对比PET/MRI与PET/CT检出肝转移癌效能

于 军，任东栋，任春玲，李 洋，蔡 君，张 莺

(1.宁波明州医院核医学科，浙江 宁波 315100；2.浙江大学医学院附属第二医院核医学科，浙江 杭州 310009)

肝脏是全身恶性肿瘤最常转移的部位之一，肝转移癌约占所有实体脏器转移癌的25%[1]，尤以消化道肿瘤发生肝脏转移的概率最高[2]。PET为功能代谢显像，其参数最大标准摄取值(maximum standard uptake value，SUVmax)支持半定量分析，与肿瘤的代谢活性密切相关，为评估肿瘤细胞FDG摄取的重要参数[3]。近年PET/CT已广泛用于诊断肝转移癌、肿瘤分期、制定治疗计划、监测复发转移及评估治疗效果等[4-5]，但对肝内小转移灶的检出率较低[6]。PET/MRI兼具PET和MRI的优势，可实现结构、功能和分子影像在时间和空间上的最佳配准，对检出及定性诊断肝转移癌具有明显优势[7]，但其与PET/CT在衰减校正、数据采集与处理及图像重建等方面存在较大差异。本研究对比观察PET/MRI与PET/CT对肝转移癌的检出率、二者所获SUVmax的相关性及其差异，评价其检出肝转移癌的效能。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2018年10月—2020年7月78例于宁波明州医院经病理或影像学随访证实的肝转移癌患者，男50例，女28例，年龄38～79岁，平均(64.5±9.3)岁；原发肿瘤包括结直肠癌20例、胰腺癌18例、肺癌13例、胃癌13例、乳腺癌3例、胆囊癌3例、食管癌2例，腮腺癌、下咽癌、十二指肠癌、肾癌、卵巢癌及恶性黑色素瘤各1例；其中29例原发肿瘤已经手术切除。纳入标准：①于同日内相继接受PET/CT与PET/MR显像；②检查前3个月内未接受肝转移癌相关治疗。检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 嘱患者检查前禁食>6 h，控制其空腹血糖<11.1 mmol/L。经上肢静脉注射18F-FDG(南京江原安迪科正电子研究发展有限公司)，放射化学纯度>95%，剂量3.70～5.55 MBq/kg体质量；之后嘱患者安静休息60 min，饮水500 ml，扫描前排尿。

PET/CT：以Siemens Biograph mCT扫描仪采集颅顶至股骨中段图像，管电压120 kV，管电流为自动毫安秒技术(30～210 mAs)，螺距0.8，球管单圈螺旋时间为0.5 s，层厚3 mm，层间距2 mm；以三维模式行PET扫描，7～10个床位，每个床位1.5 min。采用有序子集最大期望值法(ordered subset expectation maximization，OSEM)重建PET图像，共2次迭代、24个子集，高斯滤波半高宽4.0 mm，散射校正。将PET和CT图像传送至Syngo MMWP工作站，行帧对帧图像对位融合，获得PET/CT图像。

PET/MRI：采用GE Signa 3.0T PET/MR扫描仪。PET衰减校正基于2点Dixon序列，扫描4～5个床位，带呼吸门控序列每个床位6 min，非呼吸门控序列每个床位4 min，采用时间飞跃法(time of flight，TOF)及OSEM重建图像，共2次迭代、28个子集，高斯滤波半高宽5.0 mm，散射校正。采用头颈部及体部相控阵线圈覆盖头颈部至股骨中段，与PET同步采集MRI；轴位屏气三维T1W采用可变容积加速肝脏采集(liver acquisition with volume acceleration-flexible，LAVA-Flex)序列，TR 4.4 ms，TE 1.8 ms，矩阵256×180，层厚4.8 mm，FOV 440 mm×440 mm，轴位脂肪抑制快速T2W采用周期性旋转重叠平行线采集和增强后处理重建(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction，PROPELLER)序列，TR 6 000 ms，TE 82 ms，矩阵320×320，层厚6 mm，FOV 440 mm×440 mm；轴位弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)，TR 5 452 ms，TE 70 ms，矩阵128×128，层厚6 mm，FOV 440 mm×440 mm，b=0、800 s/mm2；应用呼吸门控或膈肌导航技术采集上腹部数据。

根据影像学检查顺序分为A、B组。对A组50例[男30例，女20例，年龄40～78岁，平均(64.8±9.3)岁]先行PET/CT、后行PET/MR显像，间隔20～100 min，中位时间54.0(33.0，76.3)min，观察283个病灶；B组28例[男20例，女8例，年龄38～79岁，平均(63.8±9.6)岁]先行PET/MR、后行PET/CT显像，间隔45～142 min，中位时间102.5(82.8，114.0)min，观察126个病灶。

1.3 图像分析 于Syngo MMWP和Advantage工作站对PET/CT和PET/MRI数据进行后处理。由2名具有5年以上工作经验的核医学医师以视觉分析法独立观察PET/CT及PET/MRI，分析同种图像时不以另一种作为参考，且2次阅片间隔2周以上；意见相左时经协商达成一致；以病灶FDG摄取高于周围肝脏组织为阳性，反之为阴性[8]。于PET图像显示病灶最大层面手动勾画阳性病灶ROI，经软件自动计算分别得到PET/CT和PET/MRI的SUVmax；每例测量不超过10个最大病灶。

1.4 统计学分析 采用SPSS 24.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，采用t检验比较组间患者年龄差异；以中位数(上下四分位数)表示呈偏态分布的计量资料；以频数和百分率表示计数资料，以χ2检验比较组间患者性别差异，采用McNemar检验比较组内不同检查方法阳性率的差异。采用Spearman秩相关分析及Wilcoxon秩和检验比较组内不同检查方法获得的病灶SUVmax的相关性及其差异，│r│≥0.8为高度相关，0.5≤│r│<0.8为中度相关，0.3≤│r│<0.5为低度相关，0<│r│<0.3为弱相关。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 阳性率 共观察78例409个肝转移病灶，其中25例仅存在1个肝转移癌、15例2～5个病灶、10例存在6～9个病灶、28例病灶≥10个；病灶直径0.3～10.5 cm，中位数1.30(0.75，2.50)cm。PET/MRI检出肝转移癌的阳性率(381/409，93.15%)明显高于PET/CT(285/409，69.68%，P<0.05)。相比PET/MRI，PET/CT漏检96个病灶，89个(89/96，92.71%)直径≤1 cm、7个(7/96，7.29%)直径>1 cm且<2 cm。

组间性别(χ2=1.019，P=0.31)、年龄(t=0.49，P=0.62)差异均无统计学意义。A组PET/MRI阳性率(266/283，93.99%)明显高于PET/CT(197/283，69.61%，P<0.05)；相比PET/MRI，PET/CT漏检69个病灶，64个(64/69，92.75%)直径≤1 cm、5个(5/69，7.25%)>1 cm且<2 cm。B组内PET/MRI阳性率(115/126，91.27%)明显高于PET/CT(88/126，69.84%，P<0.05)；相比PET/MRI，PET/CT漏检27个病灶，25个(25/27，92.59%)直径≤1 cm、2个(2/27，7.41%)>1 cm且<2 cm。见图1、2。

2.2 SUVmaxA组283个病灶中，197个PET/CT和PET/MRI均呈阳性，二者所获SUVmax呈高度相关(r=0.84，P<0.01)，而PET/MRI 的SUVmax(12.43±4.67)显著高于PET/CT(9.48±3.88；Z=-11.74，P<0.01)。B组126个病灶中，88个PET/CT和PET/MRI均呈阳性，二者SUVmax呈中度相关(r=0.74，P<0.01)，且差异无统计学意义[分别为(12.24±4.94)、(11.61±3.72)，Z=-1.81，P=0.07]。

3 讨论

本研究PET/MRI检出肝转移癌的阳性率明显高于PET/CT；PET/CT漏检病灶中，直径≤1 cm者占92.71%(89/96)，与既往研究[1，6]结果相似。PET/CT检出肝内小转移灶的敏感度较低，可能与肝脏组织本底摄取相对较高有关，且受呼吸运动与部分容积效应影响，部分病灶尤其是肝内小转移灶的FDG摄取易被本底掩盖而呈假阴性[9]；另外，平扫CT的诊断价值有限，尤其伴发脂肪肝时，转移癌密度与非瘤肝脏密度相近，无异常FDG摄取时漏检率较高。PET/MRI诊断肝转移癌具有较高价值，一项Meta分析[1]显示，PET/MRI诊断肝转移癌的敏感度明显高于PET/CT(95.4% vs 68.3%)，且对小转移灶优势更为明显。MRI较CT软组织分辨率更高，且不受脂肪肝影响，通过综合不同序列图像可较好地显示肝内改变；发生病变后，组织细胞功能和代谢发生变化，水分子弥散运动受限，DWI可从分子水平检测活体组织内水分子的弥散运动，有助于早期准确检出肝内小转移癌[2,10]。本研究PET/MRI采用TOF技术，配备的硅光电倍增管相比传统光电倍增管和雪崩式光电二极管具有更高的时间分辨力及空间分辨力，可提升PET探测器的整体性能[11-12]，改善图像信噪比，有利于提高病变检出率；且PET/MRI为同步采集，采集上腹部数据时应用呼吸门控或膈肌导航技术，因而不受呼吸运动影响，有助于图像精准配准，尤其对于受呼吸运动影响相对较大的肝脏膈顶部病灶[13]。

图2 患者男，72岁，胃癌术后伴肝转移癌(B组) A～C.腹部轴位CT图(A)示肝Ⅳ段呈稍低密度影，边界不清，直径4.0 cm，PET(B)及融合图像(C)示病灶FDG代谢异常增高，SUVmax为18.79；D～F.轴位MR T2WI(D)示肝Ⅳ段病灶呈高信号，PET(E)及融合图像(F)示病灶FDG代谢异常增高，SUVmax为15.66 (箭示病灶)

既往研究[14]认为结直肠癌转移癌经治疗后SUVmax下降与治疗反应及长期预后较好相关，但SUVmax受PET硬件、TOF技术、衰减校正及采集时间等多种因素影响。GRANT等[12]认为PET/MR检查中PET的工作性能几乎不受磁场环境影响。TOF技术可明显提高PET的量化准确性[15]，但PET/MRI与PET/CT的衰减校正方法不同：PET/CT直接利用CT数据进行衰减校正，而PET/MRI中的MRI反映的是质子密度而非电子密度，无法直接利用MRI进行衰减校正。目前对于体部PET/MRI主要采用组织分割法进行衰减校正，利用MR Dixon序列将躯干分割为空气、肺、脂肪和软组织4个区域，忽略区域内组织的异质性，但部分学者[16]仍对PET/MRI中PET定量的准确性提出质疑。本研究结果显示，PET/MRI与PET/CT所获肝转移癌的SUVmax具有较好的相关性，提示PET/MRI能提供稳定、可靠的半定量诊断信息。

本研究于单次注射显像剂后采用不同顺序先后进行两种检查，A组(先行PET/CT、后行PET/MR显像)肝转移癌PET/MRI 所获SUVmax显著高于PET/CT，与BEIDERWELLEN等[7]的结果相符，但后者仅采用单一检查顺序，未进一步分析检查方法及其顺序对病灶SUVmax的影响。DIRISAMER等[17]认为肝转移癌延迟显像SUVmax高于早期显像。本研究B组(先行PET/MR、后行PET/CT显像)PET/CT延迟显像SUVmax高于PET/MR早期显像，但差异无统计学意义，可能提示延迟显像SUVmax升高不仅与检查方法、还与检查顺序相关。

本研究的局限性：①样本量分布不均，结果可能存在偏差；②部分病灶未能获得病理学结果，可能存在假阳性；③PET/MRI采集时间长于PET/CT，未考虑采集时间对阳性率及SUVmax的影响。

综上所述，PET/MRI检出肝转移癌的效能优于PET/CT，尤其对于直径≤1 cm病灶；PET/MRI与PET/CT所测病灶SUVmax相关性较好。