胃癌PET/CT顯像圖像融合不良解決方案及臨床意義*

陸?zhàn)?程祝忠 陳世容 楊童舒 姚玉唐

(四川省腫瘤醫(yī)院PET/CT中心,四川 成都 610041)

PET/CT檢查的優(yōu)勢(shì)在于PET圖像與CT圖像的融合，可以達(dá)到“1+1>2”的診斷效能[1-2]。但是由于成像部位的移動(dòng)導(dǎo)致圖像融合不良無法滿足診斷需要的情況在日常工作中也時(shí)有發(fā)生[3]。最常見的幾種成像部位移動(dòng)為：呼吸運(yùn)動(dòng)、患者體位受限被迫移動(dòng)以及胃腸蠕動(dòng)。呼吸移動(dòng)偽影可以通過門控技術(shù)或屏氣采集技術(shù)緩解；體位受限被迫移動(dòng)可以采取特殊體位、短時(shí)分段采集、藥物控制等方法予以改善；唯獨(dú)胃腸蠕動(dòng)，在臨床工作中常見，但鮮有抑制此類運(yùn)動(dòng)偽影的技術(shù)及方法報(bào)道[4-6]。如本團(tuán)隊(duì)遇到的案例，在胃癌PET/CT顯像中，常常會(huì)出現(xiàn)PET與CT圖像融合不良的情況，給診斷帶來了諸多不便。針對(duì)上述融合不良的現(xiàn)象，本團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)，找到一種臨床可行的解決方案，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 納入2020年1月～2020年5月間因臨床懷疑胃部腫瘤于我院行PET/CT檢查患者87例，其中男53例，女34例，年齡37～82歲，平均(52±21.78)歲。將87例患者圖像行融合效果判定，其中融合不良患者23例。對(duì)23例融合不良的患者行胃部再充盈后即行局部單床位PET/CT顯像，用同樣的方法再次判斷圖像融合效果。將23例患者首次顯像的圖像作為對(duì)照組，補(bǔ)充飲水后顯像的圖像作為觀察組。納入標(biāo)準(zhǔn)：無吞咽梗阻，神志清醒，可以在護(hù)士指導(dǎo)下主動(dòng)配合行胃腸道準(zhǔn)備患者。本研究患者均知情同意，并經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核、批準(zhǔn)。

1.2 儀器和方法 采集設(shè)備為西門子Biograph mCT型PET/CT掃描儀，示蹤劑為日本住友HM-10HC型醫(yī)用回旋加速器及其合成模塊生產(chǎn)的18氟脫氧葡萄糖(18F-flurodeoxyglucose，18F-FDG)，放化純>99%。檢查前受檢者空腹，控制血糖在11mmol/L以下，按每位患者5.55MBq/kg計(jì)算出給藥量并靜脈給藥[7]。常規(guī)胃腸道準(zhǔn)備：1.5%的泛影葡胺溶液1000mL，在循環(huán)代謝的50min內(nèi)勻速飲用800mL，待上機(jī)檢查前飲用最后200mL8-11]。去除身上的金屬物品，排空小便后上機(jī)檢查。行低劑量CT用于衰減校正和圖像融合，等效電壓120千伏，等效電流180mAs，PET采集體部1.5min/床，頭部2min/床，采用高清迭代算法配合時(shí)間飛躍技術(shù)，迭代次數(shù)3，子集數(shù)21。檢查結(jié)束后，立即行圖像融合判斷，對(duì)融合不良的患者行在充盈后檢查，患者在檢查床上保持身體與床板不動(dòng)，上半身呈半臥位，飲用500mL清水后立即躺下行一個(gè)床位的病灶區(qū)域PET/CT檢查。

1.3 融合判定與量化指標(biāo) 融合判定方法：使用西門子MMWP圖像后處理工作站的智能感興趣區(qū)(region of interest,ROI)邊界勾畫技術(shù)將PET圖像中高代謝灶的輪廓勾畫出來，將此范圍投射到CT同層面上，觀察投射的范圍與CT圖像中病灶范圍是否一致，并用融合圖像進(jìn)行驗(yàn)證[12-13]。由兩位具有副高以上職稱、5年P(guān)ET/CT診斷工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生以及一位中級(jí)職稱、5年以上一線PET/CT采集技師基于上述投射圖像及融合圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，超過半數(shù)意見為最后結(jié)果。如匹配，則判定為融合良好，如不匹配，則判定為融合不良，見圖1-2。利用臨床診斷常用的半定量參數(shù)最大標(biāo)準(zhǔn)率攝取值(The Max of Standard Uptake Value，SUVmax)來判定融合效果對(duì)PET圖像衰減校正的影響；利用40%閾值的腫瘤代謝體積(metabolic tumor volume, MTV)來判斷再充盈法對(duì)病灶體積有無影響。上述兩定量參數(shù)的測(cè)量使用西門子MMWP圖像后處理工作站中的TureD核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)診斷報(bào)告工作軟件進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算并生成值。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者量化指標(biāo)對(duì)比 87例常規(guī)顯像中，胃部病灶PET圖像與CT圖像融合良好患者64例，融合不良患者23例；將23例患者行補(bǔ)充飲水后采集，融合圖像達(dá)到良好的患者22例，融合不良的患者1例。融合不良占比：對(duì)照組明顯小于觀察組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。SUVmax測(cè)量結(jié)果，觀察組(補(bǔ)充飲水后采集圖像)明顯高于對(duì)照組(融合不良圖像)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；MTV40%測(cè)量結(jié)果，對(duì)照組與觀察組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組患者量化指標(biāo)對(duì)比

2.2 圖像融合不良 PET圖像高代謝灶輪廓同層投射到CT圖像后，包含了部分胃內(nèi)空氣，融合圖像也可以看出PET高亮影像與胃內(nèi)空氣相融合，這屬于融合不良，見圖1。

圖1 圖像融合不良示意圖

2.3 圖像融合良好 PET圖像高代謝灶輪廓同層投射到CT圖像后，與異常密度灶邊界重合，融合圖像也可以看出PET高亮影像與CT異常密度灶相融合，這屬于融合良好，見圖2。

圖2 圖像融合良好示意圖

3 討論

SUVmax和MTV是臨床常用的PET圖像診斷的定量參數(shù)，SUV值表示靶組織攝取的示蹤劑的放射性活度與全身平均注射活度的比值，該值的大小直接表示靶組織代謝的高低，已被廣泛用于腫瘤良惡性鑒別及療效評(píng)價(jià)，預(yù)后預(yù)測(cè)[14-15]。MTV值表示靶組織中較高(高于給定閾值)代謝活性的體積，可以對(duì)整個(gè)勾畫的靶組織中不同代謝水平的組織體積行精確的計(jì)算，進(jìn)而反應(yīng)異常代謝的腫瘤細(xì)胞的數(shù)量，臨床主要用于療效評(píng)價(jià)以及預(yù)后評(píng)估[16-18]。在對(duì)照組采集中，由于出現(xiàn)胃腸道蠕動(dòng)，PET數(shù)據(jù)沒有得到真實(shí)對(duì)應(yīng)的CT數(shù)據(jù)做衰減校正，PET病灶實(shí)際是使用胃內(nèi)空氣CT值進(jìn)行性衰減校正，空氣對(duì)于γ光子的阻擋本領(lǐng)小，衰減校正過程中得到的補(bǔ)償少，定量參數(shù)SUV測(cè)量值較真實(shí)值低，容易導(dǎo)致診斷的假陰性出現(xiàn)。在臨床工作中應(yīng)對(duì)這種由于融合不良導(dǎo)致的SUV值的偏差引起足夠的重視。在觀察組采集中，由于融合良好，PET病灶區(qū)域得到對(duì)應(yīng)的CT病灶異常密度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，SUV值更接近于真實(shí)攝取值，保證了PET檢查SUV值的定量準(zhǔn)確度。對(duì)于MTV的測(cè)量，經(jīng)過本文實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，只要PET采集與CT采集所得圖像無移動(dòng)偽影，即便充盈前后患者的病灶由于胃部形態(tài)不同而改變，但是總的代謝體積并沒有發(fā)生變化的，因此MTV值的測(cè)量不受融合效果的影響，這反應(yīng)了PET檢查在靶組織體積測(cè)量的精確性。

胃癌在我國(guó)所有惡性腫瘤中發(fā)病率占第四位，死亡率高居第二位，嚴(yán)重危害著人類健康。PET/CT檢查在診斷胃癌腫瘤方面，存在諸多局限[19-22]。主要是因?yàn)槌Ｒ?guī)PET/CT檢查是在空腹下進(jìn)行(保證患者血糖處于較低水平，避免與外源性的18F-FDG形成競(jìng)爭(zhēng)性抑制)，此時(shí)胃壁皺縮，胃腸道和腹腔內(nèi)其他器官結(jié)構(gòu)的密度近似，CT圖像有時(shí)難以進(jìn)行準(zhǔn)確分辨[23-27 ]。臨床上行常規(guī)CT檢查時(shí)，常使用含有一定濃度對(duì)比劑的溶液(如1.5%泛影葡胺水溶液)充盈胃腸道，但由于對(duì)比劑與水混合后靜止會(huì)分層，檢查時(shí)在患者胃底形成高密度影，衰減校正后會(huì)在PET圖像上產(chǎn)生高代謝偽影，進(jìn)而影響診斷；有研究表明，延遲現(xiàn)象可以提高胃癌PET/CT成像的圖像融合率[28-31].左衛(wèi)等[32]亦提出，用鹽糖水或純牛奶500 mL+1.5 mL/100 mL泛影葡胺純凈水混合液充盈胃腸道并行延遲掃描有助于胃部病變的顯示。較上述兩種方法，本研究中患者掃描前僅僅飲用純水就可以有效充盈胃腔，并保持胃部高張力從而抑制蠕動(dòng)導(dǎo)致的融合不良，更具臨床操作便捷性和患者單次檢查所受輻射劑量最優(yōu)化原則。有文章指出，使用抗平滑肌藥物(如山莨菪堿)可以緩解因胃腸蠕動(dòng)而造成的融合不良現(xiàn)象，雖然本文未增加相應(yīng)的組別進(jìn)行對(duì)比觀察，但是就操作簡(jiǎn)便性，對(duì)患者用藥的安全性而言，本實(shí)驗(yàn)方法有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)[33]。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，通過再充盈使胃內(nèi)部張力增高，短時(shí)間內(nèi)抵消生理性的蠕動(dòng)現(xiàn)象，配合一個(gè)床位的PET/CT檢查，得到無移動(dòng)干擾的圖像。是一個(gè)無用藥、無創(chuàng)、最大程度的提高患者檢查舒適度及結(jié)果準(zhǔn)確性的解決方案。

雖然PET/CT檢查在胃腸道腫瘤的檢查中有諸多限制，但是隨著檢查技術(shù)的日趨完善，胃腸道充盈準(zhǔn)備的個(gè)性化及有針對(duì)性，PET/CT診斷結(jié)果越來越得到臨床醫(yī)生的認(rèn)可。本文并未對(duì)補(bǔ)充飲水采集后任然融合不良的1例患者做深入分析討論，有待后續(xù)深入研究，本文旨在闡述補(bǔ)充飲水此方法可以大大改善胃癌患者PET/CT檢查圖像融合不良的發(fā)生率，進(jìn)而提高半定量參數(shù)SUVmax的測(cè)量準(zhǔn)確性，并不能徹底解決融合不良的情況。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果提示，使用純水再充盈法可以明顯降低胃癌患者PET/CT檢查中病灶圖像融合不良率，彌補(bǔ)充盈不佳或胃腸蠕動(dòng)對(duì)此類疾病PET/CT檢查結(jié)果的干擾，且對(duì)半定量參數(shù)SUVmax的測(cè)量起到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的改善，有助于病變良惡性鑒別、分期、預(yù)后等診斷工作，可供臨床借鑒。