鄔心愛 鄔永軍 王雪 梅 王城 王春梅 牛瑞 龍
1 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院核醫(yī)學科,內(nèi)蒙古自治區(qū)分子影像學重點實驗室,呼和浩特 010000;2 內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)人民醫(yī)院急診科 017000
原發(fā)性肝癌是我國常見的消化道惡性腫瘤之一,且發(fā)病率呈逐年上升趨勢[1],其主要包括肝細胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)。HCC 早期多無明顯的臨床癥狀,因此影像學診斷尤為重要。原發(fā)性肝癌診療規(guī)范(2017 年版)[2]中指出,18F-FDG PET/CT 多部位顯像對HCC 診療的優(yōu)勢:PET 功能影像不受解剖結構的影響,可準確顯示結構復雜部位的病灶,評價腫瘤的惡性程度;規(guī)范中另指出,11C-膽堿(choline,CHO)PET 顯像可提高診斷高分化肝癌的靈敏度,與18F-FDG PET/CT顯像具有互補作用,可以更好地顯示腫瘤細胞分化程度的異質(zhì)性。本研究通過分析18F-FDG PET/CT雙時相顯像及其聯(lián)合11C-CHO PET/CT 多模態(tài)顯像,并與組織病理學檢查及臨床隨訪結果進行對照,探討PET/CT 顯像在HCC 診斷中的應用價值。
回顧性分析2016 年3 月至2018 年12 月于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院核醫(yī)學科就診的臨床疑似原發(fā)肝占位性病變的73 例患者的臨床資料,其中男性41 例、女性32 例,年齡58~72 歲;行18F-FDG PET/CT 雙時相顯像者47 例,行18F-FDG聯(lián)合11C-CHO PET/CT 多模態(tài)顯像者26 例。最終診斷以組織病理學檢查或臨床隨訪結果為“金標準”,臨床隨訪時間為12 個月。在行PET/CT 檢查前,征得患者及家屬同意并簽署了知情同意書。本研究符合《赫爾辛基宣言》的原則。納入標準:臨床疑似原發(fā)肝占位性病變,且超聲檢查、CT、MRI等征象不典型和病變解剖結構復雜等情況臨床未確診定性。排除標準:超聲檢查、CT、MRI 檢查提示肝轉(zhuǎn)移瘤或原發(fā)病變明確;肝臟病變已行治療者。
顯像儀器為德國西門子公司的Biograph16型PET/CT 儀,正電子顯像劑18F-FDG 和11C-CHO均由內(nèi)蒙古自治區(qū)分子影像學重點實驗室的MINItrace 型回旋加速器(美國GE 公司)生產(chǎn),放射化學純度≥95%。
18F-FDG PET/CT 顯像:患者檢查前禁食6 h以上,檢測體重及血糖濃度,血糖濃度控制在7.0 mmol/L 以下。靜脈注射18F-FDG,劑量按5.55 MBq/kg 計算。注射后患者在安靜環(huán)境中平臥位休息60 min,行多部位(顱頂-股骨上段)PET/CT 顯像。CT 采集參數(shù):管電流77 mA、管電壓120 kV、層厚5.0 mm、層距0.6 mm。PET 采集參數(shù):連續(xù)進床(CBM)速度1.6 mm/s,重建方法TrueX+TOF(ultralHD-PET)。2 h 后行肝臟局部延遲顯像(參數(shù)同前)。
11C-CHO PET/CT 顯像:18F-FDG PET/CT 顯像后隔日行11C-CHO PET/CT 顯像,顯像前無需特殊準備,靜脈注射11C-CHO 370 MBq,10 min 后行肝臟局部PET/CT 顯像,CT 及PET 采集參數(shù)同前。
掃描獲得數(shù)據(jù)進行衰減校正及迭代法重建,最終獲得多部位或局部三維CT、PET、PET/CT 融合圖像,并得到最大密度投影(MIP)可旋轉(zhuǎn)圖像。圖像采集及重建完成后傳輸至西門子TureD 后處理工作站,由2 位有PET/CT 診斷經(jīng)驗的副高以上職稱醫(yī)師獨立閱片進行定性及定量圖像判讀分析,意見有分歧時請示上級醫(yī)師作出最終判讀。
定性分析:肝臟病變的部位、大小、形態(tài)、密度及顯像劑分布異常情況。
定量分析:選取病變(11C-CHO、18F-FDG 高代謝區(qū))最大截面勾畫ROI,非高代謝病變根據(jù)PET/CT 融合圖像中CT 病變范圍勾畫ROI;同時勾畫大小相同的正常肝組織,分別測量并計算每個病變的SUVmax、肝本底的SUVmax、腫瘤SUVmax/肝本底SUVmax比值(the maximum standardized uptake values ratio of tumor to liver,T/L)。18F-FDG、11C-CHO PET/CT 顯像病變的SUVmax高于周圍正常肝組織,即T/L>1 為陽性;二者聯(lián)合顯像時T/L(18FFDG 或11C-CHO)>1 為陽性。PET/CT 結果由定性分析結合定量分析最終判斷得出。
應用SPSS 21.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料符合正態(tài)分布,以±s表示。所有病變及肝本底的SUVmax、T/L 及良性病變SUVmax的比較采用配對t檢驗,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。對良惡性病變間差異有統(tǒng)計學意義的參數(shù)繪制ROC 曲線(以病變良惡性為狀態(tài)變量,分別以18F-FDG、18FFDG 延遲、18F-FDG 雙時相的SUVmax和18F-FDG、11C-CHO、18F-FDG 聯(lián)合11C-CHO 的SUVmax為檢驗變量),并計算AUC 及PET/CT 顯像診斷的靈敏度、特異度和準確率等效能指標,采用Z秩和檢驗比較各組間ROC 曲線的差異,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
73 例疑似原發(fā)肝占位性病變患者均無失訪。18F-FDG PET/CT 雙時相顯像共檢47 例患者,共檢出49 個病變,其中2 例為肝左右葉雙病變,經(jīng)組織病理學檢查或臨床隨訪結果證實,40 個病變?yōu)镠CC(高分化8 個、中低分化32 個),9 個病變?yōu)榱夹裕ò? 個血管平滑肌脂肪瘤、2 個炎性假瘤及2 個其他)。高分化HCC 病變長徑為25.7~70.8(42.5±18.2) mm;中低分化HCC 病變長徑為10.9~112.0 (56.5±29.6) mm。18F-FDG PET/CT顯像發(fā)現(xiàn)27 個高代謝病變,雙時相顯像發(fā)現(xiàn)32 個高代謝病變。由表1 可知,中低分化HCC 的病變SUVmax、肝本底SUVmax和T/L 間的差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05);高分化HCC 的病變SUVmax和T/L間的差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05),肝本底SUVmax的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);良性病變SUVmax的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。以病變良惡性為狀態(tài)變量,以SUVmax(18F-FDG、18F-FDG延遲、18F-FDG 雙時相)為檢驗變量繪制ROC 曲線(圖1A),對應的AUC、95%CI、最佳閾值及診斷效能見表2。由圖1A 可見,18F-FDG PET/CT 顯像分別與其延遲顯像、雙時相顯像的SUVmax的ROC曲線間的差異均有統(tǒng)計學意義(Z=2.315、2.376,均P<0.05);而延遲顯像與雙時相顯像的SUVmax的ROC 曲線間的差異無統(tǒng)計學意義(Z=0.252,P>0.05)。
表1 49 個原發(fā)肝占位性病變的18F-FDG PET/CT 雙時相顯像定量指標的比較( ±s)Table 1 Quantitative indexes comparison of 49 primary liver space-occupying lesions in 18F-FDG PET/CT dual-phase imaging ( ±s)
表1 49 個原發(fā)肝占位性病變的18F-FDG PET/CT 雙時相顯像定量指標的比較( ±s)Table 1 Quantitative indexes comparison of 49 primary liver space-occupying lesions in 18F-FDG PET/CT dual-phase imaging ( ±s)
注:FDG 為氟脫氧葡萄糖;PET/CT 為正電子發(fā)射斷層顯像計算機體層攝影術;HCC 為肝細胞肝癌;SUVmax 為最大標準化攝取值;T/L 為腫瘤SUVmax/肝本底SUVmax 比值
PET/CT顯像方法 高分化HCC(n=8) 中低分化HCC(n=32) 良性病變(n=9)病變SUVmax 肝本底SUVmax T/L 病變SUVmax 肝本底SUVmax T/L 病變SUVmax 18F-FDG 4.80±1.18 1.97±0.74 2.74±1.24 10.8±7.44 2.08±0.58 5.28±3.37 2.52±0.34 18F-FDG延遲 5.88±1.40 1.84±0.85 3.80±2.16 12.6±8.27 1.94±0.63 6.76±3.79 2.53±0.75 t值 2.76 -0.84 2.62 4.51 -2.53 4.80 0.00 P值 0.028 0.424 0.034 <0.001 0.016 <0.001 1.000
18F-FDG 及其聯(lián)合11C-CHO PET/CT 顯像共檢26 例患者,共檢出26 個病變,其中,經(jīng)組織病理學檢查或臨床隨訪證實,22 個為HCC(高分化9個、中低分化13 個),4 個為良性病變。高分化HCC病變長徑為25.4~106.5 (56.8±28.8) mm,低分化HCC 病變長徑為27.5~109.4 (63.8±29.8) mm,18FFDG PET/CT 顯像發(fā)現(xiàn)13 個高代謝病變,18F-FDG聯(lián)合11C-CHO PET/CT 顯像共發(fā)現(xiàn)18 個高代謝病變。由表3 可見,高分化HCC 的病變SUVmax、肝本底SUVmax間的差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.001),而T/L 間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);中低分化HCC 的病變SUVmax間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而肝本底SUVmax、T/L 間的差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.001);良性病變的SUVmax的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。以病變良惡性為狀態(tài)變量,以SUVmax(18F-FDG、11C-CHO、18F-FDG聯(lián)合11C-CHO)為檢驗變量繪制ROC 曲線(圖1B),對應的AUC、95%CI、最佳閾值及診斷效能見表2。由圖1B 可見,18F-FDG PET/CT 與18F-FDG聯(lián)合11C-CHO PET/CT 的SUVmax的ROC 曲線間的差異有統(tǒng)計學意義(Z=2.037,P<0.05)。18F-FDG 與11C-CHO、11C-CHO 與 其 聯(lián) 合18F-FDG PET/CT 的SUVmax的ROC 曲線間的差異均無統(tǒng)計學意義(Z=0.544、0.564,均P>0.05)。典型病例的18F-FDG、11C-CHO PET/CT 顯像圖見圖2、3。
圖2 肝左葉原發(fā)占位性病變患者(男性,63 歲)的18F-FDG PET/CT(A)及延遲(B)、11C-CHO PET/CT(C)顯像圖和組織病理學檢查圖A、B、C 圖中由左至右依次為CT、PET、PET/CT、MIP 圖像。A 中CT 圖像顯示肝左葉見類圓形軟組織腫塊影,中央見稍低密度影,大小為73.2 mm×84.6 mm(箭頭所示),PET/CT 圖像顯示腫塊中央代謝增高,SUVmax=3.9,T/L=1.64,腫塊周邊未見明顯代謝增高;B 中PET/CT 圖像顯示腫塊中央代謝較前增高,SUVmax=4.6,T/L=1.69,腫塊周邊未見明顯代謝增高(箭頭所示);C 中PET/CT 圖像顯示腫塊周邊半環(huán)形代謝增高,SUVmax=14.8,T/L=3.81,腫塊中央未見代謝增高(箭頭所示);D 為肝左葉病變中央?yún)^(qū)穿刺組織病理學檢查圖(蘇木精-伊紅染色法,×200),結果為低分化肝細胞肝癌;E 為肝左葉病變周邊穿刺組織病理學檢查圖(蘇木精-伊紅染色法,×200),結果為高分化肝細胞肝癌。FDG 為氟脫氧葡萄糖;PET 為正電子發(fā)射斷層顯像術;CT 為計算機體層攝影術;CHO 為膽堿;MIP 為最大密度投影;SUVmax 為最大標準化攝取值;T/L 為腫瘤SUVmax/肝本底SUVmax 比值Figure 2 18F-FDG PET/CT (A) and delayed (B), 11C-CHO PET/CT (C) imaging and histopathology result of patient with primary spaceoccupying lesions in the left lobe of the liver (male, 63 years old)
表2 不同PET/CT 顯像方法診斷原發(fā)肝占位性病變良惡性的受試者工作特性曲線結果及診斷效能Table 2 Results and diagnostic efficacy of receiver operating characteristic curves for benign and malignant primary liver space-occupying lesions in different PET/CT imaging methods
表3 26 個原發(fā)肝占位性病變的18F-FDG 與11C-CHO PET/CT 顯像定量指標的比較( ±s)Table 3 Comparison indexes of 26 primary liver space-occupying lesions in18F-FDG, 11C-CHO PET/CT imaging ( ±s)
表3 26 個原發(fā)肝占位性病變的18F-FDG 與11C-CHO PET/CT 顯像定量指標的比較( ±s)Table 3 Comparison indexes of 26 primary liver space-occupying lesions in18F-FDG, 11C-CHO PET/CT imaging ( ±s)
注:FDG 為氟脫氧葡萄糖;CHO 為膽堿;PET/CT 為正電子發(fā)射斷層顯像計算機體層攝影術;HCC 為肝細胞肝癌;SUVmax 為最大標準化攝取值;T/L 為腫瘤SUVmax/肝本底SUVmax 比值
PET/CT顯像方法 高分化HCC(n=9) 中低分化HCC(n=13) 良性病變(n=4)病變SUVmax 肝本底SUVmax T/L 病變SUVmax 肝本底SUVmax T/L 病變SUVmax 18F-FDG 2.97±0.64 1.75±0.38 1.75±0.53 7.09±3.01 1.67±0.26 4.23±1.70 2.60±0.62 11C-CHO 12.9±3.32 5.49±1.49 2.57±1.12 6.75±1.74 4.23±1.73 1.29±0.53 3.62±1.23 t值 9.49 6.57 2.01 -1.68 8.41 -5.43 1.51 P值 <0.001 <0.001 0.079 0.120 <0.001 <0.001 0.229
圖1 不同PET/CT 顯像方法診斷原發(fā)肝占位性病變良惡性的受試者工作特征曲線 a 表示與18F-FDG FDG/CT 相比,差異均有統(tǒng)計學意義(Z=2.376、2.315、2.037,均P<0.05)。 FDG 為氟脫氧葡萄糖;CHO 為膽堿;PET/CT 為正電子發(fā)射斷層顯像計算機體層攝影術Figure 1 Receiver operating characteristic curves of benign and malignant primary liver space-occupying lesions diagnosed by different PET/CT imaging methods
葡萄糖結構類似物18F-FDG 為PET/CT 最常用的顯像劑,其基本原理是18F-FDG 通過葡萄糖轉(zhuǎn)運載體大量進入腫瘤細胞,參與葡萄糖的代謝過程。腫瘤細胞與正常組織細胞具有不同的糖代謝機制,在腫瘤細胞中由于葡萄糖轉(zhuǎn)運mRNA 的表達增加,葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucose transporter,Glut)-1和Glut-3 水平升高,己糖激酶水平升高,葡萄糖-6-磷酸酶水平下調(diào)等共同因素的作用,6-磷酸-FDG不能參與進一步代謝而分解,使得18F-FDG 在腫瘤細胞中聚集[3]。HCC對18F-FDG 的攝取程度與腫瘤細胞分化程度密切相關,在分化程度較高的腫瘤細胞內(nèi)含有高濃度的葡萄糖-6-磷酸酶,去磷酸化水平高,可對6-磷酸-FDG 去磷酸化生成游離18F-FDG,然后釋放出細胞,導致腫瘤組織內(nèi)18F-FDG 含量相對較低,PET/CT 顯像表現(xiàn)為18F-FDG 攝取接近于周圍正常肝組織,與良性病變有相似表現(xiàn),容易造成假陰性[4]。本研究中雙時相顯像的8 個高分化HCC 病變,其18F-FDG PET/CT
表現(xiàn)與周圍正常肝組織代謝相似,32 個中低分化HCC 病變表現(xiàn)為明顯高代謝。盡管18F-FDG PET/CT顯像對HCC 診斷存在假陰性,但對陽性結果患者的治療決策有重要指導意義。
文獻報道,18F-FDG PET/CT 診斷HCC 的假陰性率為40%~50%[5-6],本研究為了提高HCC 的檢出率,增加了患者肝臟局部2 h 的延遲顯像。李云等[7]的研究結果顯示,18F-FDG PET/CT 早期及雙時相顯像診斷HCC 的陽性率分別為73.9%、90.9%。吳冰等[8]對HCC 診斷的研究結果顯示,早期及延遲18F-FDG PET/CT 顯像診斷HCC 的靈敏度分別為65.8%、78.9%,準確率分別為62.5%、75.0%。雙時相顯像可提高診斷HCC 的靈敏度和準確率,其診斷依據(jù)為炎癥病變與腫瘤對18F-FDG 攝取高峰時間點不同,即良性病變隨時間延長SUVmax減低或變化不明顯;而惡性腫瘤隨時間延長SUVmax明顯升高[7]。本研究中1 例患者肝左葉病變18F-FDG PET/CT 延遲顯像代謝較前增高且代謝范圍也增大。延遲顯像更能表現(xiàn)HCC 的生物學特性,對早期顯像有補充作用。本研究中雙時相顯像診斷HCC的靈敏度由早期顯像的67%提高至80%,通過18F-FDG PET/CT 雙時相顯像有80%的肝癌患者被確診;有3%(1/40)的中低分化HCC 病灶延遲相的SUVmax較早期顯像下降或無明顯變化,其原因可能與肝癌細胞表面Glut-l 的表達過低有關。Glut-1在惡性腫瘤18F-FDG 的代謝過程中起著關鍵作用,而部分肝癌細胞膜上表達Glut-1 較少,因此18FFDG 顯像時表現(xiàn)為低代謝[9]。
18F-FDG PET/CT 顯像對HCC 病變的整體檢出率較低,高分化HCC 攝取18F-FDG 較少或不攝取,容易造成假陰性[10]。隨著正電子顯像劑的研發(fā)應用,11C-CHO 已被用于惡性腫瘤的診斷[11],如腦部腫瘤、肺腫瘤、腎腫瘤和前列腺腫瘤等。11C-CHO 是具有強親和力的脂質(zhì)示蹤劑,主要用于高分化HCC 的診斷,特別是在CHO 激酶和CHO轉(zhuǎn)運蛋白活性較高的肝癌中,CHO 是合成磷脂的前體,其參與腫瘤細胞膜磷脂的合成,分化程度高的腫瘤細胞在PET/CT 上表現(xiàn)為高代謝,常用于對HCC 診斷的補充與鑒別診斷,Castilla-Lièvre等[12]的研究結果顯示,11C-CHO、18F-FDG、18F-FDG聯(lián)合11C-CHO PET/CT 顯像診斷HCC 的靈敏度分別為75%、36%、93%。Wu 等[13]對76 例HCC 患者的研究結果顯示,48 例18F-FDG PET/CT 顯像為陽性,28 例為陰性,11C-CHO PET/CT 顯像的陽性率為71.4%(20/28);11C-CHO PET/CT 檢測高分化HCC 患者的陽性率明顯高于18F-FDG PET/CT(66.7%對35.7%,P>0.05),二者在中分化HCC檢測中的靈敏度差異無統(tǒng)計學意義(85.7%對72.0%,P=0.648);以上2 種示蹤劑聯(lián)合應用較18F-FDG PET/CT顯像的診斷靈敏度明顯升高(89.5%對63.1%,P<0.001)。吳湖炳等[14]的另一項研究結果顯示,約70% HCC 病灶無明顯18F-FDG 高代謝,而11C-CHO顯像為陽性,彌補了18F-FDG 顯像的假陰性。章澤宇和程紅巖等[15]的研究結果顯示,11C-CHO PET/CT顯像對腫瘤長徑<2 cm 的小肝癌的陽性檢測率為31.8%,且統(tǒng)計學結果顯示,11C-CHO PET/CT 顯像情況與病灶的大小無明顯的相關性,這提示其可能對小肝癌的檢測有幫助。因目前影像學方法對小肝癌診斷價值有限,11C-CHO PET/CT顯像對小肝癌的診斷價值需進一步證實。
本研究中圖2 和圖3 患者肝左、右葉病變的18F-FDG、11C-CHO PET/CT 顯像表現(xiàn)為不同高代謝區(qū)域,組織病理學檢查結果證實,肝左葉病灶中央及周邊分別為低分化和高分化HCC,肝右葉病變?yōu)楦叻只疕CC,此結果證明了18F-FDG 聯(lián)合11C-CHO PET/CT 應用可提高不同分化程度HCC 的檢出率,充分顯示了腫瘤細胞分化程度的異質(zhì)性。
圖3 肝右葉原發(fā)占位性病變患者(男性,63 歲,與圖2 為同一例患者)的18F-FDG PET/CT(A)及延遲(B)、11C-CHO PET/CT 顯像圖(C)和組織病理學檢查圖A、B、C 圖中由左至右依次為CT、PET、PET/CT、MIP 圖像。A 中CT 圖像顯示肝右葉后段見類圓形低密度影,大小為31.8 mm×34.0 mm,PET/CT 圖像顯示代謝未見明顯增高(箭頭所示),SUVmax=2.4,T/L=1.00;B 中PET/CT 圖像顯示相應部位代謝未見明顯增高(箭頭所示),SUVmax=2.3,T/L=1.00;C 中PET/CT 圖像顯示肝右葉病變代謝明顯增高(箭頭所示),SUVmax=14.2,T/L=3.22;D 為肝右葉病變穿刺組織病理學檢查圖(蘇木精-伊紅染色法,×200),結果為高分化肝細胞肝癌。FDG 為氟脫氧葡萄糖;PET 為正電子發(fā)射斷層顯像術;CT 為計算機體層攝影術;CHO 為膽堿;MIP 為最大密度投影;SUVmax 為最大標準化攝取值;T/L 為腫瘤SUVmax/肝本底SUVmax 比值Figure 3 18F-FDG PET/CT (A) and delayed (B), 11C-CHO PET/CT imaging (C) and histopathology result of patient with primary spaceoccupying lesions in the right lobe of the liver (male, 63 years old, the same patient as Figure 2)
本研究結果證實,應用18F-FDG 聯(lián)合11C-CHO PET/CT 顯像,使18F-FDG PET/CT 顯像診斷HCC的靈敏度由58%提高至82%,準確率由54%提高至85%,這說明聯(lián)合顯像對檢出HCC 有重要的臨床應用價值,與文獻報道結果有很好的一致性[13]。
本研究尚存在不足之處,如入組病例數(shù)有限,肝臟18F-FDG PET/CT 雙時相顯像、18F-FDG 聯(lián)合11C-CHO PET/CT 多模態(tài)顯像得到滿意的HCC 的診斷結果仍需繼續(xù)積累充足的病例。
綜上,18F-FDG PET/CT 雙時相顯像、18F-FDG聯(lián)合11C-CHO PET/CT 多模態(tài)顯像可分別提高中低及高分化原發(fā)性HCC 的準確率,對肝癌患者治療方案決策及臨床預后判定有重要的指導價值。
利益沖突本研究由署名作者按以下貢獻聲明獨立開展,不涉及任何利益沖突。
作者貢獻聲明鄔心愛負責文獻的查閱、論文的撰寫;鄔永軍負責數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、指導論文的起草;王雪梅負責論文的修改與審閱;王城負責病理信息的收集、論文的修改與指導;王春梅負責臨床及影像學資料的整理;牛瑞龍負責圖像的采集與處理。