口腔鳞状细胞癌18F-FDG PET/MR与PET/CT对比分析

周子晴 程 勇 唐勇进 凌雪英 徐 浩

口腔癌是指发生在唇部、舌部、牙龈、硬腭和口底等位置的恶性肿瘤，绝大多数病理类型为鳞状细胞癌，是头颈部最常见的恶性肿瘤之一[1]。全球不同国家的流行病学调查结果显示，近年来其他头颈部肿瘤的发生率呈下降趋势，但是口腔癌尤其是舌癌的发生率呈上升趋势[2～4]。在我国，口腔癌的病死率较高，且研究者预测口腔癌的发生率和病死率将呈上升趋势[5]。手术作为口腔癌的重要治疗手段，手术方案及患者预后取决于肿块的直径、肿块对周围组织的侵犯程度、淋巴结转移及有无远处转移[6]。PET/MR作为目前先进的影像仪器，结合PET的代谢显像及MR的高软组织分辨率影像，对于多种肿瘤的判断评估有重要作用[7]。本研究回顾性分析接受PET/CT-MRI多模式扫描的口腔鳞状细胞癌(oral cavity squamous cell carcinoma, OCSCC)患者资料，探讨PET/MR在OCSCC中的应用价值。

对象与方法

1.研究对象：回顾性收集2015年4月～2020年8月于笔者医院PET/CT-MRI中心同时接受体部18F-FDG-PET/CT检查及头颈部MR扫描的患者22例，其中男性11例，女性11例，患者年龄为43～82岁，中位年龄为56.5岁。所有患者均经病理确诊为口腔鳞状细胞癌，其中舌癌15例，牙龈癌5例，口底癌2例。

2.仪器与方法：采用PET/CT-MRI多模式系统进行扫描，在头颈部MR扫描完成后进行体部PECT/CT检查，扫描范围从颅顶至股骨上段。(1)MRI：采用GE Discovery 750 3.0T MR扫描仪，8通道头颈联合线圈，扫描头颈部，扫描序列包括轴位及矢状位FSE T1WI、轴位及冠状位FRFSE T2WI，各序列扫描参数详见表1。头颈部MR扫描时长约15min。(2)PET/CT：采用GE Discovery Elite 690扫描仪，18F-FDG PET显像剂由广州市原子高科同位素医药有限公司提供，放化纯度>95%。患者注射18F-FDG前需要空腹6h以上，并控制空腹血糖为4.0～11.1mmol/L，后于安静状态下注射18F-FDG 3.70～5.55MBq/kg体重，45～90min后行常规PET/CT检查，采集条件：电压 140kV，电流 115～180mA，扫描层厚 3.75mm，层间距 3.27mm，矩阵 512×512。PET发射扫描，每例患者平均扫描7个床位，110秒/床位。经CT衰减校正后，采用自适应统计迭代重建算法获得PET图像。

表1 MR各序列扫描参数

3.图像分析：PET/CT-MRI扫描完成后，在后处理工作站(美国GE Advantage Workstation, Version 4.6)上应用随机自带软件进行不同模式的图像融合，得到PET/CT、PET/MR图像后，由两名有经验的核医学科医师对所得图像进行观察并评价18F-FDG PET阳性病灶在PET/CT与PET/MR的图像质量、融合准确度及病灶清晰度，意见不一致时经协商达成一致。PET阳性病灶包括阳性原发灶及阳性淋巴结。将病灶18F-FDG浓聚区的最大标准摄取值(maximum standardized uptake value, SUVmax)高于周围本底组织定义为阳性原发灶，生理性摄取不计入内。阳性淋巴结需满足以下参考标准：①PET SUVmax>2.5；②CT或MR上短径≥0.6cm，或形态为圆形、不规则形，或淋巴结内有囊变坏死。而后对PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的图像质量、融合准确度及病灶清晰度进行记录并评分。根据图像有无伪影及伪影是否影响病灶观察，对图像质量进行评分：2分，无图像伪影；1分，轻度图像伪影但对病灶解剖定位并无影响；0分，图像伪影严重且影响病灶的解剖定位。根据PET图像与CT图像或MR图像中病灶及解剖结构是否匹配，对融合准确度进行评分：2分，图像匹配程度高；1分，图像匹配程度一般；0分，图像匹配差。根据CT或MR轴位图像中病灶边界勾画程度，对病灶清晰度进行评分：3分，>75%的病灶边界可以勾画；2分，50%～75%的病灶边界可以勾画；1分，25%～49%的病灶边界可以勾画；0分，<25%的病灶边界可以勾画。

4.统计学方法：应用SPSS 18.0统计学软件对数据进行统计分析。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI图像质量、融合准确度及病灶清晰度评分的比较采用多个样本比较的FriendmanM检验，进一步比较采用Bonferroni检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.一般特征：通过PET/CT及PET/MR共同评价18F-FDG PET阳性病灶35个，其中原发灶22个、淋巴结13个。阳性原发灶SUVmax为5.2～24.3，平均11.4±4.5，长径1.2～5.0cm，平均2.4±1.0cm。阳性淋巴结SUVmax为2.8～10.2，平均4.5±2.3，短径0.6～1.8cm，平均1.1±0.3cm。

2.图像质量：3种成像模式的图像质量情况见图1。PET/CT图像质量为0分者有4例，主要是口腔金属植入物产生伪影而影响病灶观察。PET/MR T1WI图像质量为0分者1例，是由于扫描过程中患者的自主移动造成图像模糊。3种成像模式间图像质量评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表2。

3.融合准确度：3种成像模式的融合准确度情况见图1。PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI的融合准确度无评为0分者有2例，主要是由患者头颈部位置的移动造成的图像匹配度差。3种成像模式间融合准确度比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表2。

4.病灶清晰度：3种成像模式的病灶清晰度情况见图1。PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI对阳性原发灶的评分比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，详见表2；且两两比较显示，PET/MR T2WI对阳性原发灶的显示最优，详见表3；PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI对阳性淋巴结清晰度比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表2。

图1 3种模式的图像质量评分比较A.图像质量及融合准确度；B.原发灶及转移淋巴结的病灶显示清晰度

表2 3种成像模式间图像质量、融合准确度、病灶清晰度的Friedman M检验结果

表3 3种成像模式的原发灶清晰度Bonferroni检验结果

讨 论

PET是利用正电子核素标记的药物作为示踪剂来定位靶器官的显像仪器。18F-FDG是最常用的PET显像剂，作为一种葡萄糖类似物，18F-FDG可以反映机体的器官组织对于葡萄糖的摄取情况。大部分以糖代谢为主要供能原料的肿瘤组织在PET上会表现为阳性高摄取灶，但机体发生炎性反应时炎性细胞对葡萄糖的高摄取会对病灶的显像产生干扰，结合CT、MR等结构影像更有利于病灶良恶性的鉴别。而鉴于MR比CT具有结构对比度高、组织特征参数多、功能和生物化学信息显示能力强及没有电离辐射等优势，PET/MR的融合图像是对病灶鉴别有着巨大优势[8,9]。

本研究结果显示，PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI均能得到良好的图像质量及融合准确度。本研究中有5例图像得分为0分，其中4例为PET/CT图像，主要是受口腔金属植入物的影响表现为舌骨上区域的放射状伪影，导致无法清晰显示原发灶；1例为PET/MR T1WI图像，是由于扫描过程中患者的自主运动造成图像模糊。不同研究者对影响图像质量的因素有不同的讨论，Klinke等[10]研究认为，含有铁磁金属的牙科材料是影响PET/MR图像质量的主要因素，其会造成周围组织的磁场变化，MR的磁场失真和信号丢失，从而导致病灶在MR图像上难以辨认。与之相反，Varoquaux等[11]、Hayashi等[12]研究显示，对PET/CT图像质量有明显影响的牙科材料可能并不会对PET/MR图像产生明显信号丢失影响诊断。产生这种差异的原因可能是纳入研究的病例中没有与金属植入物紧贴的肿物，所以PET/CT图像会因金属伪影呈放射状对病灶显示有遮盖作用，而PET/MR图像未受明显影响。

本研究使用的PET/CT-MRI模式，就融合图像来看，PET/CT及PET/MR的融合准确度均较高，PET/MR融合质量评分为0分的有2例，主要是MR扫描时患者头颈部位置的移动造成图像的匹配度不高。由于MR的检查时间较长，患者容易出现运动，特别是口腔癌患者本身就有口腔及口咽部位的不适感，这是PET/MR在口腔显影上的限制，需要对扫描过程中的吞咽等运动进行算法补偿[11～14]。

对病灶显示的清晰度PET/MR高于PET/CT(P<0.05)，特别是在肿块对周围软组织有侵袭时，PET/MR对于病灶边界的显示更加清晰(图2)，这与其他报道基本一致，主要是因为MR对比CT来说有更好的软组织分辨率及更加明显的信号改变[12,15]。对于颈部阳性淋巴结，本研究发现，PET/MR与PET/CT对淋巴结清晰度的显示比较，差异无统计学意义(P=0.07)，与国外头颈部研究报道相似[16～18]。而其他关于PET/MR和PET/CT对比分析淋巴结清晰度的研究报道表明，PET/MR显示淋巴结清晰度较PET/CT有优势[19,20]。造成这种结果差异的原因可能是两篇研究中纳入的病例未限制癌种，淋巴结的可转移区域多，CT对软组织密度混杂的位置的图像分辨率较差，在腹部及盆腔等部位CT的劣势明显[9]。本研究的病例为OCSCC，多向位置比较表浅颈部淋巴结转移，加上PET的功能显像，可以通过显像剂的摄取多少清晰分辨阳性淋巴结(图3)。总体而言，PET/MR对口腔肿瘤的评估较PET/CT好，这与Surov等[7]的观点一致。

图2 右舌部中分化鳞状细胞癌原发灶的PET/CT及PET/MR表现A.PET图，可见右舌部放射性浓聚灶，SUVmax为10.0，代谢增高；B.CT图，无法确定原发灶边界；C.PET和CT的融合图像；D.MR T1WI图，可见右舌部T1低信号不规则占位，可勾画部分边界；E.MR T2WI图，可见右舌部T2高信号不规则占位，可勾画大部分边界；F.PET和MR T2WI的融合图像

图3 右舌根部低分化鳞状细胞癌转移淋巴结的PET/CT及PET/MR表现A.PET图，可见右侧颈部转移性淋巴结放射性浓聚灶，SUVmax为3.0，代谢增高；B.CT图；C.PET和CT的融合图像；D.MR T1WI图；E.MR T2WI图；F.PET和MR T2WI的融合图像。右侧颈部转移性淋巴结在CT及MR图像上均可清晰显示

本研究的不足之处在于样本数量较小，未按照TNM分期及肿瘤浸润深度(depth of invasion, DOI)对病例进行分组。TMN分期是OCSCC治疗方式选择的重要依据，浸润深度是口腔癌的独立预后因素，其与淋巴结转移、局部复发及生存率有着密切关系[21, 22]。目前尚无有效合理的口腔癌相关的PET/MR影像学诊断标准，需进一步探讨。

综上所述，本研究通过PET/MR与PET/CT的图像比较，展现了PET/MR在OCSCC诊断中的应用价值，证明了PET/MR在OCSCC诊断中的良好前景。