对比分析头颈部鳞状细胞癌PET/CT与PET/MR特征

白 乐，程 勇，唐勇进，凌雪英

(暨南大学附属第一医院医学影像中心，广东 广州 510630)

对比分析头颈部鳞状细胞癌PET/CT与PET/MR特征

白 乐，程 勇，唐勇进，凌雪英*

(暨南大学附属第一医院医学影像中心，广东 广州 510630)

目的探讨头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的PET/CT及PET/MR特征。方法纳入未经抗肿瘤治疗的头颈部鳞状细胞癌患者40例，所有患者均接受PET/CT及头颈部MR检查。由2名观察者独立观察PET阳性病灶，包括阳性原发灶及阳性淋巴结；并对PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI的图像质量、融合准确度、病灶清晰度、病灶特征等进行评分。分析2名观察者间的一致性。结果40例患者共90个PET阳性病灶，包括阳性原发灶40个、阳性淋巴结50个。PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI在图像质量及融合准确度方面差异均无统计学意义(P均>0.05)；在显示阳性原发灶及阳性淋巴结的清晰度方面，PET/MR T1WI及PET/MR T2WI均优于PET/CT(P均<0.05)。40个阳性原发灶中，PET/MR T2WI对29个原发灶的特征显示多于PET/CT，4个原发灶与PET/CT相仿，7个原发灶较PET/CT少。结论PET/MR在HNSCC诊断中的应用是可行的，在显示头颈部局部病灶时较PET/CT更具优势。

正电子发射型体层摄影术；磁共振成像；癌，鳞状细胞;头颈部肿瘤

头颈部恶性肿瘤的发病率居全身恶性肿瘤的前10位[1]，其中多数为起源于黏膜上皮的鳞状细胞癌[2]。由于头颈部解剖结构复杂，因此早期诊断头颈部肿瘤较困难。PET/MR作为先进的影像学设备，其结合了PET独特的代谢功能信息和MR高软组织分辨率的解剖信息，在临床应用中具有极大的潜力[3]。目前PET/MR在临床中的应用尚处于初步探索阶段，国内对头颈部恶性肿瘤的PET/MR研究报道较少。本研究采用PET/CT、PET/MR多模式显像系统对头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC)的表现进行分析，旨在为PET/MR应用于头颈部疾病的诊断积累经验。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年10月—2016年3月于我院未经抗肿瘤治疗并接受全身18F-FDG PET/CT及头颈部MR扫描的患者40例，其中男30例，女10例，年龄24～73岁，中位年龄51.5岁。所有患者均经病理确诊，其中鼻咽癌30例、颊癌2例、舌癌2例、下咽癌2例、牙龈癌2例、上颌窦癌1例、扁桃体癌1例。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery 750 3.0T MR扫描仪，8通道头颈联合线圈，行头颈部MR扫描，扫描序列包括轴位及矢状位FSE T1WI、轴位及冠状位FRFSE T2WI、轴位SS-EPI DWI，其中轴位各序列扫描参数：FSE T1WI，TR 466 ms，TE 14.1 ms，FOV 20 cm，矩阵 288×224；FRFSE T2WI，TR 3 877 ms，TE 81.3 ms，FOV 20 cm，矩阵 288×256；SS-EPI DWI，TR 3 000 ms，TE 80 ms，FOV 24 cm，矩阵128×128，b值分别为0、800 s/mm2；各序列轴位扫描层厚均为3.5 mm,层间隔均为0.5 mm。矢状位FSE T1WI扫描参数：TR 350 ms，TE 13.8 ms，FOV 26 cm，矩阵320×256，层厚4.0 mm，层间隔0.5 mm。冠状位FRFSE T2WI扫描参数：TR 3 023 ms，TE 108.2 ms，FOV 26 cm，矩阵 288×256，层厚4.0 mm，层间隔0.5 mm。头颈部MR扫描时长约15 min。

头颈部MR扫描完成后，采用GE Discovery Elite 690全身PET/CT机行全身PET/CT检查，扫描范围自颅顶至股骨上段。PET显像剂为18F-FDG(广州原子高科同位素医药有限公司)，放化纯度>95%。所有患者检查前禁食4～6 h，血糖控制在4.0～11.1 mmol/L。18F-FDG注射剂量为3.70～5.55 MBq/kg体质量，注射后45～90 min进行扫描，平均扫描7个床位，110秒/床位。CT采集条件：管电压140 kV，电流115～180 mA，扫描层厚3.75 mm。经衰减校正后，采用自适应统计迭代重建算法得到PET图像。

1.3 图像分析 通过GE AW 4.6后处理工作站对PET、CT、MR图像进行融合。首先由2名观察者基于PET/CT及PET/MR观察18F-FDG PET阳性病灶的个数及位置，有分歧时经协商达成一致意见。PET阳性病灶包括阳性原发灶及阳性淋巴结。阳性原发灶定义为病灶18F-FDG浓聚区的最大标准摄取值(maximum standardized uptake value， SUVmax)高于周围本底组织[4]，生理性摄取不计入内。阳性淋巴结为可疑转移性淋巴结，并满足以下参考标准：①PET SUVmax>2.5[5]；②CT或MR上短径大于1.0 cm，或形态为圆形、不规则形，或淋巴结内有囊变坏死[6]。

而后2名医师分别对PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的图像质量、融合准确度、病灶清晰度进行记录并评分。根据图像有无伪影及伪影是否影响病灶观察，对图像质量进行评分：2分，无图像伪影；1分，轻度图像伪影但对病灶观察并无影响；0分，图像伪影严重且影响病灶的观察[7]。根据PET图像与CT图像或MR图像中病灶及解剖结构是否匹配，对融合准确度进行评分：2分，图像匹配程度高；1分，图像匹配程度一般；0分，图像匹配差[8]。根据CT或MR轴位图像中病灶边界勾画程度，对病灶清晰度进行评分：3分，>75%的病灶边界可以勾画；2分，50%～75%的病灶边界可以勾画；1分，25%～49%的病灶边界可以勾画；0分，<25%的病灶边界可以勾画[9]。根据PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI能否对阳性病灶提供更多的诊断信息，包括解剖定位、边界显示、骨质破坏范围、病灶相邻组织浸润情况及淋巴结是否伴有坏死等，对病灶特征进行观察并记录[10]。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件，以Kappa一致性分析评价2名观察者的一致性，Kappa值<0.40表示一致性差，0.40～0.75表示一致性较好，>0.75表示一致性好。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI图像质量、融合准确度及病灶清晰度评分的比较采用多个样本比较的FriedmanM检验，进一步两两比较采用q检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

通过PET/CT及PET/MR共同评价18F-FDG PET阳性病灶90个，其中原发灶40个、淋巴结50个。HNSCC原发灶SUVmax为4.79～25.87，平均 (12.74±5.33)，最大长径1.61～6.23 cm，平均(2.90±1.05)cm。阳性淋巴结SUVmax为3.61～20.54，平均(8.20±4.03)，短径1.01～4.97 cm，平均(1.55±0.65)cm。50个阳性淋巴结中，14个位于咽后间隙(14/50，28.00%)、36个位于颈部其他部位(36/50，72.00%)。

2.1 一致性分析 2名观察者评估PET/CT、PET/MR T1WI和PET/MR T2WI图像质量、融合准确度、病灶清晰度的一致性见表1。

表1 2名观察者评估3种成像模式图像质量、融合准确度、病灶清晰度的一致性(Kappa值)

2.2 图像质量 3种成像模式的图像质量情况见表2。PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI图像质量为0分者，主要是口腔金属植入物产生伪影而影响病灶观察。3种成像模式间图像质量评分差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

2.3 融合准确度 3种成像模式的融合准确度情况见表2。2名观察者对PET/CT及PET/MR T2WI的融合准确度均无评为0分者，即无融合较差的病例。3种成像模式间融合准确度差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

2.4 病灶清晰度 3种成像模式的病灶清晰度情况见表2。PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI对阳性原发灶及阳性淋巴结的评分差异均有统计学意义(P均<0.01)，见表3。两两比较显示，PET/MR T1WI、PET/MR T2WI对阳性原发灶清晰度的显示优于PET/CT(P均<0.01)，见图1、2；PET/MR T1WI、PET/MR T2WI对阳性淋巴结清晰度的显示优于PET/CT(P均<0.05)，见图1。

2.5 病灶特征 共40个阳性原发灶中，PET/MR T1WI对7个原发灶的特征显示多于PET/CT，26个原发灶与PET/CT相仿，7个原发灶较PET/CT少；PET/MR T2WI对29个原发灶的特征显示多于PET/CT(图2)，4个原发灶与PET/CT相仿，7个原发灶较PET/CT少。50个阳性淋巴结中，PET/MR T1WI对12个淋巴结的特征显示多于PET/CT，37个淋巴结与PET/CT相仿，1个淋巴结较PET/CT少；PET/MR T2WI对17个淋巴结的特征显示多于PET/CT(图1)，32个淋巴结与PET/CT相仿，1个淋巴结较PET/CT少。

表2 3种成像模式的图像质量、融合准确度、病灶清晰度情况

表3 3种成像模式间图像质量、融合准确度、病灶清晰度评分比较[分，中位数(上、下四分位数)]

图1 患者男，60岁，舌癌 A.PET/CT示原发灶位于舌右侧并见右侧颈部转移性淋巴结(箭)； B.PET示原发灶(SUVmax=14.53，箭)及右侧颈部转移性淋巴结(SUVmax=10.16，箭头)代谢增高； C.MR T1WI显示原发灶小部分病灶边界； D.PET/MR示原发灶位于舌右侧并见右侧颈部转移性淋巴结(箭)； E.CT无法显示原发灶边界； F.MR T2WI可清晰显示原发灶(箭)及右侧颈部转移性淋巴结(箭头)的边界，且可见淋巴结内坏死

3 讨论

PET根据示踪剂来反映组织的代谢信息，对病灶的解剖结构显示不清；而CT在病灶的定位、大小、边界及病灶与周围组织关系的显示方面更具优势。PET/CT则将PET的功能代谢信息与CT的解剖结构信息相结合，有利于病灶的准确诊断[11]。研究[12-13]表明，相对于单纯PET或CT，PET/CT对多种肿瘤的分期更加准确。随着PET/CT在临床的应用，其也逐渐暴露出辐射剂量大、软组织分辨率差等局限性。与CT相比，MR具有更高的软组织对比度，能多序列及功能成像且无电离辐射[14-15]。因此，在解剖结构复杂的头颈部的应用中，PET/MR具有极大潜力。

本研究结果表明，PET/CT、PET/MR T1WI、PET/MR T2WI的图像质量相似，这与国外研究报道基本一致[8, 16-17]，但不同研究显示引起PET/CT与PET/MR图像伪影的原因不同。Varoquaux等[16]研究发现PET/CT及PET/MR的图像伪影均主要由口腔内的金属植入物引起，本研究与之相符；Kuhn等[17]及Queiroaz等[8]研究认为PET/CT的图像伪影主要在舌骨上区域，由口腔的金属植入物引起，而PET/MR的图像伪影主要由患者的自主运动、呼吸及吞咽活动引起。这种差异的原因可能是Kuhn等[17]及Queiroaz等[8]采用增强PET/CT与增强PET/MR，整个扫描时间相对较长，在扫描过程中患者更易产生自主或不自主运动。此外，本研究纳入的病例中75.00%(30/40)为鼻咽癌，鼻咽部位置较深且固定，而Queiroaz等[8，17]的研究以口咽癌、下咽癌及喉癌为主，位置相对较低且易受呼吸、吞咽运动的影响，这也可能是观察到的图像伪影不同的原因之一。

图2 患者男，39岁，鼻咽癌 A.PET/CT示原发灶位于鼻咽右侧(箭)； B.MR T1WI可清晰显示原发灶边界(箭)并可见病灶包绕颈内血管； C.CT无法明确原发灶边界； D.PET/MR示原发灶位于鼻咽右侧(箭)； E.PET示原发灶(SUVmax=25.87)代谢增高(箭)； F.MR T2WI可清晰显示原发灶边界(箭)并可见病灶包绕颈内血管

PET与MR能准确融合也是PET/MR在头颈部恶性肿瘤中应用的前提。本研究对多模式成像所获得的融合图像进行分析，结果表明PET/CT及PET/MR的图像融合准确度均较高，与国外的研究结果一致[8]。在病灶清晰度方面，本研究结果表明无论是阳性原发灶还是阳性淋巴结，PET/MR T1WI及PET/MR T2WI均优于PET/CT。Huang等[18]对口腔颊面部鳞状细胞癌的图像特征进行观察，结果同样表明PET/MR较PET/CT对原发灶显示更清晰。Kuhn等[17]对比分析增强PET/MR及增强PET/CT对头颈部恶性肿瘤及淋巴结的清晰度，结果表明增强PET/MR T1WI在头颈部恶性肿瘤的清晰度优于PET/MR T2WI，二者均优于增强PET/CT；增强PET/CT、增强PET/MR T1WI、PET/MR T2WI对头颈部淋巴结的清晰度相似。对于淋巴结，本研究结果与其他研究不同的原因可能是本研究中28.00%(14/50)的淋巴结为咽后淋巴结，咽后间隙解剖位置较深，除了脂肪组织，还有颈内动、静脉经过，CT平扫难以区分淋巴结与周围组织，MRI具有较高的软组织分辨率，且有血管流空效应，对咽后淋巴结的显示要优于CT[19]。此外，本研究未行增强扫描，这也可能是与其他研究结果有所不同的原因。

对于HNSCC原发灶的病灶特征，本研究发现在40个阳性原发灶中，PET/MR T2WI对29个原发灶的特征显示多于PET/CT，主要是由于MR具有较高的软组织分别率，对病灶邻近组织器官的受累及范围及病灶内部特征能较CT提供更多的信息，而这对于头颈部的肿瘤的诊断及分期非常重要。对于淋巴结的病灶特征，本研究中PET/MR T2WI对32个淋巴结的特征显示与PET/CT相仿。另有研究[17]表明，增强PET/MR T1WI、PET/MR T2WI及增强PET/CT在转移性淋巴结病灶特征的显示方面并无差异。

综上所述，本研究通过多模式成像比较PET/CT、PET/MR T1WI及PET/MR T2WI的图像质量、融合准确度、病灶清晰度、病灶特征等，结果表明PET/MR在HNSCC诊断中的应用是可行的，且较PET/CT更具优势。

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ComparativeanalysisofPET/CTandPET/MRimagecharacteristicsofheadandnecksquamouscellcarcinoma

BAILe,CHENGYong,TANGYongjin,LINGXueying*

(MedicalImagingCenter，theFirstAffiliatedHospitalofJinanUniversity，Guangzhou510630，China)

ObjectiveTo investigate PET/CT and PET/MR characteristics of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC).MethodsTotally 40 patients with HNSCC underwent whole body18F-FDG PET/CT and MR scans of head and neck before anti-tumor treatment. PET positive lesions of HNSCC, including primary lesions and lymph nodes were evaluated by 2 radiologists independently. Then the imaging quality, fusion quality, lesion conspicuity and lesion characteristics were assessed based on PET/CT, PET/MR T1WI and PET/MR T2WI.ResultsNinety PET positive lesions in all 40 patients were evaluated，including 40 primary lesions and 50 lymph nodes. Similar imaging quality and fusion quality of PET/CT, PET/MR T1WI and PET/MR T2WI were obtained without statistical difference (bothP>0.05). For the lesion conspicuity, PET/MR T1WI and PET/MR T2WI demonstrated significantly better than PET/CT in positive primary lesions and lymph nodes (allP<0.05). For the characteristics of positive primary lesions, PET/MR T2WI provided more information than PET/CT in 29 lesions, equal to PET/CT in 4 lesions, and less than PET/CT in 7 lesions.ConclusionThe application of PET/MR in HNSCC is feasible, being superior to PET/CT in indication of lesions in head and neck area.

Positron emission tomography; Magnetic resonance imaging; Carcinoma, squamous cell; Head and neck neoplasms

白乐(1990—)，女，湖北黄冈人，硕士，医师。研究方向：医学影像诊断。E-mail: 1071046798@qq.com

凌雪英，暨南大学附属第一医院医学影像中心，510630。E-mail: lingxuey@163.com

2017-02-10

2017-09-21

R739.6; R817.4

A

1003-3289(2017)11-1641-06

10.13929/j.1003-3289.201702038