18F-脫氧葡萄糖PET/CT與彌散加權成像在原發性中樞神經系統淋巴瘤中的相關性研究

周維燕，文劍波，華逢春，孔艷艷，張政偉，陸秀宏，管一暉

1. 復旦大學附屬華山醫院PET中心，上海 200235；

2. 復旦大學附屬華山醫院放射科，上海 200040

18F-脫氧葡萄糖PET/CT與彌散加權成像在原發性中樞神經系統淋巴瘤中的相關性研究

周維燕1，文劍波2，華逢春1，孔艷艷1，張政偉1，陸秀宏1，管一暉1

1. 復旦大學附屬華山醫院PET中心，上海 200235；

2. 復旦大學附屬華山醫院放射科，上海 200040

目的：本研究回顧性分析原發性中樞系統淋巴瘤（primary central nervous system lymphoma，PCNSL）病灶18F-脫氧葡萄糖（18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG）半定量攝取與表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）之間的關系。方法：納入14例在復旦大學附屬華山醫院同時行FDG PET/CT及彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）檢查的初診PCNSL患者。手動在經濾波反投影（filtered back projection，FBP）重建后的腦PET圖勾畫PCNSL病灶感興趣區（region of interest，ROI），測算腫瘤FDG攝取半定量參數平均標準攝取值（mean standardized uptake value，SUVmean）及最大標準攝取值（maximum standardzed uptake value，SUVmax）。在ADC圖上腫瘤實質、對側相應正常腦白質區各自勾畫ROI并分別測定ADC值，病灶ADC值取最小值（ADCmin），對側正常腦白質ADC值取平均值（ADCmean），rADC為病灶ADCmin與對側正常腦白質ADCmean的比值。采用Pearson分析對SUV與ADC半定量參數之間的相關性進行分析。結果：14例PCNSL患者共計納入18個病灶，SUVmax與rADC（r=-0.584，P=0.011）、SUVmean與rADC（r=-0.559，P=0.016）均呈負相關。結論：基于病灶分析的治療前SUV與ADC值存在負相關，PCNSL腫瘤細胞的代謝信息與其致密程度存在相關性，為DWI作為FDG PET診斷PCNSL和進行療效監測的替代技術提供了一定的理論依據。

18F-脫氧葡萄糖；正電子放射斷層成像；彌散加權成像；原發性中樞系統淋巴瘤

周維燕 ，復旦大學附屬華山醫院PET中心，博士研究生在讀。

主要研究方向：神經退行性疾病新型PET探針合成及臨床前評價，腫瘤乏氧顯像等，目前已發表論文（含SCI收錄）、綜述多篇。出席SNMMI會議1次。

原發性中樞神經系統淋巴瘤（primary central nervous system lymphoma，PCNSL）約占原發性腦腫瘤的5%。中樞神經系統內并無內源性淋巴組織，所以PCNSL病因尚未完全明確，與EB病毒及巨細胞病毒感染有關［1］。90%的PCNSL病理類型是彌漫大B細胞型，通常為高級別，較少見的病理類型還有Burkitt淋巴瘤和T細胞淋巴瘤。與系統性淋巴瘤不同，PCNSL首診常表現為神經系統癥狀，如顱內壓升高、局部神經功能缺損、癲癇發作、眼科或精神癥狀等［2］。該病與獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）相關，但近年來免疫正常人群PCNSL發病率呈上升趨勢［3］。PCNSL的治療方法及預后不同于其他腦惡性腫瘤，因此尋找可靠的非創傷性影像學方法來準確評估PCNSL十分必要。

全身18F-脫氧葡萄糖（18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG） PET/CT有助于除外中樞神經系統以外的淋巴瘤病灶，幫助PCNSL診斷的建立。PCNSL在18F-FDG顯像中主要表現為高代謝，標準攝取值（standardized uptake value，SUV）有助于PCNSL與具有淋巴瘤相似糖代謝特點的腦腫瘤如高級別膠質瘤鑒別［4］。彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）是一項測定組織內自由水分子運動的MR技術，可評估病灶微結構。腫瘤細胞密度是影響DWI信號的重要因素，腦惡性腫瘤細胞密度高，可造成自由水彌散受限，繼而DWI呈現高信號［5］。DWI相關參數可幫助PCNSL與高級別膠質瘤鑒別，并進一步用于療效監測［6］。本研究擬對治療前同時接受18F-FDG PET/ CT及DWI檢查的14例PCNSL病例進行回顧性分析。

1　資料和方法

1.1一般資料

收集2011年3月—2014年11月在復旦大學附屬華山醫院神經外科接受立體定向活檢手術或開顱手術且神經病理證實為PCNSL彌漫大B細胞型的免疫正常14例患者的治療前完整18F-FDG PET/ CT及完整DWI影像學資料（兩次檢查間隔時間為0～12 d）。其中男性8例、女性6例；年齡44～78歲，平均（56.2±8.3）歲，中位年齡58.5歲。入組標準：① 中樞神經系統受損表現為首發癥狀，病變局限于中樞神經系統內（包括眼、腦組織、脊髓、軟腦膜）；② 胸片、胸部或腹部CT檢查、腹部B超、全血常規、骨髓穿刺涂片檢查等未發現全身淋巴造血組織和其他部位受累；③ 人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染陰性，近期未使用免疫抑制劑；④ 無糖尿病及合并其他體部腫瘤。所有患者均被詳細告知該研究目的和檢查流程，并簽署知情同意書。

1.2檢查方法

1.2.1PET/CT顯像

儀器為SIEMENS Biograph 64 PET/CT儀。18F-FDG為本中心應用FDG4模塊自動化生產，放化純度＞99%。顯像前所有患者禁食6～8 h，血糖控制在＜11.1 mmol/L。靜脈注射18F-FDG 370～555 MBq后，休息45～60 min開始掃描。采用專門的腦部采集程序進行圖像采集，顯像前患者頭部接受低劑量CT掃描，再以3D模式進行PET采集8 min，經濾波反投影（filtered back projection，FBP）重建。

1.2.2 DWI顯像

采用SIEMENS Trio Tim 3.0T磁共振掃描儀，16通道相控陣頭線圈。掃描參數：自旋回波（spin echo，SE）序列軸位T1WI （TR=2 000 ms，TE= 9 ms），軸位T2WI （TR=3 000 ms，TE=98 ms），軸位液體衰減反轉恢復（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列（TR=7 000 ms，TE=93 ms），層厚5.0 mm，層間距1.0 mm。9例患者術前行常規增強掃描，采用經肘靜脈注射對比劑Gd-DTPA，劑量為0.1 mmol/kg，分別行軸位（層厚5.0 mm，層間距1.0 mm）、矢狀位及冠狀位掃描（層厚4.0 mm，層間距1.0 mm）。5例患者在術中導航或穿刺時進行3D增強采用TRA序列（TR=1 900 ms，TE= 293 ms），后在SIEMENS Syngo工作站重建獲得多平面成像。DWI采用單次激發平面回波成像（single shot echo planar imaging，SS-EPI）序列（TR=5 100 ms，TE=90 ms），擴散敏感系數b=1 000 s/mm2，層厚5.0 mm，層間距1 mm。

1.3圖像處理與分析

1.3.118F-FDG圖像分析

采用半定量分析方法評估腫瘤對18F-FDG的攝取：勾畫體積為0.04～0.08 mm3的感興趣區（region of interest，ROI），對放射性攝取明顯的腫瘤組織取攝取最明顯部位，測定半定量參數SUVmean及SUVmax；對無明顯攝取的腫瘤組織，勾勒參照對比MRI T1WI增強圖像進行。

1.3.2DWI圖像分析

將DWI原始圖像輸入工作站獲得表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）圖。參照同一層面的T2WI、T1WI增強圖像，依據ADC圖于腫瘤實質、對側相應正常腦白質區各取3個ROI，每個ROI的面積定為0.16 cm2，分別測ADC值，病灶ADC取最小值（ADCmin），對側正常腦白質取平均值（ADCmean），相對ADC值（relative ADC，rADC）=病灶ADCmin/對側正常腦白質ADCmean。

1.4統計學處理

2　結 果

2.1病變數目及分布

14例PCNSL患者中，單發病灶8例（占57.14%），多發病例6例（占42.86%），其中2個病灶4例（占28.57%），3個及以上病灶2例（占14.29%）（注：累及多個部位的呈融合狀態的病灶記為1個，不重復計數）。其中幕上病灶21個（87.5%），幕下病灶3個（12.5%），病灶累及最常見部位為額顳葉及基底節區。部分病灶水腫異常明顯導致ADC圖上ROI無法勾畫未納入測量，累計納入可測量病灶數為18個。另外，病灶增強后小結節狀或斑點狀病灶（＜8 mm）較小，未列入統計；其中1個病灶T1WI增強見強化且FLAIR呈高信號，但FDG攝取未見明顯增高，同機融合CT密度亦呈等密度，周圍不伴明顯水腫，為PET失檢病灶。

2.218F-FDG代謝特征及SUV值

18個PCNSL病灶對18F-FDG的攝取均明顯高于腦對側皮質，SUVmean為16.4±9.4，SUVmax為18.2±9.7。

2.3DWI信號特征及ADC值

18個淋巴瘤病灶在DWI （b=1 000 s/mm2）上均表現為高于腦灰質的信號，在ADC圖上表現為低或等信號。ADC圖上ROI的選擇避免周圍水腫區及瘤內血管的容積效應。在每一病灶實質部分分別放置3個ROI進行測量，記錄病灶ADCmin。然后以同樣大小的ROI測量病灶對側正常白質區ADCmean。病灶ADCmin與對側正常白質區ADCmean的比值為rADC。病灶ADCmin平均值為（0.542±0.058）×10-3mm2/s，正常白質ADCmean平均值為（0.712±0.052）×10-3mm2/s，rADC平均值為0.764±0.082。

2.4病理結果

均為彌漫大B細胞非霍奇金淋巴瘤，光鏡下見瘤組織彌漫密集，呈片狀分布，瘤細胞大小較一致，胞質少，核大，腫瘤間質成分相對較少，腫瘤血管內皮增生少見。

2.5 相關性分析

采用軟件SPSS 19.0，SUVmean與SUVmax呈顯著正相關（Pearson雙側檢驗：r=0.994，P＜0.001），ADCmin與rADC亦呈顯著正相關（Pearson雙側檢驗：r=0.755，P＜0.001），SUVmax與rADC（Pearson雙側檢驗：r=-0.584，P=0.011，圖1）及SUVmean與rADC （Pearson雙側檢驗：r=-0.559，P=0.016）呈負相關，SUV-max與ADCmin之間無顯著相關性（r=-0.340，P=0.168）。

圖1　PCNSL患者SUVmax與rADC相關性

3　討 論

顱內原發性淋巴瘤的起源、病因和發病機制目前尚不完全清楚，但免疫系統缺陷患者的EB病毒病因學說受到較多肯定。本組患者HIV均為陰性，未使用免疫抑制劑，病理證實均為彌漫大B細胞非霍奇金淋巴瘤。PCNSL的常用治療方案為基于甲氨蝶呤或美羅華的大劑量化療或全腦放療，手術并不是一線推薦治療，患者通常反應良好，并可達到臨床緩解［7］，所以臨床亟需敏感和特異性俱佳的用于診斷及療效判斷的影像學技術。研究表明，FDG PET/CT及DWI技術均可用于淋巴瘤鑒別診斷［8-9］（包括侵襲型與惰性淋巴瘤亞型鑒別［10］）、療效［11］及預后評估［12］，各自與多種免疫組化指標相關，且存在交叉，那么基線（治療前）相關參數可能存在某種關聯性，已在非小細胞肺癌及其轉移淋巴結［13］、乳腺癌［14-15］、腹膜癌［16］、頭頸部腫瘤［17］、胰腺腺癌［18］等中證明ADC與SUV存在負相關。

顱內原發性淋巴瘤多數位于深部白質，T1WI多呈稍低或等信號，T2WI呈等或稍高信號，瘤周水腫和占位效應較輕，均勻強化，灌注成像被認為可用于鑒別淋巴瘤與膠質瘤。研究顯示，FDG PET相關半定量參數可用于鑒別淋巴瘤與其他性質的腦腫瘤［19］，但由于顱內病變影像學表現和臨床癥狀可不典型，存在重疊區，常易誤診。PCNSL通常位于幕上，病灶位于腦干及小腦者較為少見，與本組病例一直。PCNSL在化療前病灶通常并不出現鈣化或出血，憑此可與膠質母細胞瘤鑒別。與膠質母細胞瘤相似，PCNSL可跨越胼胝體，同時累及雙側額葉及胼胝體，呈經典蝴蝶狀分布，此時病灶通常較大（圖2）。

圖2　PCNSL患者18F-FDG PET/CT與DWI MRI影像學表現

本研究顯示，PCNSL病灶ADCmin平均值為（0.542±0.058）×10-3mm2/s，正常白質ADCmean平均值為（0.712±0.052）×10-3mm2/s。Matsushima等［20］研究證實30例膠質瘤及6例PCNSL患者病灶SUVmax比值（選擇對側額葉作為參考區）與ADCmin存在負相關（r=-0.68，P＜0.000 1），其中病灶ADCmin平均為（0.58±0.13）×10-3mm2/s，ADCmean平均值為（0.66±0.16）×10-3mm2/s，SUVmax平均值為25.3±3.99，均高于本研究結果，這可能是由于該研究納入病例較少而導致差異存在。本研究發現PCNSL多病灶患者額葉代謝常常減低，若選擇對側額葉作為參考計算SUVmax比值將不能真實評估病灶代謝情況，故未計算SUVmax比值。為消除白質纖維彌散各項異性的影響，本研究引入rADC概念，即腫瘤組織ADC值與對側半球對應正常部位腦白質ADC值的比值，結果顯示病灶ADCmin均低于正常白質ADCmean，故rADC均＜1。本組14例PCNSL患者18個病灶在DWI上均表現為高于腦灰質的信號，在ADC圖上表現為低或等信號，與其相對低彌散特性相一致。

PCNSL病灶18F-FDG半定量攝取值SUVmax通常為14～22，約為腦灰質SUVmean的2.5倍。盡管如此，腦皮質、基底節區及丘腦的正常高代謝本底常掩蓋淋巴瘤病灶［21］，特別是CT上呈等密度病灶時，易造成假陰性。本研究中漏診的唯一病灶位于左側橋壁，FDG代謝未見明顯異常增高，但增強MRI顯示明顯，可能是由于該病灶處于早期，病灶腫瘤細胞尚不夠致密所致。因此，在探查早期病灶方面，MRI增強技術可能具有獨到優勢。

此外，9例單側腦內病變PCNSL患者中7例對側小腦出現腦代謝減低的現象，稱為交叉性小腦失聯絡，原因可能是病灶位于大腦中動脈分布腦區，局部腦缺血導致皮質橋小腦束受損，使對側小腦失去神經支配［22］。

本研究亦發現基于病灶分析的治療前ADC與SUV存在負相關，表明PCNSL的葡萄糖代謝信息與腫瘤細胞致密程度存在相關性，為DWI作為FDG PET診斷PCNSL和進行療效監測的替代技術提供了一定的理論依據。PET/MRI一體機技術的引進，可一次掃描獲得PET代謝、MRI解剖及其他功能MRI序列信息，有助于反映病灶不同生物學特性，相互提供互補功能影像學信息，且一定時間范圍內的異機對照研究為后期同機PET/ MRI相關技術在國內的應用提供了一定的經驗與借鑒。

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Relationship between 18F-fluorodeoxyglucose PET/CT and diffusion weighted imaging in primary central nervous system lymphoma

ZHOU Weiyan1， WEN Jianbo2， HUA Fengchun1， KONG Yanyan1， ZHANG Zhengwei1， LU Xiuhong1， GUAN Yihui1（1. PET Center， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200235， China； 2. Department of Nuclear Medicine， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200235， China）
Correspondence to: GUAN Yihui E-mail: guanyihui@hotmail.com

Objective: To retrospectively evaluate the relationship between18F-fluorodeoxyglucose （18F-FDG） uptake using PET/CT and apparent diffusion coefficient （ADC） in patients with primary central nervous system lymphoma （PCNSL）. Methods: A total of 14 PCNSL cases with 18 lesions underwent both FDG PET/CT scan and diffusion weighted imaging at onset. The meanstandardized uptake value （SUVmean） and maximum standardized uptake value （SUVmax） were calculated to assess the tumor FDG uptake on brain PET/CT images with filtered back projection （FBP） reconstruction. On ADC map， ADCmin of the lesions and ADCmean of the contralateral normal white matters were calculated. The relative ADC （rADC） was obtained by the ratio of ADCmin of the tumor to ADCmean of the contralateral normal white matter. Pearson’s correlation analysis was used to assess the relationship between FDG uptake and ADC-derived parameters. Results: Negative correlations between SUVmax and rADC， between SUVmean and rADC were found for PCNSL cases （r=-0.584， P=0.011； r=-0.559， P=0.016， respectively）. Conclusion: There is negative correlation between SUV and rADC before treatment. Both FDG PET/CT and DWI are useful methods in diagnosing PCNSL by evaluating tumor metabolic activity and cellular density. They are closely correlated. DWI could be an alternative imaging technique for FDG PET/CT in the diagnosis and therapy monitoring of PCNSL.

18F-fluorodeoxyglucose； Positron emission tomography； Diffusion weighted imaging； Primary central nervous system lymphoma

R445.5

A

1008-617X（2016）03-0257-06

國家自然科學基金（No：81271516、81571345）；上海市科委項目（No：14DZ1930402）；復旦大學老年醫學專項支持計劃青年學者創新研究項目（No：IDF151006）；上海市衛生局資助項目（No：20134313）

管一暉 E-mail：guanyihui@hotmail.com

（2016-09-03）