18F-FDG PET/CT聯(lián)合MRI評估直腸癌側方淋巴結轉移的應用研究

王錚，肖國有，賴少侶，金觀橋，謝東，李麗婭，田連芬，梁彬玲，周傳集，韋紅嬌，柴華，楊志

廣西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院 醫(yī)學影像中心，廣西影像醫(yī)學臨床醫(yī)學研究中心 廣西臨床重點?？疲ㄡt(yī)學影像科）優(yōu)勢培育學科（醫(yī)學影像學科），廣西 南寧 530021

引言

直腸癌側方淋巴結轉移是療前N及M分期的重要內(nèi)容之一[1]。側方淋巴結受累，不僅更容易引起遠處轉移，還將改變術式及治療模式。美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡直腸癌指南指出：直腸癌任何T分期患者，只要出現(xiàn)側方淋巴結轉移，都常規(guī)推薦盆腔側方淋巴結擴大清掃[2]。MR圖像軟組織分辨率高，反映病灶三維空間解剖結構的同時，還能反應組織細胞微觀病理信息；PET/CT圖像質量穩(wěn)定，能對活體組織、器官代謝信息進行實時、連續(xù)動態(tài)成像[3]。目前，評估直腸癌側方淋巴結轉移多以單一模態(tài)成像技術為主，多模態(tài)成像研究報道相對較少[4]。本研究通過回顧性研究，將MRI、PET/CT兩種影像檢查方法聯(lián)合，探討多模態(tài)成像療前評估直腸癌側方淋巴結轉移的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集本院2017年12月至2020年5月結直腸及肛門病區(qū) 就診的患者。納入標準：① 經(jīng)纖維結腸鏡取活檢及直腸指診證實為直腸癌；② 盆腔側方淋巴結清掃術后，病理資料完整清晰，并能在MRI、PET/CT圖像一一對應；③ 療前既往無盆腔手術及抗腫瘤治療史；④ 無MRI、PET/CT檢查禁忌癥，自愿簽署知情同意書并順利完成上述檢查；⑤ 術前影像資料完整清晰。剔除標準：① 經(jīng)纖維結腸鏡取活檢及直腸指診證未能實為直腸癌；② 未能采用盆腔淋巴結清掃術式，術后病理資料無法證實淋巴結性質；③ 既往有盆腔手術史或術前接受過其他形式抗腫瘤治療； ④ 有MRI、PET/CT檢查禁忌或未能順利完成檢查。依照上述標準，符合本次研究要求的直腸癌患者共51例，男性39例，女性12例；年齡29～78歲，平均年齡（63.7±10.1）歲；臨床主要表現(xiàn)為便血、大便習慣及性狀改變、腹疼等。術前1周內(nèi)分別行18F‐FDG PET/CT、MRI檢查。

1.2 18F-FDG PET/CT顯像

PET/CT是目前最明確、最精準的分子顯像設備，是利用病變組織與正常組織生物學特點的差異而成像的功能顯像方法。利用圖像融合技術將PET的功能信息和CT的解剖信息進行同機融合，PET/CT檢查優(yōu)勢（比CT、MRI等），PET+CT兩者優(yōu)勢互補，PET/CT可以提前半年發(fā)現(xiàn)異常病變，不僅縮短了檢查時間，而且精確定位，明顯提高了診斷的準確性，起到1+1>2的效益。一次定位即可檢查全身，節(jié)省了大量時間和金錢，且具有靈敏度高、特異性強、準確率高、無創(chuàng)、無痛、輻射量低等優(yōu)點。

入組患者術前行PET/CT檢查。常規(guī)CT檢查多以病變形態(tài)學檢出為主，而病變區(qū)組織細胞的代謝變化明顯早于形態(tài)學改變。PET/CT檢查依據(jù)注入顯像劑后組織細胞攝取顯像劑差異，將形態(tài)學與功能圖像有機融合，從分子水平反映人體組織細胞病理及病理生理變化，在疾病定位及定性診斷上有更高的靈敏度和檢出率。本次研究運用美國GE Discovery PET/CT 710成像，放射性正電子核素18F‐FDG由日本住友HM‐10HC回旋加速器生產(chǎn)，藥物合成器為日本住友F300E‐2合成模塊，18F‐FDG放化純度>95%?；颊邫z查常規(guī)禁食4～6 h以上，血糖控制在10 mmol/L以下，按體重靜脈注射18F‐FDG 7.77 MBq/kg或5.18 MBq/kg?；颊咦⑸渖鲜鲲@像劑后避光、安靜休息60 min。PET/CT顯像前先行CT掃描，電壓120 kV，電流120 mA，層厚5 mm或3 mm。CT掃描完成之后行發(fā)射掃描，采集5～7個床位，采集時間為2.5 min/床位，掃描范圍包括頭部至雙側股骨中段范圍。應用CT進行衰減校正，所有獲得的PET/CT的數(shù)據(jù)使用迭代法重建技術重建三維圖像。掃描結束后自動將圖像上傳至Xeleris工作站。

1.3 MRI檢查

PET/CT檢查結束1 d后，再行MRI檢查。近年來，MRI已成為直腸癌療前評估的首選檢查，其無創(chuàng)、多方位成像、軟組織層次分辨率高、動態(tài)連續(xù)觀察的優(yōu)勢彌補了諸多檢查的不足。隨著外部線圈（如相控陣線圈）的使用、圖像后處理技術的不斷完善、MRI各種新功能成像新技術的運用，獲得了更多關于腫瘤形態(tài)學及血流動力學的信息，為療前評估提供了更可靠的參考依據(jù)。應用Discovery 750w 3.0 T超導磁共振成像儀（GE Healthcare，美國）、8通道體部相控陣線圈。盆腔常規(guī)掃描采用快速自旋回波序列。T1WI序列掃描：TR/TE=579/12 ms，層厚/層間距=5 mm/1 mm，間隔=5 mm，視野=273 mm×273 mm，矩陣=2 5 6×2 5 6，N E X=1次；T 2 W I序列掃描：TR/TE=3715/94 ms，層厚/層間距=5 mm/1 mm，間隔=5 mm，視野=283 mm×283 mm，矩陣=256×256，NEX=1次；擴散加權成像（Dffusion‐Weighted Image，DWI)序列軸位掃描：擴散敏感系數(shù)b值分別為0、800 s2/mm，TR=8900 ms，TE=87 ms，層厚=3 mm，層間隔=0.3 mm，視野=232 mm×264 mm，NEX=4次，矩陣=122×168；動態(tài)增強磁共振（Dynamic Contrast Enhanced MRI，DCE‐MRI）軸位掃描：采用LAVA‐FLEX技術、T1WI脂肪抑制序列，TR =5.0 ms，TE =1.5 ms，層厚=2 mm，間隔=0.2 mm，翻轉角=9°，視野=321 mm×362 mm，矩陣=201×318，無間隔動態(tài)重復掃描6期。第1期掃描時相結束后立即經(jīng)肘靜脈以1.5 mL/s流率團注對比劑釓噴酸葡胺注射液（Gd‐DTPA），劑量0.2 mmol/kg，20 s后進行第2～6期連續(xù)掃描，各期掃描時間為1 min，注射完畢后用以相同流率的生理鹽水沖管。

1.4 圖像分析

由2名醫(yī)學影像中心腹部疾病影像診斷經(jīng)驗豐富的高年資主治醫(yī)師盲法分析PET/CT、MRI圖像，確定側方淋巴結位置并進行標記，評估意見不一致時以討論后的意見作為最終診斷結論。

1.4.1 PET/CT圖像評估

圖像評閱者在Xeleris工作站上調閱CT平掃橫斷面圖像測量側方淋巴結短徑；在橫斷面PET/CT融合圖像上沿淋巴結邊緣勾畫選擇感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI），選取淋巴結全部層面以手動方式進行勾畫，測量淋巴結SUVmax。取2位醫(yī)師測量所得數(shù)據(jù)的平均值，以均數(shù)±標準差表示。

1.4.2 MRI圖像評估

圖像評閱者運用醫(yī)學影像存檔與聯(lián)絡系統(tǒng) 瀏覽全部序列圖像，觀察側方淋巴結形態(tài)學表現(xiàn)。選取T2WI高分率圖像上淋巴結全部層面測量短徑，所得數(shù)據(jù)的平均值以均數(shù)±標準差表示；表觀擴散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）值ROI的選擇及測量方法如下：① 以盆腔常規(guī)T1WI、T2WI及增強掃描明確側方淋巴結具體位置，觀察b值=800 mm2/s時DWI圖像上信號；② 盡量避開血管影及偽影，以手動方式測繪；③ 選取淋巴結全部層面進行多次測量，以均數(shù)±標準差表示。

1.5 病理檢查

所有側方淋巴結均經(jīng)手術完整切除，依據(jù)術前PET/CT、MRI圖像的定位對淋巴結進行編號，經(jīng)過組織固定，代表性取材，脫水，包埋后做成蠟塊，制片。根據(jù)鏡下表現(xiàn)，選取病變典型的組織蠟塊，重新切片進行免疫組化檢查。所有淋巴結切片由具有由兩名病理科主治醫(yī)師盲法閱片，最后將影像同病理診斷結果進行對照分析。

1.6 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 21.0軟件分析數(shù)據(jù)，符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標準差表示，計數(shù)資料用數(shù)字表示。采用兩樣本t檢驗比較轉移性淋巴結與非轉移性淋巴結的短徑、ADC值和SUVmax；分別用不同指標及指標組進行診斷，計算各指標診斷直腸癌側方淋巴結轉移的靈敏度、特異性和準確性；率的比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 術后病理

51例直腸癌患者術后鏡下病理類型為：管狀腺癌35例，黏液腺癌8例，印戒細胞癌5例，神經(jīng)內(nèi)分泌癌2，類癌1例。所有患者共切除側方淋巴結237枚，其中78枚淋巴結（轉移淋巴結33枚，非轉移性淋巴結45）與PET/CT、MRI圖像能夠一一對應（圖1～2）。

圖1 患者1圖像

圖2 患者2圖像

2.2 PET/CT、MRI淋巴結短徑及PET/CT聯(lián)合MRI信號診斷直腸癌側方淋巴結轉移

MRI、PET/CT測量非轉移性淋巴結、轉移性淋巴結短徑二者間差異沒有統(tǒng)計學意義（P>0.05，表1）；分別以MRI短徑≥6.75 mm、PET/CT短徑≥5.05 mm為轉移性淋巴結診斷標準[5]，兩者靈敏度、特異性、準確性差異不大（P>0.05）；將PET/CT短徑≥5.05 mm聯(lián)合MRI淋巴結信號不均診斷轉移性淋巴結時，其靈敏度、特異性、準確性明顯上升（P<0.05，表2）。

表1 PET/CT、MR測量78枚轉移、非轉移性淋巴結短徑比較（±s，mm）

表1 PET/CT、MR測量78枚轉移、非轉移性淋巴結短徑比較（±s，mm）

診斷表現(xiàn) 轉移性淋巴結 非轉移性淋巴結MRI 6.19±2.21 6.21±1.87 PET/CT 6.11±2.18 6.18±1.97 t值 2.068 1.975 P值 0.847 0.813

表2 PET/CT、MRI淋巴結短徑及PET/CT結合MRI信號對78枚轉移性淋巴結的診斷效能（%）

2.3 SUVmax、ADC值及SUVmax聯(lián)合ADC值診斷直腸癌側方淋巴結轉移

非轉移性淋巴結、轉移性淋巴結的SUVmax、ADC值二者間差異沒有統(tǒng)計學意義（P>0.05，表3）；分別以SUVmax≥1.45、以ADC值≤1.049為轉移性淋巴結診斷標準[6]，兩者靈敏度、特異性、準確性差異不大（P>0.05）；以SUVmax≤1.45且ADC值≤1.049×10‐3mm2/ s診斷轉移性淋巴結時，其靈敏度、特異性、準確性明顯提高（P<0.05，表4）。

表3 78枚轉移、非轉移性淋巴結SUVmax、ADC值比較（±s）

表3 78枚轉移、非轉移性淋巴結SUVmax、ADC值比較（±s）

診斷表現(xiàn) 平均ADC值（×10‐3 mm2/s） SUVmax轉移性淋巴結 0.984±1.206 2.19±0.81非轉移性淋巴結 1.135±1.423 2.63±1.81 t值 2.237 2.378 P值 0.698 0.547

表4 SUVmax、ADC值及SUVmax聯(lián)合ADC對78枚轉移性淋巴結的診斷效能（%）

3 討論

直腸癌的發(fā)生、發(fā)展、轉移是多階段、多步驟的過程，與多種原癌基因及抑癌基因失活或激活引起的各種信號通路持續(xù)活化或失活密切有關[7‐8]。直腸癌各種轉移途徑中，側方淋巴結轉移重要的轉移途徑之一，療前準確評估側方淋巴結狀態(tài)，與患者術式及預后評價密切相關[9]。目前，CT和MRI評價直腸癌側方淋巴結準確性、靈敏度不太理想[10]。本研究分別選擇轉移性淋巴結PET/CT短徑>5.05 mm，高分辨率T2WI序列短徑>6.75 mm進行研究，但兩者診斷價值一般且沒有統(tǒng)計學差異。其原因在于直腸腫瘤細胞通過脈管微轉移至淋巴結時，其大小往往尚無明確變化[11‐12]。因此，術前單純運用經(jīng)線來判斷直腸癌側方淋巴結是否轉移，預測效果不盡如人意[13‐14]。有學者認為：聯(lián)合MRI其他形態(tài)表征（如邊界、內(nèi)部信號、強化方式等），診斷轉移性淋巴結的靈敏度及準確性明顯提高，但目前多以直腸系膜內(nèi)淋巴結研究為主[14]。本次研究筆者將PET/CT短徑與高分辨率T2WI序列信號相結合，診斷直腸癌側方轉移性淋巴結的靈敏度及特異性明顯提高。故可認為高分辨率T2WI序列信號不均診斷轉移性淋巴結有一定的提示作用。既往對于短徑≤5 mm淋巴結，由于PET/CT圖像分辨率的限制而易被研究者舍棄，而該部分往往包含轉移性淋巴結。而將高分辨率T2WI序列與PET/CT聯(lián)合，不僅能提高短徑≤5 mm的淋巴結顯示率，還能結合其信號情況，診斷直腸癌側方淋巴結轉移的靈敏度及特異性明顯提高[15]。

本 次 筆 者 還 分 別 將SUVmax≥1.45、ADC值≤1.049×10‐3mm2/ s作為直腸癌側方淋巴結轉移的診斷閾值時，診斷靈敏度、特異性和準確性差別不大。而將SUVmax≥1.45且ADC值≤ 1.049×10‐3mm2/s進行聯(lián)合診斷時，其診斷靈敏度、特異性和準確性明顯上升。筆者分析認為：直腸癌側方轉移性淋巴結短徑較小，癌細胞浸潤密度相對較低；周邊區(qū)域其他非病變結構高攝取狀態(tài)導致不易區(qū)分，以上因素往往影響SUVmax測量的準確性。直腸癌其他病理分化類型，如印戒細胞癌、黏液腺癌腫瘤細胞相對成分較少，黏液分泌較多，該類轉移性淋巴結與病灶本身存在一定相似性，PET/CT上呈現(xiàn)低代謝征象[16]，有可能將其誤認為非轉移性淋巴結。此外，本研究中有4例患者的7枚側方淋巴結SUVmax≥1.45，術前診斷為轉移性淋巴結，但術后病理提示為慢性炎性淋巴結。追蹤既往病史后發(fā)現(xiàn)，該類患者合并不同程度慢性盆腔炎癥及盆腔少量積液，而慢性盆腔炎癥引起淋巴結細胞內(nèi)單核巨噬細胞及淋巴細胞數(shù)量、密度明顯增加，PET/CT顯像亦呈現(xiàn)類似轉移性淋巴結高表達、高攝取狀態(tài)。有學者[17‐18]也證實女性直腸癌患者中，常伴有盆腔慢性炎性病變者常常引起盆腔淋巴結漸進性腫大，上述表現(xiàn)是引起術前過度N分期不可避免的原因之一。

近年來，DWI成像能夠直接檢測人體組織細胞間水分子擴散運動情況，間接反映組織細胞數(shù)量及密度變化、細胞膜結構及功能完整性、大分子蛋白定性及定量診斷信息。轉移性淋巴結細胞數(shù)目增多，密度增大，細胞外間隙相對減??；大分子蛋白的增多，對水分子的吸附作用也增強，使細胞內(nèi)外水分子活動空間相對減少，呈擴散受限狀態(tài)[19‐20]。筆者將直腸癌側方淋巴結ADC診斷閾值1.049×10‐3mm2/s與SUVmax≥1.45進行聯(lián)合診斷，較單一指標診斷靈敏度、特異性和準確性明顯高。由此可見，MRI功能學指標與PET/CT代謝指標相結合時，能反映更多直腸癌轉移性淋巴結代謝及分子生物學信息，提高治療前N分期評估的準確性。然而，本研究依然存在一定的局限性：① 本次入組的病例中，病理組織學類型以管狀腺癌較多，可能存在選擇性偏倚，有待于日后擴大樣本量繼續(xù)深入研究；② ADC值、SUVmax值測量影響因素較多，不僅受細胞分布狀態(tài)、細胞間隙水分子擴散程度、局部血流灌注的影響，還與圖像評閱者主觀因素有一定關系，上述因素均不可避免地影響了直腸癌術前側方淋巴結評估的準確性。

綜上所述，18F‐FDG PET/CT聯(lián)合MRI多模態(tài)成像在直腸癌術前轉移性淋巴結評估、N分期中有者重要的臨床意義，能為術式選擇、個體化治療方案的制定提供有價值的臨床決策信息。