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第三节
PET显像

一、 18 F-FDG PET肿瘤显像原理

肿瘤细胞具有能量代谢异常的特征,即使在有氧条件下也以糖酵解为主要产能方式,即Warburg效应。因此恶性肿瘤摄取的葡萄糖远远高于其他正常组织。2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖,即氟代脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose,FDG)是葡萄糖的氟代衍生物,通过葡萄糖转运体(glucose transporter,GLUT)转运至细胞内,在己糖激酶-2作用下磷酸化成6-磷酸-FDG,后者不能进一步代谢而滞留在细胞内。因此,用放射性正电子核素 18 F标记的FDG作为显像剂( 18 F-FDG)可显示肿瘤细胞的糖代谢情况,进而反映肿瘤的生物学活性。

正电子发射断层显像(positron emission tomography,PET)是一种先进的核医学影像技术,可以接收正电子核素发射的γ射线信号,通过数据处理,形成断层示踪剂分布图像。标准化摄取值(standard uptake value,SUV)是肿瘤摄取FDG程度的量化指标。显像范围从大腿上段至头部,必要时可包含四肢。

分别将PET显像技术与CT、MRI整合到同一台设备,并把不同性质的图像进行同机融合显示,即为PET/CT、PET/MR显像技术。它实现了两种不同设备在相同空间内对各自数据的同时采集,又兼具各设备的独立功能。其优势在于既可以显示人体组织脏器的解剖图像,又能同时显示人体组织、细胞代谢的功能图像。目前 18 F-FDG的PET/CT显像已常规应用于宫颈癌的诊断、分期、寻找原发灶、术前评估、术后随访、疗效评价、确定活检部位、指导放疗活性靶区勾画等方面。受限于检查费用高、采集时间长、扫描序列及参数未能发挥检查的最大效能等因素,PET/MR检查在国内尚处于初级阶段。但初步的临床及科研成果是令人鼓舞的 [24-32] 。基于MRI技术实施的早期宫颈癌保育手术术前评估及术后复查标准的完善,联合PET显像高灵敏度及数据半定量化的特征,PET/MR在宫颈癌保育评估中的应用值得期待。

二、宫颈癌PET/CT表现

(一)不同分期PET/CT表现

ⅠA期肿瘤仅镜下可见,PET/CT上表现为假阴性( 图5-24 )。ⅠB期肿瘤局限于宫颈,以2cm、4cm为界,分为ⅠB1期(≤2cm)、ⅠB2期(2~4cm)和ⅠB3期(>4cm)。PET/CT上表现为宫颈增粗,FDG摄取不同程度增高( 图5-25 )。

Ⅱ期宫颈癌侵犯超出子宫,但未累及骨盆壁或阴道下1/3。ⅡA期宫颈癌表现为宫颈增粗、肿块,侵犯宫体或阴道中上段,伴有不同程度FDG代谢,两侧宫旁脂肪间隙清晰( 图5-26 )。ⅡB期宫颈癌除了上述原发灶表现外,可见宫旁脂肪间隙浑浊、牵拉,明显侵犯者可见宫旁絮状增厚、结节形成( 图5-27 )。

图5-24 ⅠA期宫颈鳞癌,PET/CT上未见异常FDG代谢增高灶

A.CT图像;B.PET/CT融合图像。

图5-25 ⅠB2期宫颈鳞癌

A.CT图像;B.PET/CT融合图像冠状位;C.PET/CT融合图像矢状位。PET/CT显像显示宫颈肿块,直径约3.1cm,局灶性FDG代谢异常增高,SUV max =12.2。

图5-26 ⅡA期宫颈鳞癌

A.CT图像;B.PET/CT融合图像冠状位;C.PET/CT融合图像矢状位。PET/CT显像示宫颈肿块,累及阴道上段,FDG代谢明显增高,SUV max =7.9(箭头示)。

图5-27 ⅡB期宫颈鳞癌PET/CT显像

A、B.宫颈肿块,FDG代谢增高,SUV max =6.5(箭头示)。C、D.肿瘤侵犯左侧宫旁,致左侧宫旁结节样增厚,FDG代谢轻度增高,SUV max =3.5(箭头示)。

Ⅲ期宫颈癌表现为矢状位肿瘤侵犯阴道下段(ⅢA期, 图5-28 ),肿瘤与盆壁肌肉粘连、牵拉,脂肪间隙消失,也可直接与盆壁肌肉融合,向外侵犯闭孔内肌,向后侵犯梨状肌,PET图像上表现为肿瘤FDG高代谢。输尿管末端周围脂肪间隙模糊,需警惕输尿管末端受侵犯、梗阻引起的肾盂积水。FDG在尿路系统的分布情况可以提示肾脏功能是否降低。当肾脏或扩张的输尿管内FDG分布降低或缺损时,提示肾脏功能降低(ⅢB期, 图5-29 )。PET/CT上提示盆腔或腹主动脉旁淋巴结FDG代谢增高时,需考虑淋巴结转移的可能(ⅢC期, 图5-30 ),FDG代谢越高,转移可能性越大。

图5-28 ⅢA期宫颈鳞癌PET/CT显像

冠状位连续层面图像示宫颈肿块伴坏死,肿瘤侵犯右侧盆壁,FDG代谢增高,SUV max =5.7(箭头示)。

Ⅳ期宫颈癌中,直肠或膀胱壁呈锯齿状增厚或肿瘤结节向直肠或膀胱腔内突出为肯定的侵犯征象,直肠或膀胱周围脂肪间隙消失是可能受侵的征象。原发灶及受侵犯的直肠FDG代谢异常增高。值得注意的是,受膀胱内尿液高放射性影响,膀胱壁FDG代谢的真实情况可能被掩盖,此时,延迟显像有助于判断膀胱受侵犯的情况。但宫颈肿瘤只是贴近膀胱和直肠,不能确定该脏器黏膜是否受侵犯。远处转移好发于肺、肝、骨等部位。PET/CT作为全身显像,在评价远处转移方面具有明显的优势(Ⅳ期, 图5-31 )。

图5-29 ⅢB期宫颈鳞癌PET/CT显像

A、B.宫颈巨大肿块(星号示),侵犯左侧宫旁、输尿管下段(箭头示),FDG代谢异常增高,SUV max =21.1;C.左侧肾盂、输尿管明显扩张、积水(MIP图,箭头示)。

图5-30 ⅢC期宫颈鳞癌PET/CT融合图像

A.宫颈巨大肿块,累及宫腔,FDG摄取明显增高,SUV max =20.7(星号示);B、C.腹主动脉左旁、两侧髂血管旁多发肿大淋巴结,FDG代谢异常增高,SUV max =11.0(箭头示)。

图5-31 Ⅳ期宫颈鳞癌PET/CT融合图像

A.宫颈肿块,FDG摄取异常增高,SUV max =7.3(星号示);B.肝脏转移病灶,FDG代谢增高,SUV max =4.3(箭头示);C.T 4 胸椎溶骨性骨质破坏,FDG代谢明显增高,SUV max =8.6(箭头示)。

(二)FDG代谢的异质性

绝大多数宫颈癌表现为FDG代谢异常增高,但少部分肿瘤仍存在异质性,表现为FDG轻度摄取或不摄取。我们发现,在临床上,与鳞癌相比,腺癌FDG低代谢或不代谢的比率更高,比如微偏腺癌、胃肠型腺癌、部分内生浸润性生长的腺癌等。即使是同一病理类型,FDG代谢也存在异质性( 图5-32 图5-33 )。

图5-32 宫颈鳞癌PET/CT融合图像

A.宫颈肿块,FDG摄取异常增高,SUV max =11.5(箭头示);B.宫颈后唇局灶性FDG代谢轻度增高,SUV max =4.1(箭头示);C.宫颈未见FDG代谢增高灶。

图5-33 宫颈腺癌PET/CT融合图像

A.宫颈巨大肿块,FDG摄取异常增高,SUV max =13.6(箭头示);B.宫颈后唇局灶性FDG代谢轻度增高,SUV max =4.0(箭头示);C.宫颈未见FDG代谢增高灶。

(三)PET/CT假阳性

可表现为FDG代谢增高的假阳性的良性病例少之又少,如内膜异位、子宫非典型增生性腺肌瘤 [33] 图5-34 图5-35 )。

图5-34 宫颈子宫内膜异位PET/CT显像

A.PET图像;B.CT图像;C.PET/CT融合图像。

左侧宫颈明显增粗(细箭头示),边界不清,累及宫旁,致宫旁增厚(粗箭头示),FDG代谢轻度增高,SUV max =4.3。

图5-35 宫颈非典型增生性腺肌瘤PET/CT显像

A.CT图像;B.PET/CT融合图像。

左侧宫颈增粗,边界不清,FDG代谢明显增高,SUV max =8.1(箭头示)。

三、宫颈癌PET/CT的临床应用

受分辨率的限制,PET/CT在判断肿瘤间质浸润深度、宫旁侵犯等方面的价值不如MRI。因此不推荐使用PET/CT评价宫颈癌的局部浸润情况。根据2018年国家卫生健康委员会发布的《宫颈癌诊疗规范》,对于下列情况,推荐有条件者使用PET/CT:①FIGO分期为ⅠB1期及以上的初诊患者治疗前分期(包括ⅠB1期有保留生育功能需求的患者);②因其他原因行单纯子宫切除术意外发现宫颈癌,拟全身评估者;③拟行放射治疗需影像辅助勾画靶区;④FIGO分期为ⅠB2期及以上或其他存在高危因素的患者治疗结束3~6个月后随访监测;⑤随访过程中可疑出现复发转移的患者,包括出现临床症状或相关肿瘤标志物升高。

值得注意的是,宫颈FDG代谢情况受膀胱内尿液高放射性影响,必要时在排尿后或者反复饮水、排尿后,再次对盆腔进行延迟显像,可提高宫颈病灶及对邻近脏器侵犯情况评估的准确性 [34] 图5-36 )。

图5-36 宫颈鳞癌PET/CT融合图像

A.早期显像,宫颈局灶性FDG代谢增高,SUV max =6.7。B.排尿后延迟显像,宫颈病灶较早期显像增大,边界更清晰,有助于术前分期(十字线示)。

(一)PET/CT在宫颈癌保育术前评估中的应用

宫颈癌保育术前影像学评估的项目点包括肿瘤与宫颈内口距离测量、判断间质浸润深度、是否宫旁浸润、淋巴结转移与否,局部脏器侵犯及远处转移情况。如前所述,PET/CT对局部浸润情况诊断不佳。因此在保育术前评估中,PET/CT应用的重点是判断淋巴结转移与否、局部脏器侵犯及远处转移情况。

1.淋巴结转移

约15%~20%早期宫颈癌患者发生盆腔淋巴结转移 [35] ,临床上,腺癌多于鳞癌。CT、MRI和PET/CT均用于淋巴结转移的判断。PET/CT作为一种功能显像,在诊断淋巴结转移的方面比CT、MRI更具优势,其灵敏度、特异度分别为82%、98% [36-41] 图5-37 )。但对1cm以下的淋巴结,PET/CT诊断准确率明显下降。最新的PET/CT列线图研究发现,在早期宫颈鳞癌患者中,鳞状细胞抗原(SCCA)联合PET/CT可提高盆腔淋巴结转移的诊断准确率 [42] 。研究还发现,高达12.4%的患者发生病理性盆腔淋巴结转移,这一假阴性的表现限制了影像学的应用 [42-44] 。此外,淋巴结增生造成的FDG摄取假阳性表现是导致PET/CT误诊的另一因素( 图5-38 )。

图5-37 宫颈鳞癌PET/CT显像

A.CT图像;B.PET/CT融合图像。

右侧髂血管旁肿大淋巴结,直径约1.5cm,FDG代谢明显增高,SUV max =7.6(箭头示)。术后病理为淋巴结转移。

图5-38 宫颈鳞癌PET/CT显像

A.CT图像;图B.PET/CT融合图像。

右侧髂血管旁稍大淋巴结,直径约1.1cm,FDG代谢明显增高,SUV max =5.9(箭头示)。术后病理为右侧髂血管旁淋巴结反应性增生。

2.局部脏器侵犯及远处转移

局部脏器侵犯及远处转移的PET/CT表现同前。

(二)PET/CT在宫颈癌保育术后的应用

鉴于宫颈癌保育手术的患者的生育需求, 18 F-FDG注射及PET/CT机器扫描所产生的电离辐射,不推荐使用PET/CT进行术后随访。但临床症状出现或相关肿瘤标志物升高,高度怀疑复发转移时,可行PET/CT检查( 图5-39 )。

图5-39 宫颈鳞癌术后放化疗后PET/CT显像

A.CT图像;B.PET/CT融合图像。

宫颈鳞癌术后放化疗后10月余,复查发现SCCA明显升高,为12.7ng/ml。进一步PET/CT显像显示,阴道中下段肿块(星号示),右侧腹股沟肿大淋巴结(箭头示),FDG代谢均异常增高,SUV max =13.7。病理提示阴道复发伴右侧腹股沟淋巴结转移。

四、PET/MR在早期宫颈癌保育治疗中的应用前景

研究表明对于宫颈癌Ⅲ期及ⅣA期,PET/CT、PET/MR分期均可清晰显示盆壁及邻近器官受累情况 [31] 。因MRI具有软组织高分辨力、多参数多功能成像的特性,可清晰显示宫颈各层次解剖结构的完整性和信号特性,准确地判断病变是否突破宫颈结合带及宫颈间质环,病变是否侵犯宫旁及周围组织,对诊断宫颈癌ⅠB~ⅡB期起决定性作用 [45] 。这一优势弥补了平扫CT软组织分辨率欠佳的缺点。因此,对于早期宫颈癌,PET/MR的分期诊断准确率明显高于PET/CT [31] 。Wang等对79名宫颈癌患者的 18 F-FDG PET/MR图像进行体素分割法评价宫颈癌宫旁浸润的初步研究,结果显示PET/MR+灰度值对宫旁浸润诊断的准确度、灵敏度和假阳性率分别为87.3%、83.8%和86.4%,均明显高于MRI检查 [46]

淋巴结转移对早期宫颈癌的意义重大。常规MRI判定转移淋巴结多以淋巴结短径>10mm为阳性诊断标准,但临床短径≤10mm的淋巴结转移率约为54.5%。无论是PET/CT还是MRI,对10mm以下淋巴结的诊断准确率均明显下降。Kitajima等对比了MRI-DWI扫描及PET/CT在评估宫颈癌淋巴结转移的诊断价值,发现MRI-DWI对诊断淋巴结转移灵敏度高但特异度低,PET对诊断淋巴结转移灵敏度低但特异度高 [47] 。因此PET在一定程度上对MRI的高灵敏度有一定的矫正作用,PET/MR显像能提高宫颈癌患者转移淋巴结的阳性检出率和准确率 [45,47,48]

目前,PET/MR尚未系统用于早期宫颈癌保育治疗前评估及术后复查中。但随着保育MRI显像标准逐渐完善(标准见本章第二节磁共振成像),PET/MR作为PET及MRI的融合图像,结合了MRI的高软组织对比、高分辨率的形态学信息与PET的代谢数据,有望为早期宫颈癌保育治疗评估提供“一站式服务”。 enyppE5QCF5f2anGjtg8cJqXZHiiF1XiAxchXIOWFw48LR4vhIT1WvOn2wQ1fxxk

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