11C-METPET/CT與MRI融合在腦膠質瘤術后放射治療靶區定位中的應用

陳達桂，鄧燕云，林歡，梁衛學

(柳州市工人醫院，1.腫瘤科；2.核醫學科，廣西 柳州 545005)

腦膠質瘤是成人腦部最常見的惡性腫瘤，占腦腫瘤的45%～60%，其中>75%為高級別腦膠質瘤，有較高的致殘率和死亡率[1]。報道[2]顯示，我國腦膠質瘤發病率為5～8/10萬，5年生存率不足5%。手術切除是治療腦膠質瘤的首選方法，但腦膠質瘤惡性程度高，侵襲性強，與周圍組織無明顯界限，加上腦部解剖位置特殊，導致腫瘤切除不完全，術后幾乎100%復發[3]。術后輔助放射治療是腦膠質瘤標準治療方案，可有效降低術后局部復發率，提高中位生存時間。有研究[4]顯示，惡性膠質瘤腫瘤的侵襲范圍大多在腫瘤組織周圍的2 cm范圍內，瘤體周圍低密度水腫帶中浸潤的腫瘤細胞也多在瘤周3 cm以內，且80%～90%的復發部位處于瘤體或周圍2 cm范圍內。臨床發現，擴大靶區體積并不能降低局部復發率和提高總生存率，反而會因嚴重的毒副作用降低患者的生活質量。因此，腦膠質瘤術后的靶區定位很重要，尤其是在無法確定是否有病灶殘留的情況下。MRI是臨床評估腦膠質瘤術后療效的主要方法，但是有些病灶在MRI上無強化表現，導致腫瘤靶區勾畫不準確[5]。正電子發射計算機斷層成像(PET)是一種新型的成像技術，可提供人體組織代謝信息，既有定性作用又有定位作用[6]。11C-蛋氨酸(11C-MET)是腦膠質瘤PET成像應用最多的一類氨基酸類示蹤劑，因腦膠質瘤對氨基酸的攝取率大于正常腦組織，可以區別腦膠質瘤及其周圍組織，但存在邊界模糊效應[7]。隨著圖像融合技術的發展，生物勾畫靶區的概念在放射治療中凸顯了應用價值。本研究旨在通過11C-METPET/CT與MRI圖像融合進行放射治療靶區勾畫，以評估該方法的準確性及可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月至2020年12月柳州市工人醫院收治的30例擬行放射治療的腦膠質瘤術后患者為研究對象，其中男性19例，女性11例；年齡22～78歲，平均(51.34±10.58)歲；腫瘤WHO分級：II級15例，III級9例，IV級6例。納入標準：(1)年齡≥18歲；(2)經病理檢驗確診為腦膠質瘤，且已行手術治療；(3)擬行放射治療；(4)臨床資料完整。排除標準：(1)心、肝、腎功能嚴重異常者；(2)存在MRI及11C-METPET/CT檢查禁忌癥者。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查 所用儀器為德國西門子公司生產的Magnetom Skyra 3.0T超導磁共振掃描儀，采用標準16通道頭頸部聯合線圈進行檢查。掃描序列：T1WI、T2WI、DWI、FLAIR、MRA、ASL、SWI。其中DWI掃描參數：擴散敏感系數(b)=0/1 000 s/mm2；SWI掃描參數：使用3DFLASH序列，TE=20 ms，TR=27 ms，翻轉角=15°，FOV=230 mm×197 mm，層厚=1.5 mm，層數=80層；3D-ASL掃描參數：使用3DGRASE序列，TE=35.9 ms，TR=5 000 ms，T1=1 990 ms，FOV=220 mm×220 mm，層厚=3.0 mm，層數=40層。

1.2.211C-METPET/CT檢查 所用儀器為德國西門子公司生產的Biograph S20 mCT掃描儀，檢查前囑托患者空腹6 h以上，在測量空腹血糖、身高、體重后，平靜狀態下通過三通管經患者手背靜脈注入11C-MET 5.5MBq/kg，隨后讓患者在暗室內靜臥1 h左右后排盡膀胱行頭部PET/CT顯像。首先進行CT平掃，相應參數：電壓=140KV，電流=160 mA，螺距=0.75，球管單圈旋轉時間=0.8 s，層厚=5 mm；然后讓患者保持體位不變繼續行PET掃描，每個床位掃描時間為3 min。掃描過程中，讓患者保持平靜呼吸以確保CT掃描圖像與PET相匹配。掃描完成后，將圖像傳輸值計算機工作站進行圖像重建及融合，其中PET重建采用有序子集最大期望值迭代法，衰減校正采用XT掃描數據；CT重建采用標準重建法，重建層厚4.25 mm，之后將重建圖像傳輸至Xeleris工作站進行對位圖像融合。

1.2.3 靶區融合處理 將MRI、11C-METPET/CT圖像傳輸至放射治療計劃系統進行匹配融合，由兩名高年資放射治療醫師分別進行閱片和勾畫靶區。

1.3 觀察指標

(1)11C-METPET/CT圖像、11C-METPET/CT與MRI融合圖像上勾畫的腫瘤靶區體積(GTV)、臨床靶區體積(CTV)；(2)靶區重合度：靶區重合度(TC)為GTVA∩GTVB/GTVA∪GTVB、CTVA∩CTVB/CTVA∪CTVB，TC值越接近1，表明重合度越高；(3)兩名醫師勾畫的GTV、CTV。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 兩種方式勾畫的GTV、CTV比較

11C-METPET/CT與MRI融合方法勾畫的GTV、CTV小于11C-METPET/CT，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組勾畫的GTV、CTV比較

2.2 靶區重合度比較

配對t檢驗顯示，TCGTV=0.63±0.15，t=8.547，P<0.001；TCCTV=0.74±0.16，t=7.259，P<0.001，差異均有統計學意義(P<0.05)。

2.3 不同醫師勾畫的靶區比較

兩名醫師采用11C-METPET/CT與MRI融合、11C-METPET/CT勾畫的GTV、CTV、MTV比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同醫師勾畫的靶區比較

3 討論

腦膠質瘤是常見的腦部惡性腫瘤，術后復發率高，臨床大多采取手術切除+放療或化療等綜合治療手段[8]。調強放射治療是目前臨床應用最多的放療方案，在給予靶區致死劑量的照射消滅腫瘤細胞的同時，對周圍組織及器官幾乎無影響，可有效降低腦膠質瘤復發率，提高術后生活質量，但前題是精確勾畫靶區[9]。

既往國內臨床主要應用MRI圖像勾畫確定靶區，將MR T1WI顯示的病灶區域定為GTV，由于腫瘤細胞在腫瘤病灶內呈不均勻分布，導致MRI提供的腫瘤解剖結構圖像與實際腫瘤活性細胞分布不一致[10]。PET/CT為新型的影像學技術，可反映腫瘤的生物代謝信息。在臨床高度懷疑腦膠質瘤擬采取組織活檢時，可通過PET成像定位病變代謝活動最強的區域，提高活檢的準確性[11]。此外，PET成像還可用于放療靶區的勾畫。11C-MET為臨床應用較多的一類氨基酸類示蹤劑，其能透過血腦屏障，利用腫瘤組織的高攝取率和正常腦組織的低攝取率，準確分辨腫瘤及周圍組織[12]。有研究[13]顯示，采用示蹤劑標記的PET檢查界定的腦膠質瘤范圍比MRI增強掃描界定的范圍更準確，且以PET影像為依據切除MET高濃聚區域，可提高腦膠質瘤患者中位生存時間。由于CT具有較高的空間分辨率，在放療的靶區勾畫時，一般將CT影像與11C-METPET融合進行模擬定位。Mahasittiwat等[14]采用該方法對16例腦腦膠質瘤術后患者進行GTV勾畫，結果發現，勾畫的GTV比MRI勾畫的要小。研究[15]顯示，參照11C-METPET/CT高攝取區勾畫的GTV大于參照MRI增強區勾畫的GTV體積，且存在明顯正相關性，該研究認為MRI低估了腫瘤體積，將11C-METPET/CT與MRI提供的腫瘤信息進行綜合，可進一步提高腦膠質瘤靶區的勾畫。本研究結果證實，與單純11C-METPET/CT相比，11C-METPET/CT聯合MRI勾畫的GTV、CTV更小(P<0.05)，二者聯合勾畫的GTV更接近真實腫瘤體積。

進一步比較11C-METPET/CT、11C-METPET/CT聯合MRI勾畫的靶區重合度發現，二者不完全重合，與既往報道[16]結果一致，說明采用11C-METPET/CT聯合MRI的方法勾畫腦膠質瘤靶區更精確，有助于實現精準放療。有研究者[17]認為，MRI的加入彌補了11C-METPET/CT的低軟組織分辨率及邊緣模糊效應，聯合應用可以為靶區勾畫提供更多的信息。理想的靶區融合勾畫方法不僅具備準確性，還需要有良好的重復性。對比不同醫師勾畫的腦膠質瘤靶區發現，二者勾畫的GTV、CTV無明顯差異(P>0.05)，說明11C-METPET/CT聯合MRI進行靶區勾畫可操行強，可在臨床推廣應用。

綜上所述，11C-METPET/CT與MRI融合在腦膠質瘤術后放療治療靶區定位中可提高靶區的準確性，減少腫瘤周圍組織的照射，有較好的應用價值。