PET-CT 圖像融合對比MRI-CT 圖像融合在鼻咽癌靶區(qū)中的研究

張堅 張漢雄 陳意標

受益于醫(yī)學技術(shù)的日益革新，我國放射技術(shù)不斷進步，已逐漸邁入精準放療時代。而調(diào)強適形放療作為當前主流的放射技術(shù)，是基于三維適形放療的基礎上演變而來[1]。較之于傳統(tǒng)的二維放療以及三維適形放療，調(diào)強適形放療對于不規(guī)則形靶區(qū)或靶區(qū)附近有重要組織器官需要保護的病例具有更重要的臨床意義[2]，但調(diào)強適形放療成敗的關鍵在于能否實現(xiàn)對腫瘤靶區(qū)的準確勾畫[3]，故而探討精準的腫瘤靶區(qū)勾畫對于發(fā)揮調(diào)強適形放療的應用潛力具有重要意義。而鼻咽癌作為我國常見的惡性腫瘤，具有較高的發(fā)病率和死亡率[4]，放射治療作為該病主要的根治性治療手段，其成敗的關鍵亦主要取決于是否能對腫瘤靶區(qū)進行準確勾畫?；诖耍狙芯窟x取鼻咽癌患者30 例，同時行PET-CT 圖像融合技術(shù)以及MRI-CT 圖像融合技術(shù)，以期系統(tǒng)研究PET-CT 圖像融合技術(shù)應用于鼻咽癌調(diào)強放療靶區(qū)勾畫中的應用潛力。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究選取于2018 年1 月—2019 年12 月收治于我院的鼻咽癌患者30 名，其中男性患者18 名，女性患者12 名，患者平均年齡（42.6±6.72）歲。所有患者均簽署了知情同意書，并經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會批準。納入標準：（1）所有病例經(jīng)病理確診為鼻咽癌；（2）所有病例治療前均行電子鼻咽鏡（包括病理活檢）、鼻咽+頸部MRI（平掃+增強）以及PET/CT 等相關檢查；（3）按中國2008 年鼻咽癌Ⅰ～Ⅳa 期及AJCC/UICC2010 分期標準分為Ⅰ～Ⅳb 期；（4）所有患者均接受醫(yī)科達直線加速器根治性調(diào)強放療技術(shù)。排除標準：（1）患者心肝腎等重要臟器功能障礙等放療禁忌征；（2）患者非首次治療；（3）患者有遠處轉(zhuǎn)移；（4）患者不愿意配合本研究。

1.2 方法

1.2.1 影像學檢查 （1）CT 模擬定位掃描：全部病例均在放療體位及熱塑頭頸肩模具固定下進行，美國GE 公司大孔徑16 排螺旋CT 機，平掃+增強，造影劑為碘帕醇，橫斷面掃描范圍為從顱頂?shù)叫劓i關節(jié)下5 cm 水平，層厚均為3 mm。（2）MRI 掃描：常規(guī)放療體位，德國西門子1.5T 磁共振，平掃+增強，造影劑為扎噴酸葡胺，掃描范圍為顱頂?shù)叫劓i關節(jié)下5 cm 水平，共掃描5 個序列，成像序列為：T1 橫斷位、T1 橫斷壓脂增強（dixon技術(shù)）、T2 橫斷位、T2 橫斷壓脂（dixon 技術(shù)）、resolve 高清彌散系列。（3）PET/CT 掃描：常規(guī)放療體位，德國西門子PET/CT 機，掃描前禁食4～6 小時，24 h 前禁做劇烈運動，靜脈注射18-氟代脫氧葡萄糖（18-fluorode-oxy glucose，F(xiàn)DG），注射后平臥休息1 h，然后轉(zhuǎn)移至PET/CT 碳纖維平板床上，獲得橫段位、冠狀位及矢狀位圖像。

1.2.2 圖像融合 將MRI 圖像及PET/CT 圖像經(jīng)網(wǎng)絡傳送至TPS（Elekta Monaco 5.11.01），利用系統(tǒng)自帶圖像融合功能，由具有豐富圖像融合經(jīng)驗高年資放療醫(yī)師、物理師及影像學醫(yī)師聯(lián)合進行MRI-CT 圖像融合及PET-CT 圖像融合。

1.2.3 靶區(qū)勾畫 本研究將靶區(qū)分為鼻咽原發(fā)灶和引流區(qū)陽性淋巴結(jié)，研究組為參照PET-CT 圖像融合技術(shù)勾畫腫瘤靶區(qū)，對照組為參照MRI-CT 圖像融合技術(shù)勾畫腫瘤靶區(qū)；分別由兩組醫(yī)師獨立勾畫，勾畫標準按照相關文獻標準進行[5]。

1.2.4 靶區(qū)命名 本研究靶區(qū)命名如下：（1）PET-CT 以及MRI-CT 圖像融合技術(shù)下勾畫的鼻咽原發(fā)灶分別命名為GTVnx-PET/ GTVnx-MRI；（2）PET-CT 以 及MRI-CT 圖 像 融 合 技術(shù)下勾畫的陽性淋巴結(jié)命名為GTVnd-PET/ GTVnd-MRI；（3）Monaco 調(diào)強放射系統(tǒng)生成的合并鼻咽癌原發(fā)灶命名為GTVnx-T；（4）Monaco 調(diào)強放射系統(tǒng)生成的合并淋巴結(jié)命名為GTVnd-T；（5）Monaco 調(diào)強放射系統(tǒng)生成的重疊鼻咽癌原發(fā)灶命名為GTVnx-M；（6）Monaco 調(diào)強放射系統(tǒng)生成的重疊淋巴結(jié)命名為GTVnd-M。

1.3 觀察指標

通過比較PET-CT 圖像融合技術(shù)與MRI-CT 圖像融合技術(shù)兩組靶區(qū)的體積，以系統(tǒng)探究PET-CT 圖像融合技術(shù)應用于鼻咽癌調(diào)強放療靶區(qū)勾畫中的應用潛力。

1.4 統(tǒng)計學方法

本研究采用SPSS 17.0 處理數(shù)據(jù)，計量資料用（±s）表示，采用t檢驗法則，若P＜0.05，則表明兩組之間的差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 不同組間鼻咽癌原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積大小對比

基于PET-CT 圖像融合技術(shù)下勾畫的鼻咽原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積，均顯著低于基于MRI-CT 圖像融合技術(shù)下勾畫的鼻咽原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積（P＜0.05）（表1）。

2.2 關于GTVnx-T/ GTVnd-T 與GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比較結(jié)果

Monaco 調(diào)強放射系統(tǒng)生成的合并鼻咽癌原發(fā)灶以及合并陽性淋巴結(jié)體積均未明顯大于基于MRI-CT 圖像融合技術(shù)下勾畫的鼻咽原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積（P＞0.05）（表2）。

2.3 關于GTVnx-M/ GTVnd-M 與GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比較結(jié)果

Monaco 調(diào)強放射系統(tǒng)生成的重疊鼻咽癌原發(fā)灶以及重疊陽性淋巴結(jié)體積均顯著低于基于MRI-CT 圖像融合技術(shù)下勾畫的鼻咽原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積（P＜0.05）（表3）。

表1 不同組間鼻咽癌原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積大小對比（±s，mm3）

表1 不同組間鼻咽癌原發(fā)灶以及陽性淋巴結(jié)體積大小對比（±s，mm3）

組別 鼻咽原發(fā)灶 陽性淋巴結(jié)PET-CT 14.8±2.6 12.6±2.2 MRI-CT 32.7±7.0 25.8±5.3 t 值 6.424 5.620 P 值 0.020 0.027

表2 關于GTVnx-T/ GTVnd-T 與GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比較結(jié)果（ ±s，mm3）

表2 關于GTVnx-T/ GTVnd-T 與GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比較結(jié)果（ ±s，mm3）

組別 鼻咽原發(fā)灶 陽性淋巴結(jié)調(diào)強放射系統(tǒng)生成的合并勾畫 33.4±8.6 27.2±6.2 MRI-CT 32.7±7.8 25.8±5.4 t 值 0.882 0.644 P 值 0.069 0.071

表3 關于GTVnx-M/ GTVnd-M 與GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比較結(jié)果（±s，mm3）

表3 關于GTVnx-M/ GTVnd-M 與GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比較結(jié)果（±s，mm3）

組別 鼻咽原發(fā)灶 陽性淋巴結(jié)調(diào)強放射系統(tǒng)生成的重疊勾畫 13.2±2.6 11.4±2.4 MRI-CT 32.7±8.4 25.8±4.8 t 值 12.864 13.646 P 值 0.010 0.009

3 討論

準確勾畫腫瘤靶區(qū)作為調(diào)強放療成敗的關鍵，靶區(qū)勾畫太小則可致腫瘤被遺漏而復發(fā)，靶區(qū)勾畫太大則會增加腫瘤周圍正常組織照射劑量而增加正常組織器官的放射損傷[6]，故基于此探求精準的腫瘤靶區(qū)勾畫對于發(fā)揮調(diào)強放療的臨床效果具有重要意義。

本研究表明，基于PET-CT 圖像融合技術(shù)勾畫的靶區(qū)體積顯著小于基于MRI-CT 圖像融合技術(shù)勾畫的體積（表1-3），究其原因，首先，CT 圖像僅是放療設計中的基本圖像，因其分辨率較低，故很難明確浸潤腫瘤的邊界[7-8]，而MRI 雖然在一定程度上彌補了CT 圖像分辨率不足的問題，但卻因其存在磁場的不均一性和磁場梯度的非線性，故在顱底診斷上依舊存在不足[9-10]，因此，上述兩大技術(shù)的整合對于鼻咽癌放療靶區(qū)勾畫存在一定的局限性，在一定程度上導致其勾畫效果不如PET-CT。相反，PET-CT 作為當前最高端的醫(yī)學影像設備，包括有功能顯像及形態(tài)顯像兩種功能，被證明對于鼻咽癌等惡性腫瘤靶區(qū)勾畫，尤其是頸部具有重要的臨床價值[11-12]，而這也很好地與本研究結(jié)論進行了互相印證。

最后，本研究不足之處在于受臨床樣本數(shù)量的限制，故導致相關結(jié)果存在一定的局限性，后續(xù)研究建議組建大樣本庫，通過對大樣本量的研究以期為鼻咽癌患者精準勾畫靶區(qū)提供更為堅實理論依據(jù)。