PET/CT和PET/MRI成像在宫颈癌患者中应用的研究进展

龚 静，孟元光

1首都医科大学附属北京安贞医院 妇产科，北京 100029；2解放军总医院 妇产科，北京 100853

宫颈癌是全球范围内女性发病率第4位的恶性肿瘤，全世界每年新增约520 000例宫颈癌(约265 000例死于该病)[1]。对于宫颈癌的诊断目前普遍采用术前临床分期，国际妇产科联盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期侧重于对宫颈原发病灶(T分期)的评估。而近年来随着妇瘤专家对该病的认知不断深入，淋巴结受累情况(N分期)和远处转移情况(M分期)逐渐被重视[2]；美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)指南也推荐术前通过影像学检查、淋巴结显影等对临床分期进行补充，以辅助手术和化、放疗等临床决策[3]。正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography/computed tomography，PET/CT)和正电子发射计算机断层显像/核磁共振成像(positron emission tomography/magnetic resonance imaging，PET/MRI)作为多模态分子影像学检查技术，分别整合了正电子发射体层显像与CT和MRI成像技术，已广泛应用于妇科肿瘤临床实践中[4]。本文通过总结近年来国内外相关研究成果，对PET/CT和PET/MRI成像在宫颈癌患者诊断、预后以及治疗决策中的应用做一综述。

1 PET/CT与PET/MRI的成像机制

传统的影像学检查技术诸如X线、超声、CT和MRI等，均是通过区别机体内各器官组织的物理学特性(如组织的吸收、散射、质子密度等)或功能角度(如血流速度变化等)来进行解剖成像、诊断疾病。PET/CT与PET/MRI均是近年来研发并于临床应用的多模态分子影像学检查技术，能够对细胞内糖代谢进行定性(与定量)采集，通过18F-fluorodeoxyglucose (FDG)示踪剂在分子水平反映机体内的生理和病理状态、进行无创检查(显像)[5]。18F-FDG是用18F标记的葡萄糖(示踪剂)，通过葡萄糖转运(GLUT)蛋白跨膜进入细胞内，但在细胞中不因参与糖酵解途径而被分解；由于肿瘤细胞的代谢率(较机体正常细胞)明显升高，因此存在更多的GLUT蛋白；加之肿瘤细胞通过厌氧分解葡萄糖供能，所以会增加对细胞外葡萄糖的需求，这就导致在检查过程中肿瘤细胞可摄取更多的18F-FDG[6]。PET检查通过利用18F-FDG正电子发射核素标记的示踪作用，采用光电倍增管和光电转换等技术原理采集人体组织的代谢图，MRI或CT检查能够提供人体骨骼和软组织的解剖结构图，二者相融合便得到肿瘤患者全身组织的18F-FDG代谢显像图。由于细胞内集聚的18F-FDG与代谢活性成正比，故可通过计算其标准摄取值(standard uptake value，SUV)来进行量化分析；肿瘤细胞的高代谢活性会引起SUV值显著增加，从而PET/CT或PET/MRI得以识别肿瘤原发灶、受累淋巴结和转移灶[7]。

2 PET/CT与PET/MRI在宫颈癌诊断分期中的应用

宫颈癌病灶组织在发展过程中首先在局部生长，并逐渐向临近器官侵犯，如阴道(穹窿)、膀胱、子宫体和直肠等组织，之后逐步向盆腔蔓延，淋巴转移途径依次累及盆腔淋巴结、腹主动脉旁淋巴结、甚至转移至锁骨上淋巴结[8]。临床上最常使用的分期方法为FIGO分期和美国癌症联合会(American Joint Committee on Cancer)的TNM分期系统。宫颈癌FIGO分期结果由经验丰富的妇瘤医师专科查体获得(T分期)，同时结合阴道镜、膀胱镜等内镜检查结果和各类影像学结果评估淋巴结受累(N分期)和远处转移(M分期)情况[9]。癌组织在生长最早期是病变组织分子和细胞水平的变化，常表现为代谢活性异常(这种改变甚至在发病数年前即可发生)，随后出现功能异常、引起解剖学及形态学改变而表现出临床症状。单独采用盆腔CT或MRI成像检查能够提供机体的解剖学信息、评估宫旁和周围侵犯以及区域淋巴结转移等情况。然而当病灶/淋巴结直径小于1 cm时，无论CT还是MRI的诊断效能均明显下降；但当与PET显像融合之后则会显著提升。PET/CT或PET/MRI通过与正常宫颈组织(背景)对18F-FDG的标准摄取值对比来评估宫颈癌原发灶、淋巴受累和远处转移等情况[10-11]。Xin等[12]对45例腹部或盆腔肿瘤的患者进行了全身PET/CT与腹盆腔PET/MRI检查，共发现66处病变，其中PET/CT发现63处，PET/MRI发现59处，二者无统计学差异。但在15例宫颈癌患者中，PET/MRI检测出的病灶较PET/CT多3例。Grueneisen等[25]对27例宫颈癌病例PET/MRI检查与分期研究结果显示，T分期准确率为85.2%(23/27)，区域淋巴结转移(N1分期)诊断的敏感度为80%(8/10)、特异度为100%(5/5)。此外，PET/CT与PET/MRI能够为宫颈癌患者诊断和预后的影响因素提供相关信息，辅助临床决策[13]。如淋巴结是否转移并未纳入FIGO分期，但病变分期越高，淋巴结受累的可能性越大，淋巴结的转移往往提示患者的预后较差。术中切除淋巴结并进行病理检查是确诊和治疗淋巴结转移的方法，但切除淋巴结往往带来很多的手术并发症如淋巴囊肿、淋巴脓肿、淋巴瘘、淋巴回流障碍等，因此评估淋巴结状态的非侵入性的方法更适合临床应用。Kim等[14]对79例FIGO分期为ⅠB ～ⅣA的宫颈癌患者的研究表明，其中30例患者发生淋巴结转移，553个淋巴结中59个存在转移，PET/CT诊断淋巴结转移的敏感度和特异性分别为44.1%和93.9%，而PET/MRI则分别为54.2%和92.7%。

3 PET/CT与PET/MRI在宫颈癌治疗决策中的应用

宫颈癌的治疗方案包括手术、放疗、化疗以及各种治疗方法的联合，手术治疗适用于早期病例，而对于大多数期别的宫颈癌患者同期化放疗是主要治疗方案。外照射放疗(external beam radiation therapy，EBRT)的相关研究显示PET/CT或PET/MRI能够为放疗计划的制订提供帮助，如勾画治疗靶区、确定治疗剂量以及根据盆腔淋巴结和腹主动脉旁淋巴结受累情况设定EBRT的辐照区域上限等。Haynes-Outlaw和Grigsby[15]报道，根据PET/CT图像设计放疗靶区(采用调强放疗)，可以显著减少膀胱、直肠等临近器官的受照射剂量，保护正常组织。三维腔内后装放疗技术既可作为EBRT治疗宫颈癌的重要辅助手段，也可单独用于局部巨块型宫颈癌(locally advanced cervical cancer，LACC)患者的治疗以缩小原发病灶体积而利于实施后续手术；与CT和MRI成像定位手段相比，PET/CT或PET/MRI的优点在于不仅依靠解剖成像，还能依据肿瘤和正常组织的代谢程度制订计划。Grigsby[16]报道可以将PET/CT的代谢图直接覆盖在腔内施源器的CT图像上进行剂量计算，并在治疗过程中根据肿瘤组织代谢情况动态调整治疗方案。

4 PET/CT与PET/MRI对疗效和复发的评估

宫颈癌在治疗后的效果与预后相关，PET/CT与PET/MRI可以在同期化放疗后3 ～ 7个月评估治疗效果并确定复查随访的时间间隔。Kidd等[17]研究了25例ⅠA ～Ⅳ期的宫颈癌患者治疗后不同时间点(每4周)的疗效情况，发现SUVmax值随着治疗/预处理而逐渐降低，其中5例在3个月之内复发，他们的SUVmax值在各时间点的检查结果较其他病例明显偏高。宫颈癌患者初始治疗结束后＞6个月再次检查发现肿瘤组织被认为是复发，文献报道约1/3的LACC患者在初始治疗后2年内复发[18]。Wong等[19]的研究提示PET/CT对诊断宫颈癌局部复发病灶的诊断灵敏度、特异度和准确度分别为82%、97%和92%，远处转移灶的诊断灵敏度、特异度和准确度分别为100%、90%和94%。Brandmaier等[20]对复发宫颈癌病例PET/MRI检查的研究进一步验证了SUVmax、SUVmean、ADCmin等对复发病灶的诊断价值以及SUV值和ADC值之间的相关性。

5 PET/CT与PET/MRI做宫颈癌诊断准确性比较

尽管目前仍缺乏PET/MRI相关的高级别循证医学证据，但PET/MRI显像较PET/CT显像具有诸多优势。1)PET/CT显像技术中PET成像与CT成像次序完成，由于图像采集过程中体位变动和生理活动而导致代谢图(PET)和解剖图(CT)在融合后出现较多“伪影”而影响诊断效能[21]。同机融合PET/MRI(西门子公司)很大程度上克服了这一缺陷，通过将PET检查装置嵌入至MR仪器中，实现两种显像技术同步采集图像，因而能同时获得解剖结构和功能代谢图像，具有更精确发现病变位置、确定性质的能力，增加了诊断的可靠性。有研究指出与PET/CT和MRI比较，PET/MRI能够增加放射科医师正确诊断肿瘤复发的信心[22]。2)MRI改善了软组织图像成像质量，较CT能更好地显示组织器官的解剖结构。Kitajima等[23]对30例宫颈癌患者同时实施了PET/CT和PET/MRI检查，在对宫颈癌原发病灶的评估中，PET/MRI的诊断准确率(83.3%)高于PET/CT(53.3%)，并且PET/MRI对于肿瘤体积和宫旁、阴道、膀胱、盆壁等的评估能够提供更多、更详细的图像信息。有研究对比了两种检查对宫颈癌、内膜癌和卵巢癌复发的诊断效能，结果发现PET/MRI诊断的敏感度高于PET/CT(P=0.041)[24]。3)PET/MRI通过磁共振的波谱、功能成像等技术可以提供PET/CT无法实现的功能成像，有助于定量分析诊断。Grueneisen等[25]发现宫颈癌的病理分化程度和肿瘤体积与SUVmax和ADC(apparent diffusion coefficient)值相关；Surov等[26]研究指出SUVmax、SUVmean、ADCmin和SUVmax/ADCmin值均是影响预后的指标。4)PET/MRI还克服了PET/CT检查过程中受检者需接受大剂量辐射的缺点，其辐射量较PET/CT检查减少80%，因此PET/MRI对于青年患者、怀疑肿瘤(转移)者、多次接受检查者是更佳选择[27]。

6 关于PET/CT与PET/MRI应用的几点思考

应辩证地对待宫颈癌患者的影像学检查结果，无论是PET/MRI成像还是PET/CT成像，其诊断效能与病理学检查的“金标准”均存在一定差距，而图像分析中采用的SUV值等并非客观检查值，其结果依靠阅片人勾画感兴趣靶区并通过转换计算得来，临床医生应结合病史、查体和术中情况等综合分析，进行临床决策[28]。建议对宫颈癌的PET/CT或PET/MRI阅片和临床决策均应由妇科肿瘤学医师和核医学科医师共同会诊得出，在交叉学科知识的应用部分应充分讲解沟通，遇到可疑和分歧之处应反复讨论进行决策；未来妇科肿瘤学的发展趋势必然是通过多学科的融合与协作来提高对疾病的诊治水平[29]，因此临床医师也应不断学习、提高，将自身锻造成“融合型”人才。PET/MRI对于宫颈癌等肿瘤的诊断价值仍需被大量研究验证，并不断挖掘出更多的附加价值；同时，关于PET/MRI阅片目前仍缺乏统一、详细的规范，诊断符合率仍有待提高[30]。