PET/CT融合三维图像定位肺穿刺活检靶点的增益价值

董 科 楼 岑 牟 达 温广华 楼菁菁 姜 婷

肺部疾病表现的多样化给影像诊断及鉴别带来很大的挑战。图像引导下肺穿刺活检(trans thoracic needle aspiration，TTNA)是肺部病变定性诊断及获取标本进行基因检测的首选方法[1]。然而仅仅依据CT形态学表现，有时难以区分大病灶的坏死、阻塞性肺炎、肺实变及不张，不能完全满足临床应用需要[2]。如何达到精准引导，进一步提高肺穿刺活检术的准确率，是临床医师关注的焦点。

正电子发射计算机断层扫描（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT） 是将PET与CT结合成一体化的影像设备，能提供更多的组织代谢和解剖结构方面的信息[2]，实现了功能代谢显像与解剖的同机融合。其常用示踪剂18F-FDG能在病灶活性部分聚集成高浓聚代谢区。

我们收集2015年9月至2018年10月期间147例范围≥3cm或疑似合并坏死、阻塞性炎症、实变及不张的肺部病变穿刺活检资料，其中单纯CT引导93例，PET/CT融合显像引导54例，均由同一组穿刺医师完成，进行对照研究分析，来评价PET/CT融合显像高代谢区三维图像定位肺穿刺活检靶点的增益价值。

方 法

1.临床资料

PET/CT融合三维图像引导54例为研究组，男31例，女23例；年龄34～84岁，平均(47±16)岁，病变平均径：5.5cm（3.0～17.6cm）。单纯CT引导93例为对照组，男52例，女41例，年龄26～87岁，平均(43±19)岁，病变平均径：5.8cm（3.0～16.4cm）。两组性别、年龄、影响穿刺结果的主要因素差异均无统计学意义（P＞0.05），如表1所示。

该技术方案经本院伦理委员会批准。患者纳入标准：①临床资料完整，需要进一步明确病理诊断；②病变范围≥3cm；③疑似合并坏死、阻塞性炎症、肺实变及不张；④入组对象均签署知情同意书。排除标准：①有出血倾向；②多发肺大疱形成和/或未经有效处理的气胸；心肺功能不全且不能耐受手术；④不能配合检查及不同意签署知情同意书[3]。PET/CT引导组穿刺术前1周内做过PET/CT检查。

2.仪器和方法

2.1 单纯CT引导：西门子64排螺旋CT，扫描病灶区，参数：120kV，100～210mAs，层厚0.5cm，螺距0.8；采用栅栏标记法标记最佳体表进针点，规避重要脏器、血管、肋骨，一般选垂直就近进针。常规消毒、铺巾，局部浸润麻醉；选择肿块实质处为穿刺靶点，采用17g套管针，穿刺到靶点边缘。再用argon biopince 18G全自动活检针通过套管针，不同方向切割靶点1～2次，取出病灶组织立即置于福尔马林溶液中送病检，术后加压包扎伤口，并再次CT扫描观察并发症情况。

2.2 PET/CT融合图像及三维重组引导：经皮穿刺活检术前1周内，使用西门子Biograph mCT S（64）PET/CT扫描机，显像剂18F-FDG放化纯＞95%。给药前空腹6h以上，血糖控制在7.2mmol/L以下，静脉注射18F-FDG 0.1mCi/kg。注射后休息60分钟进行CT平扫和PET扫描，CT扫描参数120 kV，100～210mAs，螺距0.8，层厚为0.5cm。PET发射扫描采用3D采集，根据患者的身高扫描5～7个床位，2分钟/床位。图像重建采用有序子集最大期望值迭代法，图像衰减校正采用同机CT扫描数据。将最终得到图像传送到后处理工作站，进行帧对帧图像对位融合显示。

由核医学和穿刺医师根据2～7天前的PET/CT融合图像，选择病灶最大标准摄取值(SUVmax)＞2.5处或代谢最活跃部分作为穿刺靶点。首先使用同机CT引导穿刺到靶点边缘，再次扫描病灶区，0.15cm薄层，卷积核B30s重建后图像传至工作站，用Syngo Image Fusion软件与2～7天前的PET图像进行图像融合。并用Syngo Fused Vision 3D软件进行三维重组处理，图像重组方式主要有：①Multiplanar Reformation (MPR)； ② Maximum Intensity Projection (MIP)；③ Volume Rendering(VR)。穿刺医师从各个方位，观察病灶的位置、形态、大小及其与相邻组织的关系[4]，确定穿刺套管针到达高代谢的病变生长活跃区，再用活检针切割病灶取组织条。

2.3 穿刺活检病理结果与临床最终诊断相比较：将穿刺结果分为不能诊断、良性、恶性[5]。临床最终诊断的设立：①粗针活检或手术后病理结果；②无手术指征者长期随访(＞6个月)，以放疗、化疗治疗后好转或进展判定其为恶性，以抗炎治疗有效或长期无变化，判定其为良性。

3.统计学分析

以临床确诊为金标准，对单纯CT引导和PET/CT融合三维图像引导的穿刺结果差异进行统计分析。采用SPSS16.0软件，配对计数资料的χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 男，78岁，咳嗽、胸闷10天。A.PET图像清晰显示左上肺肿瘤活性区、中央坏死区及外周肺不张。B.CT引导套管针穿刺到肿块内，不能完全确定是否穿刺到肿瘤活性组织。C.PET/CT融合图像确定套管针到达肿瘤高代谢区，切割活检后，病理诊断为中分化鳞癌。

图2 女，83岁，咳嗽伴发热3个月。A.PET图像显示左下肺不均匀高代谢区。B.参照PET图像，CT引导套管针穿刺，无法区分病灶边界，不能确定是否到达靶区。C.PET/CT融合图像确定穿刺到达肿瘤高代谢区。D.横断位MIP图像显示套管针到达肿瘤高代谢区。E.重组融合图像显示套管针到达肿瘤高代谢区。F.VR重组图像更直观地显示套管针准确到达肿瘤高代谢区，切割活检后，病理诊断为中分化腺癌。

结 果

表1 2组临床及影像资料比较

表2 PET/CT引导组与临床金标准比较

表3 单纯CT引导组与临床金标准比较

PET/CT引导研究组54例，1例未取到有效病理组织不能诊断，随访6个月无结果。53例临床最终诊断：良性病变15例（其中结核10例，炎症5例）；恶性病变38例（其中腺癌18例、鳞癌12例、小细胞癌6例、转移瘤1例、滑膜肉瘤1例）。PET图像清晰显示病灶的形态、边界及FDG代谢情况（图1A、2A），其中13例仅依据CT图像不能确定穿刺靶点（图1B、2B），PET/CT融合三维图像清晰显示穿刺针到达高代谢的病变生长活跃区（图1C、2C）。PET/CT引导组的检出率为98.1%(53/54)，灵敏度为 94.7%(36/38)，假阴性率为5.3%(2/38)，特异性为 100.0%(15/15)， 阴性预测值为 88.2%(15/17)，准确率为 96.2%(51/53)。见表 2。

表4 2种引导方法对肺部病变活检结果比较

单纯CT引导对照组93例，14例未检到有效病理组织不能诊断，后经PET/CT引导2次活检明确诊断12例，2例随访无结果。79例临床最终诊断：良性病变36例（其中炎症22例，结核14例）；恶性病变43例（其中鳞癌20例、腺癌16例，小细胞癌3例、转移瘤2例，神经内分泌癌、滑膜肉瘤各1例）。单纯CT引导组的检出率为84.9%(79/93)，灵敏度为76.7%(33/43)，假阴性率为 23.3% (10/43)，特异性为 100.0%(36/36)， 阴性预测值为 78.3%(36/46)，准确率为87.3%(69/79)。见表3。

采用配对四格表资料的χ2检验。2种引导方法的检出率的差异（χ2=6.50， 0.01＜P＜0.05）、假阴性率的差异（χ2=5.17， 0.01 ＜P＜ 0.05）有统计学意义；阴性预测值的差异（χ2=0.28，P＞0.05）和准确率的差异（χ2=2.05，P＞0.05）无统计学意义。见表4。

讨 论

经皮CT引导下穿刺活检是目前广泛使用的微创术，获取活体组织用于病理诊断，确定病变的良恶性，指导临床下一步治疗。但是，较大的肺部病灶，往往容易合并坏死，如果病灶阻塞邻近气管，引起阻塞性炎症、实变、不张，在CT平扫甚至增强图像，难以区分病灶的边界，无法明确选择穿刺靶点，文献报道CT引导下经皮穿刺活检的诊断准确率约78%～94%[6]。本研究中，单纯CT引导组14例未穿刺到有效组织，病理不能诊断；漏诊10例，均因穿刺到坏死组织、阻塞性炎症或肺不张。由于穿刺切割活检属于有创检查，为保护脏器功能、减少并发症，不宜多点反复穿刺，因此单纯解剖影像引导已经难以满足临床需要。而功能磁共振引导的穿刺活检受到无磁材料和开放式结构系统的限制，尚难以推广。外科手术部分切除活组织检查创伤大，出现并发症概率高，患者恢复时间长，医疗费用高。因此，针对这部分病例，急需一种能安全有效地穿取足量组织标本、提高活检准确率的方法。

PET/CT由PET和CT两部分构成，融合了生物代谢与解剖定位新技术，对肿瘤的鉴别诊断、临床分期、预后及疗效评价等方面具有较高的灵敏度、特异性和准确性[7]。PET图像能反映病灶部位的肿瘤活性[8]。因为与正常细胞相比，肿瘤组织细胞增殖更快，细胞膜葡萄糖载体增多和细胞内磷酸化酶的活性增高，使得肿瘤细胞内的糖酵解代谢明显增加，对葡萄糖的摄取增加；而不张的肺组织不存在增殖活跃的组织细胞，其FDG代谢水平趋于正常。因此，PET/CT检查能够很好地区分肿瘤瘤体组织和不张的肺组织。在此基础上的病灶定位和定性诊断更准确，更适用于指导肺穿刺活检靶点的选择[9]。随着PET/CT融合成像技术开始应用于图像引导活检[10-11]，有研究报道准确率达86%～100%[12-13]。本研究中，PET/CT引导组检出率、假阴性率的差异有统计学意义。主要是因为在CT解剖引导的基础上，融入了PET的高代谢引导，特别病灶因合并坏死、阻塞性炎症、肺实变及不张，PET/CT融合图像均能清晰显示出CT等密度病灶中的肿瘤异质性。其次，本研究中，PET/CT引导组利用了PET/CT设备的CT部分进行穿刺引导，再与同机的PET图像进行融合，避免了异机融合的图像不匹配。最后，还得益于工作站Syngo Fused Vision 3D软件后处理，三维重组技术清楚地显示了肺内肿块的部位、形态、大小及与周围组织的立体关系，并能通过不同轴面旋转，可以选择最佳角度观察，为穿刺针提供准确直观的引导（图2D、2E、2F）。

当然，PET/CT融合三维图像引导方法也有一定局限性：①PET/CT检查费用较高，限制了该技术的推广。②PET/CT的18F-FDG是非特异性的显像剂，炎症、结核、恶性肿瘤的摄取存在重叠，难以区分，易误导穿刺靶点的选择。本研究中PET/CT组2例穿刺活检与临床最终诊断不符，均因穿刺到肺癌周围的阻塞性炎症而导致假阴性；后复查，炎性病灶范围缩小，再次活检肿块，才达到最终临床确诊。期待以后有更特异性的PET显像剂出现。③PET/CT融合显像中因呼吸、心血管搏动及摆位所致的穿刺靶点偏移[14]。4DPET/CT的应用研究或许能减少呼吸运动的影响[15]。

综上所述，虽然单纯CT引导技术在临床应用非常成熟，已经达到了较高的检出率和准确性。但是，对于不能明确活检靶点的肺部大病灶，或者疑似合并坏死、阻塞性炎症、实变及不张的病变，PET/CT融合图像结合三维重组技术，在CT形态学引导的基础上，增加了代谢学的引导，明确了高代谢穿刺靶点，提高了肺部穿刺活检的检出率，降低了假阴性率，有一定的临床增益价值。