口腔鱗狀細(xì)胞癌18F-FDG PET/MR與PET/CT對(duì)比分析

周子晴 程 勇 唐勇進(jìn) 凌雪英 徐 浩

口腔癌是指發(fā)生在唇部、舌部、牙齦、硬腭和口底等位置的惡性腫瘤，絕大多數(shù)病理類(lèi)型為鱗狀細(xì)胞癌，是頭頸部最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一[1]。全球不同國(guó)家的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，近年來(lái)其他頭頸部腫瘤的發(fā)生率呈下降趨勢(shì)，但是口腔癌尤其是舌癌的發(fā)生率呈上升趨勢(shì)[2～4]。在我國(guó)，口腔癌的病死率較高，且研究者預(yù)測(cè)口腔癌的發(fā)生率和病死率將呈上升趨勢(shì)[5]。手術(shù)作為口腔癌的重要治療手段，手術(shù)方案及患者預(yù)后取決于腫塊的直徑、腫塊對(duì)周?chē)M織的侵犯程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及有無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[6]。PET/MR作為目前先進(jìn)的影像儀器，結(jié)合PET的代謝顯像及MR的高軟組織分辨率影像，對(duì)于多種腫瘤的判斷評(píng)估有重要作用[7]。本研究回顧性分析接受PET/CT-MRI多模式掃描的口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral cavity squamous cell carcinoma, OCSCC)患者資料，探討PET/MR在OCSCC中的應(yīng)用價(jià)值。

對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象：回顧性收集2015年4月～2020年8月于筆者醫(yī)院PET/CT-MRI中心同時(shí)接受體部18F-FDG-PET/CT檢查及頭頸部MR掃描的患者22例，其中男性11例，女性11例，患者年齡為43～82歲，中位年齡為56.5歲。所有患者均經(jīng)病理確診為口腔鱗狀細(xì)胞癌，其中舌癌15例，牙齦癌5例，口底癌2例。

2.儀器與方法：采用PET/CT-MRI多模式系統(tǒng)進(jìn)行掃描，在頭頸部MR掃描完成后進(jìn)行體部PECT/CT檢查，掃描范圍從顱頂至股骨上段。(1)MRI：采用GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，8通道頭頸聯(lián)合線(xiàn)圈，掃描頭頸部，掃描序列包括軸位及矢狀位FSE T1WI、軸位及冠狀位FRFSE T2WI，各序列掃描參數(shù)詳見(jiàn)表1。頭頸部MR掃描時(shí)長(zhǎng)約15min。(2)PET/CT：采用GE Discovery Elite 690掃描儀，18F-FDG PET顯像劑由廣州市原子高科同位素醫(yī)藥有限公司提供，放化純度>95%。患者注射18F-FDG前需要空腹6h以上，并控制空腹血糖為4.0～11.1mmol/L，后于安靜狀態(tài)下注射18F-FDG 3.70～5.55MBq/kg體重，45～90min后行常規(guī)PET/CT檢查，采集條件：電壓 140kV，電流 115～180mA，掃描層厚 3.75mm，層間距 3.27mm，矩陣 512×512。PET發(fā)射掃描，每例患者平均掃描7個(gè)床位，110秒/床位。經(jīng)CT衰減校正后，采用自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法獲得PET圖像。

表1 MR各序列掃描參數(shù)

3.圖像分析：PET/CT-MRI掃描完成后，在后處理工作站(美國(guó)GE Advantage Workstation, Version 4.6)上應(yīng)用隨機(jī)自帶軟件進(jìn)行不同模式的圖像融合，得到PET/CT、PET/MR圖像后，由兩名有經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師對(duì)所得圖像進(jìn)行觀察并評(píng)價(jià)18F-FDG PET陽(yáng)性病灶在PET/CT與PET/MR的圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度及病灶清晰度，意見(jiàn)不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。PET陽(yáng)性病灶包括陽(yáng)性原發(fā)灶及陽(yáng)性淋巴結(jié)。將病灶18F-FDG濃聚區(qū)的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(maximum standardized uptake value, SUVmax)高于周?chē)镜捉M織定義為陽(yáng)性原發(fā)灶，生理性攝取不計(jì)入內(nèi)。陽(yáng)性淋巴結(jié)需滿(mǎn)足以下參考標(biāo)準(zhǔn)：①PET SUVmax>2.5；②CT或MR上短徑≥0.6cm，或形態(tài)為圓形、不規(guī)則形，或淋巴結(jié)內(nèi)有囊變壞死。而后對(duì)PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度及病灶清晰度進(jìn)行記錄并評(píng)分。根據(jù)圖像有無(wú)偽影及偽影是否影響病灶觀察，對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分：2分，無(wú)圖像偽影；1分，輕度圖像偽影但對(duì)病灶解剖定位并無(wú)影響；0分，圖像偽影嚴(yán)重且影響病灶的解剖定位。根據(jù)PET圖像與CT圖像或MR圖像中病灶及解剖結(jié)構(gòu)是否匹配，對(duì)融合準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)分：2分，圖像匹配程度高；1分，圖像匹配程度一般；0分，圖像匹配差。根據(jù)CT或MR軸位圖像中病灶邊界勾畫(huà)程度，對(duì)病灶清晰度進(jìn)行評(píng)分：3分，>75%的病灶邊界可以勾畫(huà)；2分，50%～75%的病灶邊界可以勾畫(huà)；1分，25%～49%的病灶邊界可以勾畫(huà)；0分，<25%的病灶邊界可以勾畫(huà)。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度及病灶清晰度評(píng)分的比較采用多個(gè)樣本比較的FriendmanM檢驗(yàn)，進(jìn)一步比較采用Bonferroni檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.一般特征：通過(guò)PET/CT及PET/MR共同評(píng)價(jià)18F-FDG PET陽(yáng)性病灶35個(gè)，其中原發(fā)灶22個(gè)、淋巴結(jié)13個(gè)。陽(yáng)性原發(fā)灶SUVmax為5.2～24.3，平均11.4±4.5，長(zhǎng)徑1.2～5.0cm，平均2.4±1.0cm。陽(yáng)性淋巴結(jié)SUVmax為2.8～10.2，平均4.5±2.3，短徑0.6～1.8cm，平均1.1±0.3cm。

2.圖像質(zhì)量：3種成像模式的圖像質(zhì)量情況見(jiàn)圖1。PET/CT圖像質(zhì)量為0分者有4例，主要是口腔金屬植入物產(chǎn)生偽影而影響病灶觀察。PET/MR T1WI圖像質(zhì)量為0分者1例，是由于掃描過(guò)程中患者的自主移動(dòng)造成圖像模糊。3種成像模式間圖像質(zhì)量評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，詳見(jiàn)表2。

3.融合準(zhǔn)確度：3種成像模式的融合準(zhǔn)確度情況見(jiàn)圖1。PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI的融合準(zhǔn)確度無(wú)評(píng)為0分者有2例，主要是由患者頭頸部位置的移動(dòng)造成的圖像匹配度差。3種成像模式間融合準(zhǔn)確度比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，詳見(jiàn)表2。

4.病灶清晰度：3種成像模式的病灶清晰度情況見(jiàn)圖1。PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI對(duì)陽(yáng)性原發(fā)灶的評(píng)分比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見(jiàn)表2；且兩兩比較顯示，PET/MR T2WI對(duì)陽(yáng)性原發(fā)灶的顯示最優(yōu)，詳見(jiàn)表3；PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI對(duì)陽(yáng)性淋巴結(jié)清晰度比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，詳見(jiàn)表2。

圖1 3種模式的圖像質(zhì)量評(píng)分比較A.圖像質(zhì)量及融合準(zhǔn)確度；B.原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的病灶顯示清晰度

表2 3種成像模式間圖像質(zhì)量、融合準(zhǔn)確度、病灶清晰度的Friedman M檢驗(yàn)結(jié)果

表3 3種成像模式的原發(fā)灶清晰度Bonferroni檢驗(yàn)結(jié)果

討 論

PET是利用正電子核素標(biāo)記的藥物作為示蹤劑來(lái)定位靶器官的顯像儀器。18F-FDG是最常用的PET顯像劑，作為一種葡萄糖類(lèi)似物，18F-FDG可以反映機(jī)體的器官組織對(duì)于葡萄糖的攝取情況。大部分以糖代謝為主要供能原料的腫瘤組織在PET上會(huì)表現(xiàn)為陽(yáng)性高攝取灶，但機(jī)體發(fā)生炎性反應(yīng)時(shí)炎性細(xì)胞對(duì)葡萄糖的高攝取會(huì)對(duì)病灶的顯像產(chǎn)生干擾，結(jié)合CT、MR等結(jié)構(gòu)影像更有利于病灶良惡性的鑒別。而鑒于MR比CT具有結(jié)構(gòu)對(duì)比度高、組織特征參數(shù)多、功能和生物化學(xué)信息顯示能力強(qiáng)及沒(méi)有電離輻射等優(yōu)勢(shì)，PET/MR的融合圖像是對(duì)病灶鑒別有著巨大優(yōu)勢(shì)[8,9]。

本研究結(jié)果顯示，PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI均能得到良好的圖像質(zhì)量及融合準(zhǔn)確度。本研究中有5例圖像得分為0分，其中4例為PET/CT圖像，主要是受口腔金屬植入物的影響表現(xiàn)為舌骨上區(qū)域的放射狀偽影，導(dǎo)致無(wú)法清晰顯示原發(fā)灶；1例為PET/MR T1WI圖像，是由于掃描過(guò)程中患者的自主運(yùn)動(dòng)造成圖像模糊。不同研究者對(duì)影響圖像質(zhì)量的因素有不同的討論，Klinke等[10]研究認(rèn)為，含有鐵磁金屬的牙科材料是影響PET/MR圖像質(zhì)量的主要因素，其會(huì)造成周?chē)M織的磁場(chǎng)變化，MR的磁場(chǎng)失真和信號(hào)丟失，從而導(dǎo)致病灶在MR圖像上難以辨認(rèn)。與之相反，Varoquaux等[11]、Hayashi等[12]研究顯示，對(duì)PET/CT圖像質(zhì)量有明顯影響的牙科材料可能并不會(huì)對(duì)PET/MR圖像產(chǎn)生明顯信號(hào)丟失影響診斷。產(chǎn)生這種差異的原因可能是納入研究的病例中沒(méi)有與金屬植入物緊貼的腫物，所以PET/CT圖像會(huì)因金屬偽影呈放射狀對(duì)病灶顯示有遮蓋作用，而PET/MR圖像未受明顯影響。

本研究使用的PET/CT-MRI模式，就融合圖像來(lái)看，PET/CT及PET/MR的融合準(zhǔn)確度均較高，PET/MR融合質(zhì)量評(píng)分為0分的有2例，主要是MR掃描時(shí)患者頭頸部位置的移動(dòng)造成圖像的匹配度不高。由于MR的檢查時(shí)間較長(zhǎng)，患者容易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，特別是口腔癌患者本身就有口腔及口咽部位的不適感，這是PET/MR在口腔顯影上的限制，需要對(duì)掃描過(guò)程中的吞咽等運(yùn)動(dòng)進(jìn)行算法補(bǔ)償[11～14]。

對(duì)病灶顯示的清晰度PET/MR高于PET/CT(P<0.05)，特別是在腫塊對(duì)周?chē)浗M織有侵襲時(shí)，PET/MR對(duì)于病灶邊界的顯示更加清晰(圖2)，這與其他報(bào)道基本一致，主要是因?yàn)镸R對(duì)比CT來(lái)說(shuō)有更好的軟組織分辨率及更加明顯的信號(hào)改變[12,15]。對(duì)于頸部陽(yáng)性淋巴結(jié)，本研究發(fā)現(xiàn)，PET/MR與PET/CT對(duì)淋巴結(jié)清晰度的顯示比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.07)，與國(guó)外頭頸部研究報(bào)道相似[16～18]。而其他關(guān)于PET/MR和PET/CT對(duì)比分析淋巴結(jié)清晰度的研究報(bào)道表明，PET/MR顯示淋巴結(jié)清晰度較PET/CT有優(yōu)勢(shì)[19,20]。造成這種結(jié)果差異的原因可能是兩篇研究中納入的病例未限制癌種，淋巴結(jié)的可轉(zhuǎn)移區(qū)域多，CT對(duì)軟組織密度混雜的位置的圖像分辨率較差，在腹部及盆腔等部位CT的劣勢(shì)明顯[9]。本研究的病例為OCSCC，多向位置比較表淺頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，加上PET的功能顯像，可以通過(guò)顯像劑的攝取多少清晰分辨陽(yáng)性淋巴結(jié)(圖3)?？傮w而言，PET/MR對(duì)口腔腫瘤的評(píng)估較PET/CT好，這與Surov等[7]的觀點(diǎn)一致。

圖2 右舌部中分化鱗狀細(xì)胞癌原發(fā)灶的PET/CT及PET/MR表現(xiàn)A.PET圖，可見(jiàn)右舌部放射性濃聚灶，SUVmax為10.0，代謝增高；B.CT圖，無(wú)法確定原發(fā)灶邊界；C.PET和CT的融合圖像；D.MR T1WI圖，可見(jiàn)右舌部T1低信號(hào)不規(guī)則占位，可勾畫(huà)部分邊界；E.MR T2WI圖，可見(jiàn)右舌部T2高信號(hào)不規(guī)則占位，可勾畫(huà)大部分邊界；F.PET和MR T2WI的融合圖像

圖3 右舌根部低分化鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的PET/CT及PET/MR表現(xiàn)A.PET圖，可見(jiàn)右側(cè)頸部轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)放射性濃聚灶，SUVmax為3.0，代謝增高；B.CT圖；C.PET和CT的融合圖像；D.MR T1WI圖；E.MR T2WI圖；F.PET和MR T2WI的融合圖像。右側(cè)頸部轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)在CT及MR圖像上均可清晰顯示

本研究的不足之處在于樣本數(shù)量較小，未按照TNM分期及腫瘤浸潤(rùn)深度(depth of invasion, DOI)對(duì)病例進(jìn)行分組。TMN分期是OCSCC治療方式選擇的重要依據(jù)，浸潤(rùn)深度是口腔癌的獨(dú)立預(yù)后因素，其與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、局部復(fù)發(fā)及生存率有著密切關(guān)系[21, 22]。目前尚無(wú)有效合理的口腔癌相關(guān)的PET/MR影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)一步探討。

綜上所述，本研究通過(guò)PET/MR與PET/CT的圖像比較，展現(xiàn)了PET/MR在OCSCC診斷中的應(yīng)用價(jià)值，證明了PET/MR在OCSCC診斷中的良好前景。