宫颈鳞癌18F-FDG PET/CT代谢肿瘤体积与MRI解剖肿瘤体积的一致性*

党军，姚玉唐，谭小飞，叶真言，申太鹏，刘永莉，陈世容，游金辉，程祝忠

637007 四川 南充，川北医学院附属医院 核医学科（党军、谭小飞、游金辉）；610041 成都，四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心，电子科技大学医学院 核医学科 （党军、姚玉唐、谭小飞、叶真言、申太鹏、刘永莉、陈世容、程祝忠）

宫颈癌是我国女性最常见的生殖道恶性肿瘤［1］，为发展中国家妇女癌症死亡的主要原因，且近年来宫颈癌发病有年轻化的趋势，其肿瘤大小是宫颈癌放疗或手术后无病生存率和总生存率的预测因子。放疗是该肿瘤的治疗选择之一，并常作为一种独立的治疗方法开展，或作为化疗或手术的补充手段［2］。在制定放疗计划时，更加精准地确定原发肿瘤的边界不仅可在最大限度上减少对周围器官及组织的损害，也最大限度地减少肿瘤复发的风险［3］。而通过PET/CT成像评估肿瘤代谢体积（metabolic tumor volume，MTV），有助于评估生物活性肿瘤的大小。EANM/SNMMI/ESTRO关于肺癌靶区勾画操作指南认为基于PET/CT的自动分割算法比基于手动方法和活性阈值的方法更准 确［4］。然而，该方法需要优化扫描条件以及肿瘤类型和位置。因此目前并没有批准的标准化方法。Hatt等［5］研究表明在参数范围较窄的情况下，相比自动分割算法，对于简单形状的病变，简单的方法也具有很好的准确性。实践中常用于评估PET/CT中MTV的简单算法多基于视觉评估、固定最大标准摄取值（SUVmax）或基于SUVmax百分比的阈值法［3］。MRI具有较高的软组织分辨率，以及多方位、多序列、多参数成像的优点。宫颈癌 MRI测量直径与病理标本直径密切相关，MRI肿瘤体积可以作为原发部位大部分宫颈癌的客观准确测量值［6］。 EANM /SNMMI宫颈癌近距离放射治疗实践指南推荐MRI T2WI作为肿瘤勾画的金标准［7］。因此本研究拟通过PET/CT显像中SUVmax的不同百分阈值来勾画宫颈鳞癌原发病灶代谢体积，并将MRI测量的解剖体积（MRI tumor volume，MRV）作为金标准进行比较，分析MTV和 MRV的一致性，以期更有效地指导临床宫颈癌原发灶的放射治疗。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性收集四川省肿瘤医院2018年1月至2021年10月收治的72例宫颈鳞癌患者的临床资料。该研究已经通过医院伦理委员会的批准，具体研究纳入标准如下：病理组织学证实为宫颈鳞癌；18F-FDG PET/CT 和MRI 2项检查间隔时间不超过14 d；均为原发病灶，影像检查前未接受过治疗。

1.2 仪器与方法

采用Siemens MRI及Siemens Biography MCT-64 PET/CT扫描设备进行检查。MRV由MRI图像导入MIM软件（医学影像处理软件）进行测量。18F-FDG显像剂由日本住友公司回旋加速器及化学合成模块自动合成，放射化学纯度 ＞ 99%；检查前患者空腹 6 h以上，血糖＜7 mmol/L；按4.0 MBq/kg体质量注射18F-FDG后，嘱患者静卧1 h，待其排尿后行PET/CT显像，采集范围自颅顶到股骨中段，采集6～7个床位；先行CT扫描：管电压140 kV，有效电流42 mAs，螺距0.8，球管单圈旋转时间0.5 s，层厚8 mm；PET扫描采用3D采集，1.5 min/床位，必要时行延迟显像；采用有序子集期望最大化OSEM迭代算法重建图像，于Siemens MMWP工作站行图像融合及后处理。

1.3 MTV及MRV的测量

治疗前由2名经验丰富的PET/CT中心医生在软件上共同进行视觉分析和半定量分析。在常规扫描图像中的原发病灶处勾画感兴趣区域，通过手动调整肿瘤轮廓，包括病变在轴向、冠状面和矢状面上的边界，尽量避开膀胱、输尿管以及直肠，如果膀胱过度充盈或肿瘤体积较大，则选择延迟扫描图像进行勾画，从而尽量避免膀胱生理性摄取的干扰，并测量病灶的SUVmax。MTV是基于SUVmax的自动轮廓程序测量，在软件上以不同的SUVmax百分阈值（20%～50%，以5%递增）勾画肿瘤边界，得到一系列的MTV值。MRV则通过MIM软件，结合冠状位、矢状位、TIWI、T1WI增强等多个序列图像，通过肿瘤病灶明显强化的特征区别T2WI高信号的肿瘤与瘤周水肿后，以T2WI横断位上中或高信号影为病灶进行勾画，得到每个横断面的病灶范围，最后由软件自动计算所有层面得到。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0软件进行统计分析，数据符合正态分布以均数±标准差表示，不符合则以中位数（上下四分位数）表示，率用百分号（%）表示。正态分布数据采用t检验比较，非正态分布则用非参数检验。使用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）的双向随机绝对单指标模型，评估不同阈值下每个样本体积测量值的一致性与可重复性。小于0.50、介于0.50和0.75之间、介于0.75和0.90之间以及大于0.90的值分别表示可靠性较差、中等、良好和极好。MRV及MTV相关性采用Spearman相关分析。P ＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般资料

本研究纳入可供评估和分析的宫颈鳞癌患者72例，其中国际妇产科联盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO）分 期 为Ⅰ期2例、Ⅱ期23例、Ⅲ期37例和Ⅳ期10例；患者年龄22 ～ 77岁，平均（56.49±10.29）岁。MRI计算的肿瘤体积为29.80（15.14， 53.12） cm3。PET/CT显示原发肿瘤的SUVmax为14.67±7.27（表1）。

表1 患者临床及影像学特征Table 1. Clinical and Imaging Characteristics of Patients

2.2 MTV与MRV的一致性

对于宫颈鳞癌，PET/CT中以SUVmax的30%、35%以及40%勾画的MTV与MRV没有统计学差异，20%、25% SUVmax勾画的MTV明显大于MRV，45%、50% SUVmax勾画的MTV明显小于MRV（表2）。进一步分析，在以SUVmax的30%为阈值勾画时，MTV与MRV的ICC为0.929，说明以该阈值进行体积勾画的一致性与重复性最好（表3），MTV与MRV相关性最高（r = 0.910，P ＜ 0.001）。其次为35%SUVmax（ICC = 0.904，r = 0.896，P ＜ 0.001）。

表2 不同百分阈值勾画的MTV与MRV以及两者的统计学差异Table 2. Comparison of MRV and MTV outlined by different thresholds

2.3 不同分期的肿瘤体积比较

由于本次纳入Ⅰ期及Ⅳ期病例较少，因此分为 Ⅰ～Ⅱ期和Ⅲ～Ⅳ期两个亚组行进一步分析。Ⅰ～ Ⅱ期宫颈鳞癌的MRV为19.84（14.11，59.67）cm3。当SUVmax阈值为30%与35%时，ICC分别为0.974、0.977（表4），此时肿瘤的MRV与MTV的 一致性在该系列阈值中较高，并且该阈值下MRV与MTV的差异均没有统计学意义（z =-0.475，P = 0.635；z = -0.165，P = 0.869。而Ⅲ ～ Ⅳ期宫颈鳞癌的MRV为31.32（16.26，51.13） cm3，SUVmax阈 值 为30%时，ICC为0.909，肿瘤MRV与MTV的一致性在该系列阈值中最高，此时两者的差异也没有统计学意义（z =-0.715，P = 0.475）。

表4 不同FIGO分期中不同百分阈值勾画的MTV与MRV之间的组内相关系数Table 4. Intraclass Correlation Coefficients of MRV and MTV Outlined by Different Thresholds in Different FIGO Stages

3 讨 论

在目前的临床放射治疗中，PET/CT已经用于不同部位肿瘤体积的辅助勾画。Kruser等［8］研究表明，在68%的患者中，当PET/CT用于包括肺癌、食管癌、宫颈癌在内的不同部位肿瘤放疗时，肿瘤体积或局部区域范围或治疗剂量变化超过20%。Leclerc等［9］对头颈癌的研究也表明，使用PET/CT勾画的靶区轮廓明显小于CT。PET/CT的潜在优势就在于基于肿瘤生物活性来减少观察者多次测量以及不同观察者测量之间的差异，提高测量的一致性和准确性，从而更好地指导临床实践。此外，PET/CT中MTV数据可以在放射组学研究中进一步评估，以预测预后和评估辅助治疗的未来成功率。但是基于PET/CT勾画不同部位肿瘤体积，迄今为止还没有达成共识，不同部位肿瘤体积勾画的最佳阈值不尽相同，因此需要进一步验证。

本研究纳入72例宫颈鳞癌患者。研究表明30% SUVmax作为最佳阈值时，18F-FDG PET/CT代谢肿瘤体积与MRI解剖肿瘤体积一致性最好，该结论与部分研究类似［10-11］。但是Lai等［10］研究的病例数较少，并且纳入了不同病理类型肿瘤，可能会影响体积勾画。而本研究纳入72例宫颈鳞癌这单一病理类型进行体积勾画，结果更加可靠。Cegła等［12］认为35% SUVmax作为最佳百分阈值是最可靠的方法，但他们没有详细说明MRI体积的测量方法，并且该研究中只分析了3个阈值，限制了结果的范围。王胜 军［13］等则是通过与外科标本比较，认为采用41%作为最佳阈值最接近病理，与本研究有一定差异，其原因可能与他们纳入的病例主要为I期患者有关。

本研究还进一步分析了30% SUVmax作为最佳阈值应用于不同分期肿瘤时的一致性。研究认为30% SUVmax作为最佳阈值用于Ⅰ ～ Ⅱ或Ⅲ ～Ⅳ期肿瘤时均具有很好的一致性。虽然I ～Ⅱ期肿瘤中35% SUVmax的一致性（ICC = 0.977）高于30% SUVmax（ICC = 0.974），但是两者的差异很小，因此 30% SUVmax仍可以很好的用于该期肿瘤的体积勾画。该结论与Upasani等［14］通过比较MRV与MTV的平均值差异得出的结果类似。但本研究采用ICC比较每个独立样本之间的体积差异，得到30%作为SUVmax最佳阈值这一结果更具有说服力。

本研究的不足：（1）临床样本有限，纳入Ⅰ期和Ⅳ期病例较少；（2）仅分析了宫颈鳞癌患者，有待进一步开展包括其他病理类型及分期的大样本研究；（3）未进一步分析不同肿瘤大小对于最佳阈值选择的影响；（4）仅比较了MRV和MTV在量上的一致性，未考虑因膀胱或肠道充盈引起子宫颈和子宫的移动，从而影响不同次检查时病灶解剖位置、空间形态的一致性。到目前为止，对于处理这种因膀胱充盈引起解剖位置变化的最佳策略，还没有达成共识。有研究发现可以在检查前对患者以呋塞米利尿后行18F-FDG PET/CT延迟显像，能够显著减低膀胱的放射性，提高诊断效能［15-16］。

综上，当选择以30%作为SUVmax的最佳百分阈值时，18F-FDG PET/CT代谢肿瘤体积与MRI解剖肿瘤体积具有很好的一致性，有助于宫颈鳞癌患者原发灶的放疗靶区勾画。

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