非小细胞肺癌淋巴结转移与肿瘤原发灶最大径及18F-FDG PET/CT代谢参数的相关性

周锦，汤泊，张银，徐阳，胡春峰

1.徐州医科大学医学影像学院，江苏徐州 221004；2.南京中医药大学沭阳附属医院影像科，江苏宿迁 223600；3.徐州医科大学附属医院影像科，江苏徐州 221006； *通讯作者 胡春峰 hcfxz@163.com

肺癌在恶性肿瘤中的发病率较高，是最常见的恶性肿瘤之一，其中非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）约占肺癌的 80%～85%[1-2]，是否发生淋巴结转移对患者的预后有重要影响。近年来，关于肺癌18F-脱氧葡萄糖（18F-FDG）PET/CT代谢参数和淋巴结转移相关性的研究逐渐增多[3-4]，但受手术条件的限制，对肺癌 N3分期的研究相对较少。本研究回顾性分析 87例经手术病理证实为NSCLC的患者或部分行PET/CT显像提示肺占位伴淋巴结FDG代谢异常增高，后经皮肺穿刺证实肺占位为 NSCLC并经皮淋巴结活检证实淋巴结为NSCLC转移所致患者的18F-FDG PET/CT资料，以期寻找肺癌原发灶的最大标准化摄取值（maximum standardized uptake value，SUVmax）、平均标准化摄取值（mean standardized uptake value，SUVmean）、代谢体积（metabolic tumor volume，MTV）、病灶糖酵解总量（total lesion glycolysis，TLG）以及肿瘤原发灶的最大径与区域淋巴结转移及N分期的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2015年12月－2018年1月于我院行18F-FDG PET/CT检查且初诊为NSCLC的87例患者，纳入标准：①经手术证实为NSCLC伴或不伴区域淋巴结转移（N0～N2）；经皮淋巴结活检证实为 NSCLC伴区域淋巴结转移（N3）；②患者行PET/CT检查前未行放化疗及其他相关治疗；③患者行PET/CT检查和手术或经皮淋巴结活检时间间隔不超过2周；④NSCLC为首发肿瘤，伴或不伴有形态学上的肿大淋巴结。其中59例为腺癌，26例为鳞癌，2例为大细胞癌。其中经手术证实59例，经皮淋巴结活检证实28例；男52例，女35例；年龄28～83岁，平均（63.9±9.5）岁。患者的N分期参照国际肺癌研究联合会第8版分期标准[5]。本研究获得我院伦理委员会审核批准[审批号：（2018）医学论文伦理审查第（016）号]。

1.2 仪器与方法 患者禁食 6 h以上，控制血糖<11.1 mmol/L，静脉注射18F-FDG 3.70～5.55 MBq/kg。显像剂由南京安迪科公司提供，放化纯度>95%。安静休息 60 min后行 PET/CT显像。采用 GE公司DiscoveryTMPET/CT 610扫描仪。先行CT扫描，管电压120 kV，管电流120～140 mA，层厚5.0 mm；后行PET扫描，3D模式，2 min/床位，7～8个床位。应用CT数据进行衰减校正，迭代法重建，最终获得CT、PET及PET/CT融合图像。

1.3 图像分析 由PET/CT中心2名医师独立分析并达成一致意见。从CT重建图像上选取较大层面测量出原发灶最大径，根据肿瘤原发灶的最大径，分为结节组（≤3.0 cm）、肿块组（>3.0 cm），其中结节组28例，肿块组59例。根据CT所示沿病变边缘勾画感兴趣区（ROI），由计算机自动得出病变的SUVmax；采用相对阈值法，以 SUVmax的 40%作为阈值，由软件自动在横断位、矢状位及冠状位上对病灶进行容积分割，得出原发灶的SUVmean、MTV，并根据公式（1）计算TLG。

1.4 统计学方法 应用SPSS 19.0软件，呈正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用成组资料t检验，采用Pearson相关分析观察SUVmax、SUVmean与原发灶长径、TNM 分期、临床分期及分化程度的相关性；非正态分布的数据以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验，采用Spearman相关性分析观察 MTV、TLG与上述临床病理特征的相关性。通过受试者工作特性（ROC）曲线分析NSCLC的最大径、代谢参数与淋巴结转移的相关性，以约登指数最大法寻找最佳诊断界值。根据原发灶最大径和SUVmax的界值进行分组，将病例分为低危组（21例）、中危组（33例）和高危组（33例）。率的比较采用χ2检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 NSCLC原发灶最大径 87例NSCLC患者中，结节组肿瘤原发灶最大直径为 1.0～3.0 cm，平均（2.21±0.54）cm；肿块组肿瘤原发灶最大直径为3.1～15.2 cm，平均（5.85±2.44）cm。

2.2 NSCLC原发灶的代谢参数 87例NSCLC患者原发灶的 SUVmax、SUVmean、MTV、TLG 分别为9.13±5.12、5.26±2.88、12.56（4.98，29.41）cm3、76.53（16.20，211.20）g。

2.3 NSCLC原发灶代谢参数与最大径的关系 结节组与肿块组各代谢参数间差异均有统计学意义（P<0.05）。SUVmax、SUVmean、MTV、TLG与肿瘤原发灶最大径均呈正相关（r=0.640、0.636、0.749、0.789，P均<0.001）。见表1。

表1 87例NSCLC原发灶最大径与代谢参数的关系

2.4 NSCLC原发灶的最大径、代谢参数与 N分期的相关性 原发灶的最大径与患者的N分期呈中等正相关（r=0.368，P<0.05）；SUVmax、SUVmean与肿瘤原发灶的 N分期呈中等正相关（r=0.335、0.331，P均<0.05）；MTV、TLG与肿瘤原发灶的N分期均无相关性（r=0.167、0.198，P均>0.05）。

2.5 ROC曲线分析 肿瘤原发灶最大径的 ROC曲线下面积（AUC）为0.681（P<0.05），当原发灶最大径为4.95 cm时，AUC最大，为预测淋巴结转移的界值，约登指数最大为 0.369，此时敏感度为 53.3%（32/60），特异度为85.2%（23/27），阳性预测值为91.4%（32/35），阴性预测值为44.2%（23/52），诊断准确率为63.2%（55/87）。见图1。

图1 原发灶最大径（A）、SUVmax（B）与淋巴结转移的ROC曲线

SUVmax、SUVmean的AUC分别为0.684、0.681（P均<0.05），其中SUVmax的AUC最大，具有较高的诊断效能。SUVmax=5.75为诊断NSCLC有无淋巴结转移的界值，此时的约登指数最大（0.348），敏感度为86.7%（52/60），特异度为51.6%（14/27），阳性预测值为78.8%（52/66），阴性预测值为66.7%（14/21），诊断准确率为75.9%（66/87）。

低危组原发灶最大径≤4.95 cm且SUVmax≤5.75，典型病例见图2A～D；中危组原发灶最大径≤4.95 cm且 SUVmax>5.75，或原发灶最大径>4.95 cm且SUVmax≤5.75；高危组：原发灶最大径>4.95 cm 且SUVmax>5.75，典型病例见图2E～H。低危组、中危组和高危组的淋巴结转移发生率分别为 33.3%（7/21）、72.7%（24/33）、87.9%（29/33），差异均有统计学意义（χ2=18.19，P<0.05）。

3 讨论

N分期对于NSCLC治疗方案的选择具有重要意义[6]。胸部CT是目前术前预测NSCLC淋巴结转移最常用的无创方法，主要是通过观察淋巴结的大小和形态判断，有一定的局限性，其判断NSCLC淋巴结转移的敏感度较低[7-8]，而支气管镜、纵隔镜及经支气管穿刺等方法也有其局限性，会给患者带来一定的创伤，并存在操作风险。因此，寻找一种简单有效的方法判断淋巴结转移是临床亟待解决的问题，也是目前研究的热点。18F-FDG PET/CT集解剖形态成像与功能代谢成像于一身，在恶性肿瘤尤其是肺癌的诊断、分期、疗效评价等方面发挥重要作用[9-10]。SUVmax是病灶葡萄糖代谢的最高值，SUVmean是病灶葡萄糖代谢的平均值。MTV和TLG是PET/CT的体积参数。MTV是图像上 SUV处于一定阈值内所有病灶的体积，TLG是SUVmean和MTV的乘积，既能够反映病灶的代谢水平，也能反映病灶的代谢体积大小。本研究结果表明，肿瘤原发灶体积参数MTV、TLG与淋巴结转移无相关性；任胜男等[11]对93例N1～N2期NSCLC病例研究表明，SUVmax、SUVmean、MTV和TLG均与NSCLC的淋巴结转移有相关性，并且TLG对于预测淋巴结转移有较高的效能。本研究不完全相符，可能是因为此前研究采集的样本中仅包含N1～2分期，本研究的样本中包含了 N3分期，样本选择的改变可能是造成研究结果不一致的原因；也可能因为部分肿瘤原发灶周围合并炎症、与邻近转移的淋巴结融合，导致测量MTV时部分测量数据偏高，可能对统计结果产生一定的影响。通过ROC曲线分析，PET/CT代谢参数SUVmax对淋巴结转移有更好的预测效能（AUC=0.684，P<0.05）。当SUVmax=5.75时，约登指数最高，AUC值最大，提示SUVmax=5.75是预测淋巴结转移的界值，此时诊断敏感度较高；当SUVmax>5.75时，淋巴结转移的发生率明显高于SUVmax<5.75者，这可为临床制订治疗方案提供参考意见，既往研究表明，NSCLC原发灶的代谢参数SUVmax与淋巴结转移呈正相关，是预测淋巴结转移的较好指标[12-14]，本研究与此结果相符。

图2 低危和高危肺癌患者的典型PET/CT图像。男，74岁，右肺中叶高分化腺癌，T1cN0M0，临床分期Ia 3期。18F-FDG PET/CT示右肺中叶外侧段软组织密度结节灶（箭，A～D），FDG代谢轻度异常增高，SUVmax 1.36，SUVmean 0.79，MTV 5.39 cm3，TLG 4.25 g，未见淋巴结转移。男，75岁，右肺上叶低分化腺癌，T4N3M1c，临床分期IVb期。18F-FDG PET/CT示右肺上叶软组织密度肿块（箭，E～H），FDG代谢异常增高，SUVmax 11.66，SUVmean 5.75，MTV 416.27 cm3，TLG 2393.82 g。右肺门、纵隔内（箭头，F）及腹腔淋巴结转移，双侧肾上腺转移（箭头，G）

本研究结果表明，NSCLC原发灶最大径与肿瘤N分期呈正相关，原发灶最大径越大，肿瘤的N分期越高，与既往相关研究结果相符[15]。ROC曲线分析显示，原发灶最大径对淋巴结转移有较好的预测效能（AUC=0.681，P<0.05），当原发灶长径>4.95 cm时，发生淋巴结转移的几率明显增加。因此，根据术前或肺穿刺及淋巴结活检前的肿瘤原发灶最大径和SUVmax将肿瘤分为低危组、中危组、高危组，3组的淋巴结转移率分别为33.3%、72.7%和87.9%，低危组的淋巴结转移率明显低于中危组和高危组，表明当肿瘤原发灶最大径≤4.95 cm 且 SUVmax≤5.75时，NSCLC发生淋巴结转移的几率较其他情况明显降低。因此，临床医师可根据术前病灶的PET/CT显像特点选择不同的手术方式及治疗方案，从而减少患者的创伤，避免无效治疗。

本研究存在一定的局限性：①本研究是单中心、回顾性分析，例数较少，可能导致病例选择存在一定的偏倚；②本研究未对淋巴结大小和淋巴结的SUV值进行分析；③本研究样本中鳞癌数较少，故未将腺癌、鳞癌分别研究，后续将增加样本量分别研究。

总之，18F-FDG PET/CT所测的NSCLC原发灶的SUVmax和最大径与淋巴结转移有关；肿瘤原发灶的SUVmax联合原发灶的最大径可以预测淋巴结转移的风险；SUVmax越大、原发灶最大径越大，越易发生淋巴结转移。PET/CT显像结果可为临床制订个性化的治疗方案提供参考依据。