肺鱗癌與腺癌PET/MRI影像學比較

唐新 梁江濤 丁忠祥

肺癌是最常見的腫瘤之一，占2020年全球腫瘤總數的11.4%，僅次于乳腺癌（11.7%），在男性腫瘤發病率及癌癥致死率方面，肺癌位居首位［1-2］。非小細胞癌（NSCLC）約占肺癌總數75%，其中以腺癌（ADC）及鱗癌（SCC）為主，其組織學特征、治療療效和臨床結局不盡相同［2］，因此早期發現及診斷肺癌病理類型是提高生存率的關鍵。PET/MRI作為一種新興的影像技術，主要用于肺癌全身轉移灶檢測、腫瘤代謝及治療效果評估等。與PET/CT相比，雖然PET/MRI圖像密度分辨率較低，但其避免了X線輻射，還結合PET的代謝特征及MRI的多功能、多參數、多方位成像特點，亦能對原發灶相關信息進行分析。作者之前研究［2-3］也發現PET/MRI影像組學可以術前鑒別肺腺癌與肺鱗癌的病理亞型，但肺癌PET/MRI影像學特點尚未見詳細報告。本文探討肺腺癌及肺鱗癌PET/MRI影像差異，以提高術前鑒別NSCLC病理分型的能力，為臨床NSCLC治療決策提供幫助。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析2018年10月至2021年10月杭州市全景影像中心行PET/MRI檢查，且經手術或穿刺檢查證實為肺腺癌或鱗癌患者84例，男64例，女20例；年齡23～90歲，中位年齡67歲。其中肺鱗癌35例，腺癌49例。（1）納入標準：①患者均在治療前行PET/MRI檢查，并經病理檢查證實為肺腺癌或肺鱗癌；②未進行任何化療、放療或手術治療；③可獲得治療前全身及胸部病灶顯影清晰的PET/MRI圖像；④肺癌原發病灶僅一個；⑤注射對比劑后40～60 min即行PET/MRI檢查。（2）排除標準：①腺癌或者鱗癌以外的組織病理類型確診者；②患者在PET/MRI檢查前接受過治療（如化療、放療、手術）；③有胸部其他惡性腫瘤病史或者伴發其它系統惡性腫瘤的患者；④肺癌原發病灶兩個或兩個以上者；⑤PET或MRI圖像不符合診斷標準者（如金屬或運動偽影；病灶直徑＜0.5 cm等）。本研究經杭州市全景影像中心醫學倫理委員會批準。

1.2 方法 （1）檢查儀器：采用美國GE公司一體化PET/MRI采集影像數據。該系統由具有飛行時間技術（TOF）技術的PET探測器（TOF-PET）與最新一代750W 3.0T磁共振儀組成，實現PET與MRI同步掃描。對比劑采用氟代脫氧葡萄糖（18F-fludeoxyglucose，18F-FDG），由南京江源安迪科正電子研究發展有限公司及上海原子科興藥業有限公司提供，放射化學純度95%。（2）檢查方法：患者禁食＞6 h，注射18F-FDG前血糖濃度控制在＜7.8 mmol/L，檢查前獲得所有患者或法定監護人的書面知情同意。首先給患者注射18F-FDG，劑量為3.7 mbq/kg，40～60 min后進行全身PET/MR顯像掃描。患者取仰臥位，行衰減校正后，從頭頂部至股骨中部行全身PET/MR掃描，必要時加掃至足底，共5～6張床位，每張床位采集時間為6 min。采用3D模式、TOF和點擴散函數（PSF）采集并重建PET，有序子集期望最大值（OSEM）兩次迭代，28個子集，5 mm高斯后處理濾波器重建成192×192矩陣。在全身MRI檢查期間進行PET數據采集。然后再進行胸部區域PET/MR掃描，范圍從胸廓入口處到肺底，采用胸部區域專用MRI線圈獲得MRI序列包括：LAVA-Flex T1WI、fs-PROPELLER T2WI、DWI（b=800 mm2/s）、冠狀fs-PROPELLER T2WI，再根據呼吸頻率、調整觸發時間，最后獲得全身和局部的PET、MRI及PET/MRI融合圖像，所有數據均采集自同一臺PET/MR儀器。（3）數據測量：PET/MR數據從GE PACS數據庫傳輸到本地，導入GE公司的AW SERVICE 3.2處理工作站中PET VCAR軟件，自動生成病灶感興趣區（ROI）的閾值（THR）、標準差（STD）、峰值PK）、最大攝取值（SUVmax）、最小攝取值（SUVmin）、平均攝取值（SUVmean）、總病灶糖酵解（TLG）值。圖像分析主要采用視覺和半定量分析。通過自適應閾值法確定原發灶的攝取邊界，確定ROI內SUVmax的40%為腫瘤邊界［4］。（4）PET/MRI影像觀察：由2位放射科醫師采用盲法評估并記錄每位患者的常規PET/MRI特征，結果不一致時經討論達成統一。本次納入評估的常規PET/MRI影像特征包括：（1）腫瘤最大徑：測量顯示腫瘤的最大截面面積；（2）形態；（3）腫瘤位置；（4）MRI信號；（5）毛刺；（6）分葉；（7）段以上支氣管截斷征；（8）胸膜凹陷征；（9）阻塞性改變（阻塞性肺氣腫、阻塞性肺不張、阻塞性肺炎）；（10）胸腔積液；（11）淋巴轉移；（12）全身轉移。

1.3 統計學方法 采用SPSS26.0統計學軟件。符合正態分布計量資料以（±s）表示，采用t檢驗；不符合正態分布采用曼-惠特尼U檢驗，計數資料以%表示，用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組臨床資料及PET/MRI影像特征 肺鱗癌組男29例，女6例，年齡51～80歲；肺腺癌組男35例，女14例；年齡23～90歲。兩組性別、年齡比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。肺鱗癌組左、右肺腫瘤比例分別為57.14%、42.86%，肺腺癌組左、右肺腫瘤比例分別為44.90%、55.10%。肺腺癌組形態改變為：結節狀21例；團塊狀18例；不規則10例。肺鱗癌組形態改變：結節狀11例；團塊狀17例；不規則7例。肺鱗癌組最大截面面積：1.68～86.92 cm2，肺腺癌組最大截面面積：0.3～56.09 cm2。肺鱗癌組毛刺、分葉、MRI信號均勻、支氣管截斷征、胸膜凹陷征、肺氣腫、阻塞性改變、胸腔積液、淋巴轉移、全身轉移發生率依次為：57.14%、57.14%、62.86%、74.29%、40.0%、25.71%、62.86%、16.33%、80.0%、20.0%。肺腺癌組毛刺、分葉、MRI信號均勻、支氣管截斷征、胸膜凹陷征、肺氣腫、阻塞性改變、胸腔積液、淋巴轉移、全身轉移發生率依次：71.43%、63.27%、63.27%、36.7%、59.18%、6.12%、30.61%、20%、73.47%、26.53%。兩組腫瘤最大截面面積、支氣管截斷征及阻塞性改變差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1、圖 1。

表1 臨床資料及PET/MRI影像特征

圖1 左肺上葉鱗狀細胞肺癌患者的PET/MRI圖像

2.2 PET/MRI代謝參數結果 兩組TLG、PK、SUVmin、SUVmean、SUVmax、THR、STD比較差異均有統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 PET/MRI代謝參數（±s）

表2 PET/MRI代謝參數（±s）

代謝參數 肺腺癌 肺鱗癌 P值TLG 128.18±24.34 260.40±52.19 0.004 PK 8.13±0.68 11.68±0.96 0.005 SUVmin 4.38±0.33 6.32±0.54 0.005 SUVmean 6.25±0.49 8.76±0.71 0.007 SUVmax 10.37±0.77 14.99±1.29 0.005 THR 4.35±0.33 6.30±0.54 0.005 STD 1.33±0.11 1.82±0.15 0.010

3 討論

本研究結果顯示，肺鱗癌支氣管截斷征、阻塞性改變及腫瘤最大截面面積發生率均高于肺腺癌，可能是因肺鱗癌好發于段及段以上支氣管的腫瘤，且肺鱗癌主要由角化珠、癌巢和細胞間橋組成，結構更緊密，單位體積內腫瘤細胞更多，且肺鱗癌更傾向于團塊狀生長，因此肺鱗癌更易阻塞相應支氣管，導致阻塞性肺氣腫、阻塞性肺不張、阻塞性肺炎等改變。而肺腺癌以周圍型肺癌為主，發生于段以下小支氣管，分支多，且肺腺癌主要由腺體結構組成，單位體積腫瘤細胞相對較少，基質豐富，難以阻塞遠段段以上支氣管，從而引起阻塞性改變相對不明顯。肺鱗癌組腫瘤最大截面面積大于肺腺癌組，與葡萄糖轉運體-1的過度表達使得肺鱗癌細胞倍增時間縮短有關［5］，也可能與腫瘤本身異質性有關。作者之前研究［2-3］發現肺鱗癌異質性高于肺腺癌，因此肺鱗癌生長速度相對更快，從而腫瘤體積更大。肺癌早期可僅表現出代謝異常，而無形態學改變。本研究還發現肺鱗癌組腫瘤代謝參數TLG、PK、SUVmin、SUVmean、SUVmax、THR、STD均高于肺腺癌組，這些代謝參數可反映肺癌的增殖速度、代謝活性及腫瘤內細胞競爭狀態。DE GEUS-OEI等［6］曾發現鱗癌對18F-FDG的攝取明顯高于腺癌，KIM等［7］研究表明肺鱗癌SUVmax、TLG高于肺腺癌。REINFELD等［8］最近開發了2種不同的PET示蹤劑：一種用于追蹤葡萄糖，另一種用于追蹤谷氨酰胺，結果發現髓系免疫細胞（主要是巨噬細胞）攝取的葡萄糖量最高，其次是T細胞和癌細胞。腫瘤微環境中的非癌細胞主要是依賴糖代謝的巨噬細胞，而腫瘤細胞主要依賴谷氨酰胺代謝。因此，腫瘤PET成像的基礎可能是腫瘤細胞和巨噬細胞相互競爭的結果，由于肺腺癌和鱗癌的異質性，不同病理類型肺癌代謝不同。肺鱗癌代謝高于腺癌，與鱗癌細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白能力和磷酸化水平比腺癌高有關［9-10］。

本資料中，支氣管截斷征、阻塞性改變、腫瘤最大截面面積及腫瘤代謝參數對鑒別肺鱗癌與肺腺癌具有一定的價值。石丹等［11］認為，患者性別、年齡、結節長徑、純磨玻璃、含磨玻璃密度和實性軟組織密度的兩種密度混合、胸膜凹陷征、毛刺、分葉是判斷孤立性肺結節惡性的獨立因素。任開明等［12］認為，肺磨玻璃結節的高分辨率CT影像特征（病變大小、分葉征、毛刺征、胸膜牽拉征、血管集束征）有助于早期肺腺癌病理分類。彭澤品等［13］研究認為，分葉征、毛刺征、磨玻璃征、胸膜凹陷征、空泡征、空氣支氣管征對判斷周圍型肺癌的組織病理類型差異有統計學意義。這種差異可能與病例選擇有關。

總之，PET/MRI作為一種新型無創性分子影像學設備，可同時提供解剖和代謝信息，有助于無創性鑒別肺腺癌及肺鱗癌病理亞型，為確定臨床治療策略提供重要依據。