PET/CT密度比与摄取比判断肺癌纵隔淋巴结转移的研究

邵亭亭 于丽娟 李迎辞 陈暮楠

尽管诊断和治疗策略不断更新，肺癌仍然是全球癌症致死的首要原因，其中80%为非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）[1]。NSCLC纵隔淋巴结转移是非常重要的生存预后因素，准确的纵隔淋巴结分期能使患者最大程度地受益于手术，约21%-50%新增NSCLC病例存在淋巴结转移。目前，18氟-氟代脱氧葡萄糖正电子发射体层显像/计算机体层成像（18-fluoro-2-deoxy-glucose positron emission tomography/computed tomography,18F-FDG PET/CT）已经广泛应用于肺癌的诊断、分期、预后及治疗效果评估[2,3]，虽然文献[4-6]报道PET/CT诊断纵隔淋巴结转移的敏感性为69%-80%，特异性为82%-94%，但是如何可以进一步地提高PET/CT肺癌纵隔淋巴结转移诊断的准确性，成为国内外学者研究的重点。本研究回顾性分析我院术前行PET/CT检查并经手术病理证实72例NSCLC患者的资料，探讨PET/CT诊断NSCLC患者纵隔淋巴结转移的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集自2011年2月-2013年10月期间在我院术前接受18F-FDG PET/CT检查的NSCLC患者72例，所有患者均在行PET/CT检查后两周时间内行肺癌根治手术及系统纵隔淋巴结清扫，且PET/CT检查前所有患者均未行任何放疗或化疗等干预性治疗。72例患者中，男性44例，女性28例。年龄39岁-78岁，平均（61±8.01）岁。肺癌病理类型：腺癌52例，鳞癌15例，腺鳞癌4例，肉瘤样癌1例。

1.2 PET/CT扫描 采用美国通用电器医疗仪器公司生产的PET/CT显像仪（discovery elite, GE）。显像剂18F-FDG由回旋加速器和化学合成系统自动合成，放化纯度＞95%。所有患者检查前均需空腹6 h以上，测量身高及体重，检查前将空腹血糖浓度控制在7 mmol/L以内。经肘静脉注射18F-FDG，按5.55 MBq/kg-7.40 MBq/kg，注射显像剂后嘱患者安静休息60 min后进行扫描。患者先行64排全身螺旋CT扫描（从颅顶到双侧股骨），管电压140 KV，管电流150 mA，层厚3.75 mm，矩阵512×512，球管单圈旋转时间0.8 s。随后行PET扫描，每个床位采集2.5 min-3 min，一般采集6个-7个床位。图像重建采用有序子集最大期望值法（ordered subsets expectation maximization,OSEM），利用CT投射扫描数据对PET图像进行衰减校正。图像融合通过工作站的软件进行，同时获得横断面、矢状面和冠状面的PET、CT及两者融合图像。

1.3 图像分析 72例患者均于PET/CT检查后的两周内行肺癌根治性手术及系统纵隔淋巴结清扫，参照美国胸科学会（American Thoracic Society, ATS）制订的纵隔淋巴结分区标准[7]，手术医师将所切除的各组淋巴结编号、记录后送病理检查，然后由两位有5年以上影像诊断经验的PET/CT医师在不知道病理结果的情况下，分别对PET/CT图像进行分析，有分歧时共同商讨得出一致意见。同样按照ATS纵隔淋巴结分区标准记录每一个淋巴结位置，分别测量各淋巴结的SUVmax、淋巴结短径、CT值以及肺癌原发灶的SUVmax。应用视觉分析法比较每个淋巴结与纵隔血池CT纵隔窗上的密度差异，同样比较每个淋巴结与纵隔血池PET图像上浓聚程度的差异。然后再测量纵隔血池CT密度与PET浓聚程度，测量方法为：在纵隔血池（即主动脉弓层面）上画一个感兴趣区（region of interest, ROI）[8]，测量此区域的CT值、平均标准化摄取值（mean standardized uptake value, SUVmean）并记录。常规PET/CT对纵隔内淋巴结的诊断标准为：CT图像上淋巴结短径≥1 cm，且PET图像上淋巴结SUVmax≥2.5者为阳性。将常规PET/CT与视觉分析综合在一起（即PET/CT综合分析法）对纵隔内淋巴结的诊断标准为：淋巴结短径≥1 cm、淋巴结SUVmax≥2.5、视觉分析淋巴结密度等于或低于纵隔血池密度、视觉分析淋巴结放射性浓聚程度高于纵隔血池者为阳性[9]。

1.4 统计学方法 使用SPSS 19.0统计软件进行数据分析，计数资料组间比较使用χ2检验，计量资料采用独立样本t检验，ROC曲线用来评估变量的敏感性和特异性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 全部淋巴结检查结果 72例NSCLC患者经系统纵隔淋巴结清扫术，共清扫出413枚淋巴结，淋巴结分布无明显规律，54.7%（226/413）分布在4组和7组，其中7组129枚，4组97枚。每枚淋巴结均经病理检查，可见癌细胞者为转移性淋巴结，否则为非转移性淋巴结，413枚淋巴结中转移性淋巴结为45枚（4组13枚，7组13枚，2组9枚，10组7组，5组2枚，3组1枚），非转移性淋巴结368枚（表1）。

应用独立样本t检验对转移性与非转移性淋巴结短径、SUVmax以及淋巴结所对应的原发灶的SUVmax进行统计学分析，统计学结果显示淋巴结转移组和非转移组，两组淋巴结平均短径、平均SUVmax间具有统计学差异（t=-7.49,P＜0.001;t=-5.59,P＜0.001）；转移与非转移组淋巴结所对应的肺原发灶的平均SUVmax之间不存在统计学差异（t=-0.461,P=0.65）。

2.2 淋巴结与纵隔血池的密度比和摄取比 计算淋巴结与纵隔血池密度比值以及淋巴结与纵隔血池SUV摄取比值，应用ROC曲线计算截断点。密度比对淋巴结诊断的截断点为0.9，曲线下面积为0.755（图1），以0.9为诊断淋巴结良恶性的截断点，密度比≤0.9记为转移性淋巴结，计算得出以0.9作为截断点对淋巴结良恶性诊断的敏感性为68.9%，特异性为79.9%；摄取比的截断点为1.2，曲线下面积为0.780（图2），以1.2为诊断淋巴结良恶性的截断点，摄取比≥1.2记为转移性淋巴结，计算得出以1.2作为截断点对淋巴结良恶性诊断的敏感性为86.7%，特异性为60.6%。我们将密度比与摄取比相互结合，当密度比≤0.9、摄取比≥1.2时诊断为恶性淋巴结，将两者结合起来对纵隔淋巴结良恶性的诊断明显高于单独诊断，敏感性为82.2%，特异性为83.2%（表2）。

2.3 淋巴结各种PET/CT诊断方法的比较 将413枚淋巴结PET/CT诊断结果与病理结果进行对照，分别计算常规PET/CT法、PET/CT综合分析法、PET/CT综合分析法结合两个比值（即同时满足淋巴结短径≥1 cm、淋巴结SUVmax≥2.5、视觉分析淋巴结密度等于或低于纵隔血池密度且测量密度比≤0.9、视觉分析淋巴结放射性浓聚程度高于纵隔血池且测量摄取比≥1.2者为阳性）对纵隔淋巴结诊断的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及诊断准确率（表3）。PET/CT综合分析法结合两个比值对纵隔淋巴结诊断的准确率较高，优于常规PET/CT法及PET/CT综合分析法，差异有统计学意义（χ2=5.4,P＜0.05）。

2.4 误诊淋巴结检查结果 将两个比值与PET/CT综合分析法结合对纵隔淋巴结进行分析发现本研究413枚淋巴结中仅有6枚淋巴结（假阳性）被误诊为恶性淋巴结（图3），这6枚假阳性淋巴结来源于4例肺癌患者，均合并肺炎、肺气肿等肺部良性疾病，但无结核感染史。9例肺癌患者的14枚转移淋巴结被误诊为良性，这14枚假阴性淋巴结的体积均较小（0.63±0.14）cm，明显低于本研究全部恶性淋巴结体积的平均水平（1.0±0.30）cm。

3 讨论

据世界卫生组织统计，肺癌已经成为全球第一癌症杀手，目前临床对肺癌的治疗手段仍以手术为主，由于肺癌较容易发生淋巴结转移，因此准确的纵隔分期可以使患者避免不必要的开胸手术，减少手术造成的损伤，同时防止患者错失有效手术机会[9]。因为存在较高特异性和阴性预测值，PET/CT已成为NSCLC患者分期的常规手段。

表1 转移性与非转移性淋巴结各参数列表Tab 1 Comparison of different parameters of metastatic and non-metastatic lymph nodes

表2 不同比值的诊断效能Tab 2 The diagnostic efficacy of different ratios

图1 淋巴结与纵隔血池密度比的ROC曲线Fig 1 ROC curve for node/aorta density ratio, with AUC of 0.755.AUC:area under the cure; ROC: receiver operating characteristic curve.

图2 淋巴结与纵隔血池摄取比的ROC曲线Fig 2 ROC curve for node/aorta SUV ratio, with AUC of 0.780

图3 男性患者，60岁，右肺上叶鳞癌。PET示纵隔内异常高代谢灶（A），CT示纵隔内（4组）淋巴结短径为1.1 cm（B），PET/CT示纵隔内淋巴结SUVmax为4.7，原发灶SUVmax为9.2（C）。手术病理证实此枚淋巴结为良性淋巴结。Fig 3 A 60-year-old man with squamous cell carcinoma in right upper lobe.The PET (A) image showed the abnormal uptake in the mediastinum (arrow).Mediastinal-window view of transverse CT(B) scan showed lymph node with short axis of 1.1 cm in 4R group(arrow).PET/CT (C) showed increased 18F-FDG uptake of mediastinal lymph node (arrow) and primary tumor (arrowhead) (SUVmax=4.7 and 9.2, respectively).This lymph node was negative for metastasis on the pathological examination.PET-CT: positron emission tomography/computed tomography.

表3 不同PET/CT诊断方法的效能比较Tab 3 The diagnostic efficacy of different PET/CT diagnostic methods.

研究表明，18F-FDG PET/CT在检测NSCLC患者纵隔分期和远处转移方面优于其他成像方式，然而仅凭借传统视觉分析PET/CT不足以完全排除假阴性结果，并且由于炎症等良性病变存在可以引起淋巴结FDG聚集而呈假阳性表现，常规PET/CT法可能会高估或者低估NSCLC患者的纵隔分期。我们研究发现将PET/CT测量法以及视觉分析法相互结合的PET/CT综合分析法可明显提高PET/CT对纵隔淋巴结诊断的准确率，国内外有研究[8,10]提出淋巴结密度比与摄取比对淋巴结良恶性诊断有意义。因此本研究同时引入这两个新的参数，即淋巴结与纵隔血池密度比以及摄取比，应用ROC曲线分析得出，当密度比≤0.9、摄取比≥1.2时，PET/CT对纵隔淋巴结诊断的准确率较高，将两个比值与PET/CT综合分析法结合计算PET/CT对纵隔淋巴结诊断的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及准确率分别为68.9%、98.4%、83.4%、96.2%、95.2%，其诊断准确率明显高于常规PET/CT法及PET/CT综合分析法，差异有统计学意义（P＜0.05）。

本研究共分析了413枚淋巴结，其中恶性淋巴结45枚，良性淋巴结368枚。将两个比值与常规PET/CT法结合对纵隔淋巴结进行分析，仅有6枚良性淋巴结被误诊为恶性（来源于4例肺癌患者），14枚恶性淋巴结被误诊为良性（来源于9例肺癌患者）。相关文献[11-13]报道，假阳性病例主要因为炎症和肉芽肿性病变。本研究中4例假阳性病例皆合并肺炎、肺气肿等肺部良性疾病，不存在结核感染史，分析6枚假阳性淋巴结可能与炎症有关。奥斯等认为假阴性结果在原发灶SUVmax更低和淋巴结更小的病例中比较常见[14]，而本研究中良恶性两组淋巴结原发灶SUVmax分别为（10.8±5.45）及（11.2±4.93），差异无统计学意义（P＞0.05），两组淋巴结短径分别为（0.6±0.23）cm及（1.0±0.30）cm，差异有统计学意义（P＜0.05），分析假阴性结果主要原因可能在于淋巴结短径较小，假阴性淋巴结短径均小于1.0 cm，最小者仅为0.4 cm。此外，部分容积效应也会影响小淋巴结的放射性摄取[11]。

本研究的局限性在于72例患者的413枚淋巴结，仅有45枚转移淋巴结，结果可能存在一定偏移。此外，未知的患者因素也可能影响结果，今后需依据较大的样本量以方便进一步研究。

综上所述，将淋巴结与纵隔血池的密度比及摄取比与PET/CT综合分析法相互结合可以提高PET/CT对NSCLC患者纵隔分期的准确率，优于常规PET/CT法及PET/CT综合分析法。