PET-MRI和多模式肿瘤显像

汪太松 赵晋华 宋建华

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PET-MRI和多模式肿瘤显像

    通讯作者: 赵晋华, zjh1963@gmail.com

PET-MRI and multimodal cancer imaging

    Corresponding author: Jin-hua ZHAO, zjh1963@gmail.com ;
  • 摘要: 多模式融合显像已成为临床应用的发展趋势,特别是PET-CT的出现,为临床影像引入了新的观点。事实证明,PET-CT无论在临床诊断还是实验研究中都极具价值,但PET-CT也存在一些不足,主要表现为CT显示软组织的对比度低及对患者会产生一定的辐射剂量,而MRI可以克服CT的这些缺点,其拥有完美的软组织对比度,时间、空间分辨率高,没有辐射危害,MRI本身还可以提供功能信息,因此相信,PET-MRI会在一定程度上替代PET-CT成为多模式肿瘤显像新的发展方向。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-27
  • 刊出日期:  2011-09-25

PET-MRI和多模式肿瘤显像

    通讯作者: 赵晋华, zjh1963@gmail.com
  • 200080,上海交通大学附属第一人民医院核医学科

摘要: 多模式融合显像已成为临床应用的发展趋势,特别是PET-CT的出现,为临床影像引入了新的观点。事实证明,PET-CT无论在临床诊断还是实验研究中都极具价值,但PET-CT也存在一些不足,主要表现为CT显示软组织的对比度低及对患者会产生一定的辐射剂量,而MRI可以克服CT的这些缺点,其拥有完美的软组织对比度,时间、空间分辨率高,没有辐射危害,MRI本身还可以提供功能信息,因此相信,PET-MRI会在一定程度上替代PET-CT成为多模式肿瘤显像新的发展方向。

English Abstract

  • 在PET-CT引领下,PET-MRI的出现成为高敏感性和特异性的生物医学影像技术领域的又一个里程碑。尽管PET-CT在临床实践中已经得到了广泛应用,但与PET-MRI相比,存在两个缺点:①PET-CT没有实现真正的同步数据采集,患者的医疗照射剂量较高,而PET-MRI能够实现同步数据采集,同时免除了CT部分的辐射剂量;②MRI可以得到高分辨率和对比度的软组织图像,以及进行波谱分析和功能显像,而CT不行。所以,PET-MRI与PET-CT相比具有明显的优势,PET-MRI技术的发展最终会体现在临床应用上。

    • Mori等[1]对104例(140处病灶)肺部结节或肿块的患者进行术前磁共振弥散加权成像(diffusionweighted magnetic resonance imaging,MRDWI)和18FFDGPET-CT[MRDWI诊断恶性肿瘤的前提是软组织中水分子弥散程度的差异,定量方法是测量表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC);PETCT定量方法是测量病灶和对侧同部位肺组织的标准化摄取比值(contrast ratio of standarded uptake value,SUVCR),MRDWI是测量病灶的最小ADC],结果:受试者工作特征曲线提示,肺部结节或肿块良恶性鉴别诊断中的最小ADC和SUVCR阈值分别为1.1×10-3mm2/s和0.37,MRDWI和PET-CT的灵敏度分别为70%和72%,特异度分别为97%和79%,尽管两种方法的灵敏度相近,但MRDWI的特异度明显高于PET-CT,炎症病灶带来的假阳性结果较少;最小ADC和SUVCR两者呈显著的负相关(r=-0.504,P< 0.001)。研究结果显示,MRI可替代18F-FDG PET-CT来鉴别肺部结节或肿块的良恶性。同一研究组的Nomori等[2]比较了MRDWI和18FFDG PET-CTPET-CT在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)结节分期上的价值:88例手术治疗前的NSCLC患者共发现734个淋巴结,其中有36个经病理证实为转移;同时发现存在淋巴结炎症时,PET-CT更易出现假阳性;根据苏木精-伊红染色切片结果,MRDWI和PET-CT可发现的最小恶性淋巴结直径均为4 mm;MRDWI和PET-CT在NSCLC结节分期的准确率分别为89%和78%,尽管两种方法在诊断转移性淋巴结方面无显著性差异,但MRDWI可以准确地区分698个未转移的淋巴结,假阳性结果很少,表明在NSCLC结节分期上,MRDWI可以替代18F-FDGPET-CT。

      Kim等[3]对36例已行卵巢癌根治术的患者回顾性分析其病理、临床和18F-FDG PET-CT、MRI检查结果:22例患者出现卵巢癌转移,共发现35处病灶,其中包括盆腔转移灶15处、腹膜转移灶14处、淋巴结转移灶4处、腹壁转移灶2处。以患者为单位,PET-CT、MRI的灵敏度和准确率分别为73%和91%、81%和89%,以病灶为单位,二者灵敏度分别为66%和86%;对腹膜病灶的诊断灵敏度和准确率分别为43%和86%、75%和94%。结果表明,当卵巢癌转移灶在盆腔和腹膜时,MRI明显较18F-FDGPET-CT敏感。

      综上所述,MRI在恶性肿瘤原发灶及转移灶的诊断上具有自身的优势。

    • Kong等[4]报道,对已知或可疑肝转移的65例结直肠癌患者用18F-FDG PET-CT、全身增强CT和MRI,回顾性分析PET-CT和全身增强CT发现的肝内外病灶,所有病灶以病理或临床、影像随访结果为金标准,结果:PET-CT额外发现的病灶(全身增强CT没有发现)使得17%的患者改变了手术治疗方案,但也出现了3例假阳性病例;PET-CT联合MRI在诊断肝内转移患者总的灵敏度和特异度分别为98%和100%,然而有15%的病例(10/65)用PET-CT和MRI作出了不同的诊断结果,MRI准确地发现了8例患者有更多毫米级的转移灶,PETCT准确地发现了1例有更多的转移灶,且有1例用MRI不能确诊的病灶,在PET-CT上得到了确诊;相对于全身增强CT,PET-CT另一个优势是能够发现结直肠癌肝外转移灶,对于肝内转移灶也有很高的灵敏度和特异度,建议将PET-CT应用于术前评估;同时他们还发现,也许在PET-CT的引导下,MRI才能更好地发现微小的肝转移灶,这对于只局限于肝转移的结直肠癌患者制定手术计划是必要的。

      Squillaci等[5]用全身MRI(3.0T)和18F-FDG PETCT对20例结直肠癌患者评估了结节分期和转移分期的准确性:以病理结果或3~6个月的临床随访结果作为金标准,MRI发现了10例有淋巴结转移,PET-CT发现了15例;15例患者有肝脏转移,其中,MRI发现27处病灶,而PET-CT发现23处;全身MRI发现5例患者共19处病灶有肺部转移,PET-CT发现7例患者共25处病灶有肺部转移;两种方法均发现了3例骨转移、2例腹膜种植转移和3例手术部位局部复发,没有发现患者脑转移。研究结果表明:MRI对于结肠癌患者来说是一种很好的检查方法,但它并不能完全代替18F-FDG PET-CT。

      Schmidt等[6]对33例可疑乳腺癌复发或转移患者分别行1.5TMRI(23例)或3.0TMRI(10例)和18FFDG PET-CT检查,最终结果以临床或影像学随访作为金标准,结果发现:33例患者中,有20例患者发现186处肿瘤复发或转移;2例乳腺部位复发灶在两种检查中均被显示;PET-CT较全身MRI发现了更多的淋巴结转移灶(21 vs.16),而MRI在发现远处转移灶上更为准确(154 vs.147);全身MRI和PET-CT诊断灵敏度分别为93%和91%,特异度分别为86%和90%;1.5T MRI、3.0T MRI全身扫描时间分别为51 min和43 min,PET-CT全身扫描用了103 min。结果表明,两种方法在乳腺癌患者的随访中均有一定的价值;全身MRI在发现远处转移灶上具有优势,但PET-CT在发现淋巴结转移灶上更有价值;3.0T MRI在不降低分辨率的情况下比1.5TMRI全身扫描时间更短。

      Seiboth等[7]为了评估PET和PET-MRI联合常规方法(如颈部131I显像、CT、MRI)在探测甲状腺癌复发灶上的附加临床价值,对预先已行甲状腺全切或次全切除术的34例甲状腺癌患者均接受一次18F-FDG PET和18F-FDG PET-MRI检查(其中29例患者在研究前接受至少1次131I治疗),在影像诊断之前采用盲法由四位内分泌专家分别根据患者病历作出诊断和治疗计划,然后将影像诊断结果告诉每位内分泌专家,请其根据影像结果重新考虑诊断和治疗计划,结果:46%的患者因影像诊断结果改变了原先的治疗计划,36%的患者原先的治疗计划得到确认,18%的患者没有得到有用的信息。结果表明,结构和功能相结合的18F-FDG PET、18F-FDG PET-MRI技术能够为绝大多数甲状腺癌患者提供更多的信息,这些技术对于手术计划的制定、碘放射治疗的决策均能提供帮助,在每位患者的随访过程中均应该得到应用。

      由此可见,PET-CT和MRI各有优势,联合应用可取长补短,弥补各自的不足。

    • Seemann等[8]做了一项前瞻性研究来比较18F-FPGlue-TOCA(一种生长抑素受体配体显像剂)PET、CT、1.5T MRI、PET-CT和PET-MRI对6例已知肿瘤广泛转移而无法手术的胃肠道肿瘤患者转移病灶的诊断能力,其中PET-CT图像融合为自动,PETMRI图像融合为手动,结果:PET、CT、MRI、PETCT和PET-MRI分别发现49.9%、37.1%、98.2%、50.9%和100%的肝转移灶;淋巴结转移灶发现率分别为91.9%、83.8%、64.9%、100%和97.3%;骨转移灶发现率分别为100%、8.3%、66.7%、100%、100%,结果表明,与PET-CT相比,PET-MRI辐射剂量小,软组织分辨率高,是非常有前途的肿瘤显像方法。Yong等[9]的研究也发现,PET-MRI融合显像在发现肠癌微小转移灶方面优于PET-CT。

      上述PET-MRI均基于软件后处理的融合显像,而真正把PET整合到MRI装置中的同机PET-MRI系统也已有了临床应用试验,Boss等[10]对10例恶性肿瘤患者行常规PET-CT后,随即行能够同步显像的PET-MRI扫描,对比所得到PET-CT和PETMRI图像,结果:无论是PET图像还是MRI图像均非常理想,没有受到彼此的影响,两种扫描方式中的PET图像在正常组织和肿瘤组织示踪剂代谢比值有着非常好的一致性。

      Thorwarth等[11]应用68Ge-奥曲肽PET-MRI为1例脑膜瘤患者制定调强放疗计划,并与PET-CT加MRI进行对比,结果:在计划靶区方面,PET-CT加MRI与PET-MRI没有显著差异,而在肿瘤靶区方面,PET-MRI更为准确,因为PET图像像素更小而使采集率提高,所以PET-MRI能够显示肿瘤旁边的微小浸润灶。作者认为,PET-MRI对于制定一个有效的放疗计划有着重大的意义。

    • 综上所述,PET-MRI在肿瘤显像方面比PETCT有明显的优势,具有很好的临床应用前景。但目前真正的同步PET-MRI系统还是主要用于动物实验和临床前研究,PET-MRI是不是最具价值的多模式显像方法、是否在图像融合之后能进行分析、是否能得到更多的诊断信息等还需要更多的实例来证明。正如Picher等[12]报道,PET和MRI联合应用能够得到很多的好处,远超过简单的把PET功能信息和MRI结构信息的相加。由于PET-MRI目前应用尚不广泛,PET-MRI与PET-CT的临床价值差异尚需要进一步研究,临床医生在推荐使用这些多模式成像技术时候还需要进行经济评估。

参考文献 (12)

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