肺鳞癌与腺癌PET/MRI影像学比较

唐新 梁江涛 丁忠祥

肺癌是最常见的肿瘤之一，占2020年全球肿瘤总数的11.4%，仅次于乳腺癌（11.7%），在男性肿瘤发病率及癌症致死率方面，肺癌位居首位［1-2］。非小细胞癌（NSCLC）约占肺癌总数75%，其中以腺癌（ADC）及鳞癌（SCC）为主，其组织学特征、治疗疗效和临床结局不尽相同［2］，因此早期发现及诊断肺癌病理类型是提高生存率的关键。PET/MRI作为一种新兴的影像技术，主要用于肺癌全身转移灶检测、肿瘤代谢及治疗效果评估等。与PET/CT相比，虽然PET/MRI图像密度分辨率较低，但其避免了X线辐射，还结合PET的代谢特征及MRI的多功能、多参数、多方位成像特点，亦能对原发灶相关信息进行分析。作者之前研究［2-3］也发现PET/MRI影像组学可以术前鉴别肺腺癌与肺鳞癌的病理亚型，但肺癌PET/MRI影像学特点尚未见详细报告。本文探讨肺腺癌及肺鳞癌PET/MRI影像差异，以提高术前鉴别NSCLC病理分型的能力，为临床NSCLC治疗决策提供帮助。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析2018年10月至2021年10月杭州市全景影像中心行PET/MRI检查，且经手术或穿刺检查证实为肺腺癌或鳞癌患者84例，男64例，女20例；年龄23～90岁，中位年龄67岁。其中肺鳞癌35例，腺癌49例。（1）纳入标准：①患者均在治疗前行PET/MRI检查，并经病理检查证实为肺腺癌或肺鳞癌；②未进行任何化疗、放疗或手术治疗；③可获得治疗前全身及胸部病灶显影清晰的PET/MRI图像；④肺癌原发病灶仅一个；⑤注射对比剂后40～60 min即行PET/MRI检查。（2）排除标准：①腺癌或者鳞癌以外的组织病理类型确诊者；②患者在PET/MRI检查前接受过治疗（如化疗、放疗、手术）；③有胸部其他恶性肿瘤病史或者伴发其它系统恶性肿瘤的患者；④肺癌原发病灶两个或两个以上者；⑤PET或MRI图像不符合诊断标准者（如金属或运动伪影；病灶直径＜0.5 cm等）。本研究经杭州市全景影像中心医学伦理委员会批准。

1.2 方法 （1）检查仪器：采用美国GE公司一体化PET/MRI采集影像数据。该系统由具有飞行时间技术（TOF）技术的PET探测器（TOF-PET）与最新一代750W 3.0T磁共振仪组成，实现PET与MRI同步扫描。对比剂采用氟代脱氧葡萄糖（18F-fludeoxyglucose，18F-FDG），由南京江源安迪科正电子研究发展有限公司及上海原子科兴药业有限公司提供，放射化学纯度95%。（2）检查方法：患者禁食＞6 h，注射18F-FDG前血糖浓度控制在＜7.8 mmol/L，检查前获得所有患者或法定监护人的书面知情同意。首先给患者注射18F-FDG，剂量为3.7 mbq/kg，40～60 min后进行全身PET/MR显像扫描。患者取仰卧位，行衰减校正后，从头顶部至股骨中部行全身PET/MR扫描，必要时加扫至足底，共5～6张床位，每张床位采集时间为6 min。采用3D模式、TOF和点扩散函数（PSF）采集并重建PET，有序子集期望最大值（OSEM）两次迭代，28个子集，5 mm高斯后处理滤波器重建成192×192矩阵。在全身MRI检查期间进行PET数据采集。然后再进行胸部区域PET/MR扫描，范围从胸廓入口处到肺底，采用胸部区域专用MRI线圈获得MRI序列包括：LAVA-Flex T1WI、fs-PROPELLER T2WI、DWI（b=800 mm2/s）、冠状fs-PROPELLER T2WI，再根据呼吸频率、调整触发时间，最后获得全身和局部的PET、MRI及PET/MRI融合图像，所有数据均采集自同一台PET/MR仪器。（3）数据测量：PET/MR数据从GE PACS数据库传输到本地，导入GE公司的AW SERVICE 3.2处理工作站中PET VCAR软件，自动生成病灶感兴趣区（ROI）的阈值（THR）、标准差（STD）、峰值PK）、最大摄取值（SUVmax）、最小摄取值（SUVmin）、平均摄取值（SUVmean）、总病灶糖酵解（TLG）值。图像分析主要采用视觉和半定量分析。通过自适应阈值法确定原发灶的摄取边界，确定ROI内SUVmax的40%为肿瘤边界［4］。（4）PET/MRI影像观察：由2位放射科医师采用盲法评估并记录每位患者的常规PET/MRI特征，结果不一致时经讨论达成统一。本次纳入评估的常规PET/MRI影像特征包括：（1）肿瘤最大径：测量显示肿瘤的最大截面面积；（2）形态；（3）肿瘤位置；（4）MRI信号；（5）毛刺；（6）分叶；（7）段以上支气管截断征；（8）胸膜凹陷征；（9）阻塞性改变（阻塞性肺气肿、阻塞性肺不张、阻塞性肺炎）；（10）胸腔积液；（11）淋巴转移；（12）全身转移。

1.3 统计学方法 采用SPSS26.0统计学软件。符合正态分布计量资料以（±s）表示，采用t检验；不符合正态分布采用曼-惠特尼U检验，计数资料以%表示，用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床资料及PET/MRI影像特征 肺鳞癌组男29例，女6例，年龄51～80岁；肺腺癌组男35例，女14例；年龄23～90岁。两组性别、年龄比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。肺鳞癌组左、右肺肿瘤比例分别为57.14%、42.86%，肺腺癌组左、右肺肿瘤比例分别为44.90%、55.10%。肺腺癌组形态改变为：结节状21例；团块状18例；不规则10例。肺鳞癌组形态改变：结节状11例；团块状17例；不规则7例。肺鳞癌组最大截面面积：1.68～86.92 cm2，肺腺癌组最大截面面积：0.3～56.09 cm2。肺鳞癌组毛刺、分叶、MRI信号均匀、支气管截断征、胸膜凹陷征、肺气肿、阻塞性改变、胸腔积液、淋巴转移、全身转移发生率依次为：57.14%、57.14%、62.86%、74.29%、40.0%、25.71%、62.86%、16.33%、80.0%、20.0%。肺腺癌组毛刺、分叶、MRI信号均匀、支气管截断征、胸膜凹陷征、肺气肿、阻塞性改变、胸腔积液、淋巴转移、全身转移发生率依次：71.43%、63.27%、63.27%、36.7%、59.18%、6.12%、30.61%、20%、73.47%、26.53%。两组肿瘤最大截面面积、支气管截断征及阻塞性改变差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1、图 1。

表1 临床资料及PET/MRI影像特征

图1 左肺上叶鳞状细胞肺癌患者的PET/MRI图像

2.2 PET/MRI代谢参数结果 两组TLG、PK、SUVmin、SUVmean、SUVmax、THR、STD比较差异均有统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 PET/MRI代谢参数（±s）

表2 PET/MRI代谢参数（±s）

代谢参数 肺腺癌 肺鳞癌 P值TLG 128.18±24.34 260.40±52.19 0.004 PK 8.13±0.68 11.68±0.96 0.005 SUVmin 4.38±0.33 6.32±0.54 0.005 SUVmean 6.25±0.49 8.76±0.71 0.007 SUVmax 10.37±0.77 14.99±1.29 0.005 THR 4.35±0.33 6.30±0.54 0.005 STD 1.33±0.11 1.82±0.15 0.010

3 讨论

本研究结果显示，肺鳞癌支气管截断征、阻塞性改变及肿瘤最大截面面积发生率均高于肺腺癌，可能是因肺鳞癌好发于段及段以上支气管的肿瘤，且肺鳞癌主要由角化珠、癌巢和细胞间桥组成，结构更紧密，单位体积内肿瘤细胞更多，且肺鳞癌更倾向于团块状生长，因此肺鳞癌更易阻塞相应支气管，导致阻塞性肺气肿、阻塞性肺不张、阻塞性肺炎等改变。而肺腺癌以周围型肺癌为主，发生于段以下小支气管，分支多，且肺腺癌主要由腺体结构组成，单位体积肿瘤细胞相对较少，基质丰富，难以阻塞远段段以上支气管，从而引起阻塞性改变相对不明显。肺鳞癌组肿瘤最大截面面积大于肺腺癌组，与葡萄糖转运体-1的过度表达使得肺鳞癌细胞倍增时间缩短有关［5］，也可能与肿瘤本身异质性有关。作者之前研究［2-3］发现肺鳞癌异质性高于肺腺癌，因此肺鳞癌生长速度相对更快，从而肿瘤体积更大。肺癌早期可仅表现出代谢异常，而无形态学改变。本研究还发现肺鳞癌组肿瘤代谢参数TLG、PK、SUVmin、SUVmean、SUVmax、THR、STD均高于肺腺癌组，这些代谢参数可反映肺癌的增殖速度、代谢活性及肿瘤内细胞竞争状态。DE GEUS-OEI等［6］曾发现鳞癌对18F-FDG的摄取明显高于腺癌，KIM等［7］研究表明肺鳞癌SUVmax、TLG高于肺腺癌。REINFELD等［8］最近开发了2种不同的PET示踪剂：一种用于追踪葡萄糖，另一种用于追踪谷氨酰胺，结果发现髓系免疫细胞（主要是巨噬细胞）摄取的葡萄糖量最高，其次是T细胞和癌细胞。肿瘤微环境中的非癌细胞主要是依赖糖代谢的巨噬细胞，而肿瘤细胞主要依赖谷氨酰胺代谢。因此，肿瘤PET成像的基础可能是肿瘤细胞和巨噬细胞相互竞争的结果，由于肺腺癌和鳞癌的异质性，不同病理类型肺癌代谢不同。肺鳞癌代谢高于腺癌，与鳞癌细胞膜上的葡萄糖转运蛋白能力和磷酸化水平比腺癌高有关［9-10］。

本资料中，支气管截断征、阻塞性改变、肿瘤最大截面面积及肿瘤代谢参数对鉴别肺鳞癌与肺腺癌具有一定的价值。石丹等［11］认为，患者性别、年龄、结节长径、纯磨玻璃、含磨玻璃密度和实性软组织密度的两种密度混合、胸膜凹陷征、毛刺、分叶是判断孤立性肺结节恶性的独立因素。任开明等［12］认为，肺磨玻璃结节的高分辨率CT影像特征（病变大小、分叶征、毛刺征、胸膜牵拉征、血管集束征）有助于早期肺腺癌病理分类。彭泽品等［13］研究认为，分叶征、毛刺征、磨玻璃征、胸膜凹陷征、空泡征、空气支气管征对判断周围型肺癌的组织病理类型差异有统计学意义。这种差异可能与病例选择有关。

总之，PET/MRI作为一种新型无创性分子影像学设备，可同时提供解剖和代谢信息，有助于无创性鉴别肺腺癌及肺鳞癌病理亚型，为确定临床治疗策略提供重要依据。