。②PET/CT的18F-FDG是非特異性的顯像劑，炎癥、結(jié)核、惡性腫瘤的攝取存在重疊，難以區(qū)分，易誤導(dǎo)穿刺靶點的選擇。本研究中PET/CT組2例穿刺活檢與臨床最終診斷不符，均因穿刺到肺癌周圍的阻塞性炎癥而導(dǎo)致假陰性；后復(fù)查，炎性病灶范圍縮小，再次活檢腫塊，才達到最終臨床確診。期待以后有更特異性的PET顯像劑出現(xiàn)。③PET/CT融合顯像中因呼吸、心血管搏動及擺位所致的穿刺靶點偏移[14]。4DPET/CT的應(yīng)用研究或許能減少呼吸運動的影響[15]。

綜上所述，雖然單純CT引導(dǎo)技術(shù)在臨床應(yīng)用非常成熟，已經(jīng)達到了較高的檢出率和準(zhǔn)確性。但是，對于不能明確活檢靶點的肺部大病灶，或者疑似合并壞死、阻塞性炎癥、實變及不張的病變，PET/CT融合圖像結(jié)合三維重組技術(shù)，在CT形態(tài)學(xué)引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，增加了代謝學(xué)的引導(dǎo)，明確了高代謝穿刺靶點，提高了肺部穿刺活檢的檢出率，降低了假陰性率，有一定的臨床增益價值。