11C-METPET/CT與MRI融合在腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放射治療靶區(qū)定位中的應(yīng)用

陳達(dá)桂，鄧燕云，林歡，梁衛(wèi)學(xué)

(柳州市工人醫(yī)院，1.腫瘤科；2.核醫(yī)學(xué)科，廣西 柳州 545005)

腦膠質(zhì)瘤是成人腦部最常見的惡性腫瘤，占腦腫瘤的45%～60%，其中>75%為高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤，有較高的致殘率和死亡率[1]。報(bào)道[2]顯示，我國(guó)腦膠質(zhì)瘤發(fā)病率為5～8/10萬，5年生存率不足5%。手術(shù)切除是治療腦膠質(zhì)瘤的首選方法，但腦膠質(zhì)瘤惡性程度高，侵襲性強(qiáng)，與周圍組織無明顯界限，加上腦部解剖位置特殊，導(dǎo)致腫瘤切除不完全，術(shù)后幾乎100%復(fù)發(fā)[3]。術(shù)后輔助放射治療是腦膠質(zhì)瘤標(biāo)準(zhǔn)治療方案，可有效降低術(shù)后局部復(fù)發(fā)率，提高中位生存時(shí)間。有研究[4]顯示，惡性膠質(zhì)瘤腫瘤的侵襲范圍大多在腫瘤組織周圍的2 cm范圍內(nèi)，瘤體周圍低密度水腫帶中浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞也多在瘤周3 cm以內(nèi)，且80%～90%的復(fù)發(fā)部位處于瘤體或周圍2 cm范圍內(nèi)。臨床發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)大靶區(qū)體積并不能降低局部復(fù)發(fā)率和提高總生存率，反而會(huì)因嚴(yán)重的毒副作用降低患者的生活質(zhì)量。因此，腦膠質(zhì)瘤術(shù)后的靶區(qū)定位很重要，尤其是在無法確定是否有病灶殘留的情況下。MRI是臨床評(píng)估腦膠質(zhì)瘤術(shù)后療效的主要方法，但是有些病灶在MRI上無強(qiáng)化表現(xiàn)，導(dǎo)致腫瘤靶區(qū)勾畫不準(zhǔn)確[5]。正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(PET)是一種新型的成像技術(shù)，可提供人體組織代謝信息，既有定性作用又有定位作用[6]。11C-蛋氨酸(11C-MET)是腦膠質(zhì)瘤PET成像應(yīng)用最多的一類氨基酸類示蹤劑，因腦膠質(zhì)瘤對(duì)氨基酸的攝取率大于正常腦組織，可以區(qū)別腦膠質(zhì)瘤及其周圍組織，但存在邊界模糊效應(yīng)[7]。隨著圖像融合技術(shù)的發(fā)展，生物勾畫靶區(qū)的概念在放射治療中凸顯了應(yīng)用價(jià)值。本研究旨在通過11C-METPET/CT與MRI圖像融合進(jìn)行放射治療靶區(qū)勾畫，以評(píng)估該方法的準(zhǔn)確性及可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月至2020年12月柳州市工人醫(yī)院收治的30例擬行放射治療的腦膠質(zhì)瘤術(shù)后患者為研究對(duì)象，其中男性19例，女性11例；年齡22～78歲，平均(51.34±10.58)歲；腫瘤WHO分級(jí)：II級(jí)15例，III級(jí)9例，IV級(jí)6例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥18歲；(2)經(jīng)病理檢驗(yàn)確診為腦膠質(zhì)瘤，且已行手術(shù)治療；(3)擬行放射治療；(4)臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)心、肝、腎功能嚴(yán)重異常者；(2)存在MRI及11C-METPET/CT檢查禁忌癥者。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查 所用儀器為德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的Magnetom Skyra 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀，采用標(biāo)準(zhǔn)16通道頭頸部聯(lián)合線圈進(jìn)行檢查。掃描序列：T1WI、T2WI、DWI、FLAIR、MRA、ASL、SWI。其中DWI掃描參數(shù)：擴(kuò)散敏感系數(shù)(b)=0/1 000 s/mm2；SWI掃描參數(shù)：使用3DFLASH序列，TE=20 ms，TR=27 ms，翻轉(zhuǎn)角=15°，F(xiàn)OV=230 mm×197 mm，層厚=1.5 mm，層數(shù)=80層；3D-ASL掃描參數(shù)：使用3DGRASE序列，TE=35.9 ms，TR=5 000 ms，T1=1 990 ms，F(xiàn)OV=220 mm×220 mm，層厚=3.0 mm，層數(shù)=40層。

1.2.211C-METPET/CT檢查 所用儀器為德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的Biograph S20 mCT掃描儀，檢查前囑托患者空腹6 h以上，在測(cè)量空腹血糖、身高、體重后，平靜狀態(tài)下通過三通管經(jīng)患者手背靜脈注入11C-MET 5.5MBq/kg，隨后讓患者在暗室內(nèi)靜臥1 h左右后排盡膀胱行頭部PET/CT顯像。首先進(jìn)行CT平掃，相應(yīng)參數(shù)：電壓=140KV，電流=160 mA，螺距=0.75，球管單圈旋轉(zhuǎn)時(shí)間=0.8 s，層厚=5 mm；然后讓患者保持體位不變繼續(xù)行PET掃描，每個(gè)床位掃描時(shí)間為3 min。掃描過程中，讓患者保持平靜呼吸以確保CT掃描圖像與PET相匹配。掃描完成后，將圖像傳輸值計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行圖像重建及融合，其中PET重建采用有序子集最大期望值迭代法，衰減校正采用XT掃描數(shù)據(jù)；CT重建采用標(biāo)準(zhǔn)重建法，重建層厚4.25 mm，之后將重建圖像傳輸至Xeleris工作站進(jìn)行對(duì)位圖像融合。

1.2.3 靶區(qū)融合處理 將MRI、11C-METPET/CT圖像傳輸至放射治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行匹配融合，由兩名高年資放射治療醫(yī)師分別進(jìn)行閱片和勾畫靶區(qū)。

1.3 觀察指標(biāo)

(1)11C-METPET/CT圖像、11C-METPET/CT與MRI融合圖像上勾畫的腫瘤靶區(qū)體積(GTV)、臨床靶區(qū)體積(CTV)；(2)靶區(qū)重合度：靶區(qū)重合度(TC)為GTVA∩GTVB/GTVA∪GTVB、CTVA∩CTVB/CTVA∪CTVB，TC值越接近1，表明重合度越高；(3)兩名醫(yī)師勾畫的GTV、CTV。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩種方式勾畫的GTV、CTV比較

11C-METPET/CT與MRI融合方法勾畫的GTV、CTV小于11C-METPET/CT，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組勾畫的GTV、CTV比較

2.2 靶區(qū)重合度比較

配對(duì)t檢驗(yàn)顯示，TCGTV=0.63±0.15，t=8.547，P<0.001；TCCTV=0.74±0.16，t=7.259，P<0.001，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.3 不同醫(yī)師勾畫的靶區(qū)比較

兩名醫(yī)師采用11C-METPET/CT與MRI融合、11C-METPET/CT勾畫的GTV、CTV、MTV比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同醫(yī)師勾畫的靶區(qū)比較

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是常見的腦部惡性腫瘤，術(shù)后復(fù)發(fā)率高，臨床大多采取手術(shù)切除+放療或化療等綜合治療手段[8]。調(diào)強(qiáng)放射治療是目前臨床應(yīng)用最多的放療方案，在給予靶區(qū)致死劑量的照射消滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，對(duì)周圍組織及器官幾乎無影響，可有效降低腦膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)率，提高術(shù)后生活質(zhì)量，但前題是精確勾畫靶區(qū)[9]。

既往國(guó)內(nèi)臨床主要應(yīng)用MRI圖像勾畫確定靶區(qū)，將MR T1WI顯示的病灶區(qū)域定為GTV，由于腫瘤細(xì)胞在腫瘤病灶內(nèi)呈不均勻分布，導(dǎo)致MRI提供的腫瘤解剖結(jié)構(gòu)圖像與實(shí)際腫瘤活性細(xì)胞分布不一致[10]。PET/CT為新型的影像學(xué)技術(shù)，可反映腫瘤的生物代謝信息。在臨床高度懷疑腦膠質(zhì)瘤擬采取組織活檢時(shí)，可通過PET成像定位病變代謝活動(dòng)最強(qiáng)的區(qū)域，提高活檢的準(zhǔn)確性[11]。此外，PET成像還可用于放療靶區(qū)的勾畫。11C-MET為臨床應(yīng)用較多的一類氨基酸類示蹤劑，其能透過血腦屏障，利用腫瘤組織的高攝取率和正常腦組織的低攝取率，準(zhǔn)確分辨腫瘤及周圍組織[12]。有研究[13]顯示，采用示蹤劑標(biāo)記的PET檢查界定的腦膠質(zhì)瘤范圍比MRI增強(qiáng)掃描界定的范圍更準(zhǔn)確，且以PET影像為依據(jù)切除MET高濃聚區(qū)域，可提高腦膠質(zhì)瘤患者中位生存時(shí)間。由于CT具有較高的空間分辨率，在放療的靶區(qū)勾畫時(shí)，一般將CT影像與11C-METPET融合進(jìn)行模擬定位。Mahasittiwat等[14]采用該方法對(duì)16例腦腦膠質(zhì)瘤術(shù)后患者進(jìn)行GTV勾畫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，勾畫的GTV比MRI勾畫的要小。研究[15]顯示，參照11C-METPET/CT高攝取區(qū)勾畫的GTV大于參照MRI增強(qiáng)區(qū)勾畫的GTV體積，且存在明顯正相關(guān)性，該研究認(rèn)為MRI低估了腫瘤體積，將11C-METPET/CT與MRI提供的腫瘤信息進(jìn)行綜合，可進(jìn)一步提高腦膠質(zhì)瘤靶區(qū)的勾畫。本研究結(jié)果證實(shí)，與單純11C-METPET/CT相比，11C-METPET/CT聯(lián)合MRI勾畫的GTV、CTV更小(P<0.05)，二者聯(lián)合勾畫的GTV更接近真實(shí)腫瘤體積。

進(jìn)一步比較11C-METPET/CT、11C-METPET/CT聯(lián)合MRI勾畫的靶區(qū)重合度發(fā)現(xiàn)，二者不完全重合，與既往報(bào)道[16]結(jié)果一致，說明采用11C-METPET/CT聯(lián)合MRI的方法勾畫腦膠質(zhì)瘤靶區(qū)更精確，有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)放療。有研究者[17]認(rèn)為，MRI的加入彌補(bǔ)了11C-METPET/CT的低軟組織分辨率及邊緣模糊效應(yīng)，聯(lián)合應(yīng)用可以為靶區(qū)勾畫提供更多的信息。理想的靶區(qū)融合勾畫方法不僅具備準(zhǔn)確性，還需要有良好的重復(fù)性。對(duì)比不同醫(yī)師勾畫的腦膠質(zhì)瘤靶區(qū)發(fā)現(xiàn)，二者勾畫的GTV、CTV無明顯差異(P>0.05)，說明11C-METPET/CT聯(lián)合MRI進(jìn)行靶區(qū)勾畫可操行強(qiáng)，可在臨床推廣應(yīng)用。

綜上所述，11C-METPET/CT與MRI融合在腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療治療靶區(qū)定位中可提高靶區(qū)的準(zhǔn)確性，減少腫瘤周圍組織的照射，有較好的應(yīng)用價(jià)值。