胃腸道腺癌18F-FDG PET-CT 標(biāo)準(zhǔn)攝取值與ADC 值的相關(guān)性分析

王 琪，汪秀玲，王 珍，高晶晶

（徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇 徐州 221000）

早期診斷、準(zhǔn)確分期、選擇適當(dāng)?shù)闹委煕Q策及隨訪方式對(duì)于胃腸道腫瘤患者的預(yù)后非常關(guān)鍵。臨床上常使用的檢查方法有脫氧葡萄糖（fluorodeoxyglucose，F(xiàn)DG）PET-CT。FDG-PET-CT 對(duì)腫瘤的成像是基于其葡萄糖代謝水平的增加，而PET 中FDG 的攝取可使用半定量值標(biāo)準(zhǔn)攝取值（standard uptake value，SUV）測(cè)得，其值可提示腫瘤的代謝活性，以及判斷腫瘤分期、術(shù)后再分期、預(yù)后評(píng)估［1-3］。

DWI 用于測(cè)量組織內(nèi)水分子的布朗運(yùn)動(dòng)，水分子擴(kuò)散信息能夠幫助了解病灶微觀環(huán)境及組織細(xì)胞水代謝狀況；惡性腫瘤水分子彌散減弱，ADC 值升高。DWI 可用于腫瘤的診斷、鑒別診斷、分級(jí)、術(shù)后評(píng)價(jià)及生存率評(píng)估［4-6］。但傳統(tǒng)的單指數(shù)模型DWI 對(duì)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行定量分析，忽略了組織內(nèi)中小動(dòng)脈-毛細(xì)血管-小靜脈微循環(huán)對(duì)ADC 值的影響［7］。1986 年，Le Bihan 等［8］提出了體素不相干運(yùn)動(dòng)（Introvoxelincoherent Motion，IVIM）的概念，利用該模型可獲取反映組織微循環(huán)灌注及組織擴(kuò)散的參數(shù)。

雖然SUV 及ADC 值是體現(xiàn)腫瘤不同特性的2個(gè)功能參數(shù)，但很多研究［9-13］在試圖尋找兩者之間的關(guān)系，其中Gu 等［13］揭示了直腸癌單指數(shù)模型ADC值與SUV 間的相關(guān)性。本文假設(shè)IVIM 計(jì)算出的ADC 值對(duì)于胃腸道腺癌的評(píng)估是有價(jià)值的，使用該模型計(jì)算快速表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADCfast）及慢速表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADCslow）。在這種模式中，假設(shè)不同b 值可體現(xiàn)出2 種不同彌散成分：血液灌注及真正的水彌散，并尋找代表葡萄糖代謝的SUV 與各組ADC 值之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 連續(xù)選擇2016 年4 月至2018 年12 月在我院行PET-CT 及MRI 檢查的29 例未經(jīng)治療的胃腸道腺癌患者，均經(jīng)組織病理學(xué)及免疫組織化學(xué)檢查證實(shí)。其中男19 例，女10 例，平均年齡64歲；發(fā)生于胃部4 例，結(jié)腸16 例，直腸9 例。

1.2 儀器與方法 所有患者均利用PET-CT-MRI 三模式系統(tǒng)行PET-CT 及腹部MRI 檢查。

1.2.1 PET-CT 檢查 PET-CT 及MRI 2 個(gè)檢查系統(tǒng)由一個(gè)專門的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)相連接，該轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)基于一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)床和固定的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，患者可在不改變體位的前提下，在PET-CT 檢查后行MRI 成像。

29 例均行PET 與低劑量非CT 增強(qiáng)掃描，使用GE Discovery Elite PET-CT，范圍從顱頂至股骨上段?；颊咴谄届o呼吸下行CT 掃描，使用64 排CT 掃描儀。掃描參數(shù)：140 kV，150 mA，層厚3.75 mm，層距3.27 mm，重建算法為濾波反投影法。患者注射顯像劑18F-FDG［標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量（3.70～4.44）MBq/kg，放化純＞95%］前至少禁食6 h，測(cè)量血糖＜8.1 mmol/L，注射18F-FDG 靜臥60 min 后行全身PET-CT 顯像。PET 掃描層厚3.3 mm，層距3.27 mm，重建算法為VUE Point HD+FX。PET 數(shù)據(jù)以3D 模式采集，每床位2 min，床位數(shù)依患者身高而定，為6～7 個(gè)，掃描完成后用CT數(shù)據(jù)對(duì)PET 數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻衰減校正。

1.2.2 MRI 檢查 29 例均行常規(guī)腹部MRI 成像，使用GE Discovery MR 750 3.0 T MRI。掃描序列及參數(shù)：3D 雙回波GRE 脈沖序列（Liver Accelerated Volume Acquisition LAVA-Flex）、軸位T2WI 及其壓脂序列、軸位單b 值DWI（0 及800 s/mm2）及多b 值DWI 檢查（b 值為0、50、100、150、200、300、500、800、1 000、1 300、1 500、1 700、2 000、2 500、3 000、3 500、4 000 和4 500 s/mm2）；掃描層厚6.6 mm，無(wú)間隔。

1.3 圖像分析

1.3.1 將PET-CT 數(shù)據(jù)輸入AW 4.6 工作站，利用系統(tǒng)自帶軟件勾畫ROI，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)攝取值的最大值（SUVmax）（圖1）。

1.3.2 將多b 值DWI 圖像導(dǎo)入AW4.6 工作站的MADC 軟件，結(jié)合MRI 常規(guī)序列（圖1d）在含病灶的所有層面多b 值DWI 原始圖像上手工選定ROI。軟件通過(guò)單指數(shù)模型產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC std）偽彩圖（圖1e），雙指數(shù)模型產(chǎn)生b 值所對(duì)應(yīng)的ADCfast 偽彩圖（圖1f）、b 值300～1 700 s/mm2所對(duì)應(yīng)的ADCslow 偽彩圖（圖1g），并計(jì)算得出ROI 相應(yīng)參數(shù)的數(shù)值，記錄所有層面相應(yīng)ADC 的最小值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件，ADC值與SUVmax 間的相關(guān)性行Pearson 相關(guān)性分析。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 男，71 歲，直腸中分化腺癌 圖1a～1c 分別為PET-CT 融合的軸位、矢狀位及冠狀位圖像。ROI（綠色框）包括整個(gè)病灶，從同層面PET 圖像上測(cè)量得到標(biāo)準(zhǔn)攝取值的最大值（SUVmax）圖1d 軸位T2WI 壓脂圖像 圖1e～1g分別為標(biāo)準(zhǔn)表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADCstd）、快速表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADCfast）及慢速表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADCslow）偽彩圖及其ROI 勾畫（箭頭所指為病灶及ROI 所在部位）

2 結(jié)果

胃腸道腺癌SUVmax、ADCfast、ADCslow 及ADCstd 數(shù)值見(jiàn)表1，均符合正態(tài)分布（圖2）。繪制SUVmax與各組ADC 間散點(diǎn)圖（圖3），用Pearson 相關(guān)分析SUVmax 與ADC 值間的相關(guān)性。結(jié)果表明，胃腸道原發(fā)性惡性腫瘤的SUVmax 與多指數(shù)模型的ADCslow呈負(fù)相關(guān)（表2）。

3 討論

SUV 值是PET-CT 中提供的定量化指標(biāo)，代表腫瘤組織內(nèi)FDG 的活性濃聚，即腫瘤的糖代謝水平。靜脈注射的FDG 由葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)，通過(guò)細(xì)胞膜而積聚于代謝活躍的腫瘤細(xì)胞內(nèi)。雖然目前尚無(wú)文獻(xiàn)證明胃腸道腺癌SUV 與細(xì)胞增殖的直接相關(guān)性，但有報(bào)道［14-15］表明，乳腺癌及肺癌SUV 升高與腫瘤細(xì)胞的快速增殖有關(guān)。Herholz 等［16］研究顯示，星形細(xì)胞瘤葡萄糖代謝水平與細(xì)胞致密程度密切相關(guān)。

表1 胃腸道腺癌SUVmax 與ADC 值結(jié)果

圖2a SUVmax 頻數(shù)分布圖 圖2b ADCslow 頻數(shù)分布圖 圖2c ADCfast 頻數(shù)分布圖 圖2d ADCstd 頻數(shù)分布圖

圖3a SUVmax 與ADCfast 散點(diǎn)圖 圖3b SUVmax 與ADCslow 散點(diǎn)圖 圖3c SUVmax 與ADCstd 散點(diǎn)圖

表2 胃腸道腺癌SUVmax 與多指數(shù)模型ADC 值間相關(guān)性分析

在生物組織內(nèi)，DWI 可通過(guò)檢測(cè)人體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限的信息反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化。雙指數(shù)衰減模型是以IVIM 為理論基礎(chǔ)，將人體內(nèi)的水分成2 個(gè)部分，即血管內(nèi)及血管外水，相對(duì)于血管外水，血管內(nèi)血液流動(dòng)很快，這種成分的水運(yùn)動(dòng)稱為假擴(kuò)散，也稱灌注，而ADCslow 反映真正的水彌散信息，細(xì)胞致密會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞外間隙減少，繼而水分子彌散受限，ADCslow 值減小。已有研究［17-18］提示，ADCslow 能反映細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成，并在一定程度上提供腫瘤分級(jí)的相關(guān)信息。

DWI 通過(guò)腫瘤微環(huán)境中水分子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行診斷，而18F-FDG PET-CT 是以腫瘤細(xì)胞對(duì)18F-FDG 的攝取作為診斷依據(jù)。近些年，有越來(lái)越多關(guān)于SUV 與ADC 相關(guān)性的研究，但研究結(jié)果［19-20］不一。Gu 等［13］關(guān)于直腸癌單指數(shù)模型ADC 與SUV 間關(guān)系研究結(jié)果顯示，ADC 與SUV 間呈負(fù)相關(guān)，而本研究基于單指數(shù)模型的ADC 與SUV 間無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，原因可能為：①本研究中單指數(shù)模型ADC 是組織在b 值為0～1 000 mm2/s 時(shí)的平均ADC 值，而Gu 等［13］研究中的標(biāo)準(zhǔn)ADC 值是由b 值為0 和1 000 s/mm2擬合而成；②可能是由于研究的病理類型及分化程度不同所致。本研究顯示代表真正水彌散信息的ADCslow與SUV 呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即腫瘤的葡萄糖代謝水平與組織細(xì)胞間隙有相關(guān)性。水分子彌散受限，提示細(xì)胞間隙小，細(xì)胞體積大和（或）密度大，這均與腫瘤細(xì)胞增殖速度密切相關(guān)，而細(xì)胞增殖速度越快，細(xì)胞對(duì)葡萄糖的需求量越高，進(jìn)而導(dǎo)致SUV 升高。

本研究的局限性：①由于例數(shù)限制，未進(jìn)一步進(jìn)行分組數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析；②由于腸腔含氣及腸壁的蠕動(dòng)，可能影響信號(hào)強(qiáng)度。

綜上所述，SUV 與單指數(shù)模型ADC 間無(wú)明顯相關(guān)性，而雙指數(shù)模型中的ADCslow 與SUV 呈負(fù)相關(guān)，主要是因腫瘤組織內(nèi)細(xì)胞更加致密，導(dǎo)致細(xì)胞間隙減少，細(xì)胞間水彌散受限，同時(shí)腫瘤組織FDG 攝取增加，這為揭示腫瘤的相關(guān)生物學(xué)特性提供了信息。