初步对比研究
王佳1，许远帆2，宫健1，李德鹏1，张晓宏1△
摘要：目的比较一体化PET/MR与PET/CT在颅内肿瘤诊断中的差异，以及对临床方案的影响。方法32例颅内肿瘤患者，同日先后行18F-脱氧葡萄糖（18F-FDG）PET/CT全身显像及PET/MR颅脑局部显像检查。用Pearson 相关性分析、Bland-Altman分析及t检验对两者最大标准摄取值（SUV max）及靶区/本底比值（T/B）进行比较。参照病理
及随访结果，运用χ2检验比较PET/CT与PET/MR的病灶检出率。结果32例患者共78个病灶均经病理或临床随访
证实，其中76个病灶为恶性肿瘤，包括胶质瘤7例共10个病灶，淋巴瘤3例共11个病灶，脑转移瘤20例共55个病灶，其余2例为脑膜瘤、垂体微腺瘤各1例，均为良性。PET/MR较PET/CT多发现31个病灶，差异有统计学意义（χ2= 40.266，P＜0.01）。78个病灶中有40个病灶18F-FDG摄取明显高于脑实质，病灶的SUV max-MR与SUV max-CT有良好的相关性（r=0.799，P＜0.05），PET-MR影像T/B值较PET-CT略高，均值差为0.21（95%CI：-0.433~0.850）；另38个病灶18F-FDG摄取接近脑实质，P
ET/MR比PET/CT多检出28个，两者检出率差异有统计学意义（χ2=44.335，P＜0.01）。36个病灶周围有明显水肿，两者检出率差异无统计学意义（χ2=2.060，P＞0.05），但其中3个病灶PET/CT检查仅发现水肿而未发现明确病灶；42个无水肿病灶中，PET/MR多发现29个，两者差异有统计学意义（χ2=44.290，P＜0.01）。62个最大径＜3.0cm的病灶中，PET/MR比PET/CT多检出31枚，两者检出率差异有统计学意义（χ2=41.338，P＜0.01）。结论一体化PET/MR对颅内病灶的检出率明显高于PET/CT。运用全身PET/CT加颅脑局部PET/MR联合显像可明
显弥补PET/CT对颅内病灶检出率的不足，指导临床选择方案。
关键词：磁共振成像；体层摄影术，X线计算机；正电子发射断层显像术；氟脱氧葡萄糖F18；颅内肿瘤；检出率
中图分类号：R739.41，R445.6文献标志码：A DOI：10.11958/20202825
A preliminary comparative study of PET/CT and PET/MR in the diagnosis of intracranial tumors
WANG Jia1,XU Yuan-fan2,GONG Jian1,LI De-peng1,ZHANG Xiao-hong1△1Tianjin Universal Medical Imaging Diagnostic Center,Tianjin300191,China;2Hangzhou Universal Medical Imaging
Diagnostic Center
△Corresponding Author E-mail:******************
Abstract:Objective To compare the differences between PET/CT and integrated PET/MR in the diagnosis of intracranial tumors,and the effects on clinical therapy strategy.Methods Thirty-two patients with intracranial tumors detected by sequentially18F-FDG PET/CT imaging and PET/MR intracranial imaging on the same day were enrolled. Pearson correlation analysis,Bland-Altman analysis and t test were used to compare the maximum standard uptake value (SUV max)and target area/back ground ratio(T/B)of PET/CT and PET/MR.With reference to the pathological and follow-up results,theχ2test was used to compare the differences in detection rates of PET/CT and PET/MR.Results A total of78 lesions(32patients)were confirmed by pathology or clinical follow-up including10glioma,11lymphoma,55metastases,1 meningiomas and1pituitary tumor.All lesions were benign.PET/MR found31more lesions compared with PET/CT,and there was a significant difference between them(χ2=40.266，P＜0.01).In the78lesions,the18F-FDG uptake of40lesions were significantly higher than intracranial parenchyma,with good agreement in SUV max-MR and SUV max-CT(r=0.799，P＜0.05).For other38lesions with comparable or lower uptake of intracranial parenchymal,PET/MR detected28more lesions than PET/CT,and the detection rate was statistically significant(χ2=44.335,P＜0.01).There were36lesions with obvious edema found in both examinations
(χ2=2.060，P＞0.05),although3only found edema with no clear lesions in PET/CT. Among the42lesions without edema,29more lesions were found in PET/MR,which was significant compared with that of PET/CT(χ2=44.290，P＜0.01).For62lesions with D max＜3.0cm,31more lesions were detected by PET/MR than PET/CT 作者单位：1天津全景医学影像诊断中心（邮编300191）；2杭州全景医学影像诊断中心
作者简介：王佳（1983），女，本科，主治医师，主要从事PET/CT诊断工作。E-mail：****************
△通信作者E-mail：******************
颅内肿瘤是神经外科常见疾病，分原发性和继
发性两大类。原发性肿瘤可发生于脑膜、脑神经、血
管、垂体及残余胚胎组织等各类脑组织；继发性肿瘤
是指身体其他部位的恶性肿瘤转移或侵入颅内形成
的肿瘤［1］。脑肿瘤早期诊断准确性是影响患者生存
率的重要因素，而51%的脑肿瘤诊断依赖于影像
学［2］。18F-脱氧葡萄糖（FDG）-PET/CT在恶性肿瘤中的应用已得到临床广泛认可，其在肿瘤检测、分期
及疗效评价方面起着重要作用［3-6］。但是，18F-FDG 在脑肿瘤与脑实质中摄取差异较低［7］，易出现假阴性。MRI具有较高的软组织分辨率，能清晰显示脑灰白质信号差异，并可以多方位、多参数成像，加上近年来快速发展的功能成像技术，可以提供更多诊断信息，已经被确立为脑肿瘤影像诊断的金标准［8］。而PET是以生物示踪技术为基础的功能成像，两者联合能更多地获得脑肿瘤的各种信息。一体化PET/MR实现了PET与MR真正的生理同步，且保留了两者独立的诊断功能，对颅脑病灶的诊断有独特的优势［9-10］。本研究对32例怀疑颅内肿瘤的患者行全身PET/CT显像及颅脑局部PET/MR显像，并通过后期取得的病理及临床随访结果进行分析，比较两者检出病灶数量及对临床分期、预后评估的影响。1资料与方法
1.1一般资料收集杭州全景医学影像诊断中心2017年4月—2018年11月32例怀疑颅内肿瘤的病例，男18例，女14例，年龄13~79岁，平均（31.25±14.95）岁。均在同日分别接受18F-FDG PET/CT全身显像及PET/MR颅脑局部显像检查。所有病例均在检查前知悉检查流程及注意事项，签署知情同意书。
1.2检查设备和方法首先进行PET/CT检查。采用美国GE公司Discovery710PET/CT设备（CT探测器为
64排）。检查前要求患者禁食6h以上且血糖7.8mmol/L以下。示踪剂采用浙江安迪科正电子技术有限公司生产的18F-FDG，患者经肘静脉按3.7MBq/kg注射18F-FDG，休息40min后，取仰卧位行全身CT平扫及颅脑轴扫，扫描范围自颅顶至股骨中段。扫描参数：管电压120kV、管电流120mA，扫描层厚3.75mm、层间距3.75mm、螺距0.984，重建层厚1.25mm，PET成像每床位3min；然后通过3D模式采集PET影像。PET/MR检查在PET/CT扫描后进行，与全身PET/CT扫描时间间隔（16.39±3.38）min。采用美国GE公司一体化SIGNA PET/MR（3.0T）设备，行颅脑局部成像，患者取仰卧位，扫描范围自颅顶至颅底。MR序列包括：横断面快速自旋回波序列（FSE）T1WI，重复时间（repetitiontime，TR）550ms，回波时间（echo time，TE）17ms；快速反转快速自旋回波（fast recovery fast spin-echo，FRFSE）T2WI，液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列，TR9000ms，TE87ms；扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI），b 值分别取0、1000s/mm2。层厚6.0mm，层间距1.0mm，视野（FOV）260mm×260mm。矢状面T2FRFSE，层厚6.0mm，层间距1.0mm，FOV240mm×240mm。检查时间约6min。随后通过3D模式采集PET影像。
1.3图像处理2台设备PET图像重建方法均为有序子集最大期望值迭代法（ordered subset expectation maximum，OSEM），采用时间飞跃法（time of flight，TOF）图像重建及点扩散函数（point spread function，PSF）校正，子集数、迭代次数及滤波半高宽等重建参数保持一致。图像测量及兴趣区勾画在GE工作站（AW Workstation4.6）上进行。
1.4影像分析CT平扫病灶呈类圆形或斑片状低或稍高密度影，边界不清，部分病灶周围伴水肿；有的病灶仅见水肿，病灶轮廓不清晰，FDG摄取低于或高于正常脑实质。MR平扫显示，病灶在T1WI上呈低信号，T2WI上呈高信号，部分病灶周围伴水肿，T2-FLAIR及DWI上均为高信号，FDG摄取低于或高于正常脑实质。在PET/MR和PET/CT影像上分别测量颅脑病灶的最大径（以MR影像测量为准）、最大标准摄取值（SUV max，病灶累及多个层面时取平均值），以及正常脑实质的SUV max（接近但不包括病灶的2个层面正常脑实质取平均值），靶区/本底比值（target/backgroud，T/B），与对侧脑实质相比，PET上出现异常放射性浓聚、稀疏或缺损为PET阳性。以CT影像能否观察到瘤周低密度水肿区将颅内病灶划分为水肿阳性及水肿阴性。以上分析均由2位副主任医师及以上的影像科医生共同进行，结合CT、MR及PET影像特征给出诊断结果，意见不一致时经第3位高年资医师审阅后确定。
1.5统计学方法运用SPSS19.0进行统计学分析。全身PET/CT显像及颅脑局部PET/MR显像的SUV值的相关性采用Pearson相关分析；对两者SUV max及T/B的一致性比较采用Bland-Altman分析及t检验。2种检查病灶探测率的比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。
起动机故障2结果
2.1病理及临床随访结果32例患者的78个病灶中62个（79.49%）经后期穿刺或手术病理获得证实，余16个（20.51%）在原发灶病理明确的前提下行放化疗3~5个月后颅脑MR复查显示均有缩小，获得临
(χ2=41.338,P＜0.01).Conclusion The detection rate of integrated PET/MR is significantly higher than that of PET/CT. Sequentially18F-FDG PET/CT imaging and PET/MR intracranial imaging can obviously make up the deficiency of detection rate of PET/CT for intracranial lesions,guiding clinical selection of treatment options.
Key words:magnetic resonance spectroscopy;tomography,X-Ray computed;positron-emission tomography; fluorodeoxyglucose F18;intracranial tumors;detection rate
床证实。78个病灶中76个病灶为恶性肿瘤，包括胶质瘤7例10个病灶、淋巴瘤3例11个病灶、脑转移瘤
20例55个病灶；脑转移瘤中，肺癌脑转移46个病灶，乳腺癌脑转移瘤4个病灶，卵巢癌脑转移2个病灶，结肠癌转移2个，恶性黑素瘤转移1个。另外2个病灶为脑膜瘤和垂体微腺瘤患者各1例，均为良性单发病灶。
2.2PET/CT与PET/MR检出率比较及对临床策略的影响相比PET/MR检出的78个病灶，PET/CT检出47个（60.26%），两者检出率差异有统计学意义（χ2=40.266，P＜0.01）。在PET/CT检查阴性的31个病灶中，MR平扫发现病灶数为24个（77.42%），另7个（22.58%）病灶由PET/MR检出。32例患者中仅19例（59.37%）PET/CT与PET/MR检出病灶数一致，另13例（40.63%）PET/MR诊断效能优于PET/CT。32例中有4例（12.50%）PET/CT显示为阴性，而颅脑PET/MR显示均为阳性，其中包括肺
癌后脑转移1例（3个病灶）、乳腺癌后脑转移1例（1个病灶）、新发现脑胶质瘤1例（1个病灶）、新发现垂体微腺瘤1例（1个病灶）；上述肺癌、乳腺癌后脑转移的2例患者检出的4个病灶均为恶性肿瘤后新发现的转移瘤，改变了临床策略。
2.2.1PET/CT与PET/MR图像T/B值比较PET/ MR上见40个病灶FDG摄取明显高于脑实质，PET/ CT检出37个，差异无统计学意义（χ2=
3.120，P＞0.05）；病灶的SUV max-MR与SUV max-CT有良好的相关性（r=0.799，P＜0.05），见图1。Bland-Altman分析结果显示，PET-MR影像T/B值高于PET-CT，均值差为0.21（95%CI：-0.433~0.850），见图2，两者测量的平均值差值一致性界限范围较窄，95.83%数据点位于一致性界限内。PET/CT和PET/MR图像T/B值
分别为1.18±0.55和1.21±0.44，差异无统计学意义（t=1.297，P＞0.05）。另38个病灶在PET/MR上见
FDG摄取接近脑实质，而PET/CT仅检出10个（χ2= 44.335，P＜0.01）。肺癌脑转移瘤的46个病灶中，PET/CT检出26个，PET/MR全部检出，PET/CT与PET/MR图像T/B值分别为1.10±0.48和1.20±0.38，差异有统计学意义（t=2.470，P＜0.05）。Bland-Altman分析结果显示，PET-MR图像T/B值高于PET/CT，均值差为0.20（95%CI：-0.951~0.562），两者测量的平均值差值一致性界限范
围较窄，91.67%数据点位于一致性界限内，见图3。
2.2.2伴瘤周水肿病灶与不伴水肿病灶的PET/CT 与PET/MR检出率比较病理及随访证实共有36个病灶周围伴有不同程度水肿，PET/CT检出34例（94.4%），PET/MR全部检出，两者检出率差异无统计学意义（χ2=2.060，P＞0.05）；但其中有3个病灶PET/CT仅发现瘤周水肿，不能确定病灶大小、范围，
而PET/MR可以清楚显示病灶大小、范围，其中包括胶质瘤1个，肺癌脑转移瘤2个。另42个瘤周无水肿的病灶，PET/CT仅检出13个，PET/MR则全部检出，检出率显著高于PET/CT（χ2=44.290，P＜0.01）。
2.2.3病灶最大径＜
3.0cm组与≥3.0cm组PET/CT 与PET/MR病灶检出率比较共有62个病灶最大径＜3.0cm，PET/CT仅检出31个，PET/MR全部检出，检出率显著高于PET/CT（χ2=41.338，P＜0.01）。PET/CT漏检病灶包括胶质瘤3个，垂体微腺瘤1个，肺癌脑转移瘤22个，乳腺癌、卵巢癌脑转移瘤各1个，淋巴瘤3个。另16个病灶最大径≥3.0cm，两者
SUV max-CT
S
U
V
m
a
x
-
M
R
05101520
5
10
15
20
25
Fig.1Correlation between PET/CT and PET/MR SUV max
图1PET/CT与PET/MR SUV max 相关性
0.5
0.0 1.0 1.5 2.0 2.5
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
T/B-PET/MR与T/B-PET/CT平均值
T
/
B
-
suv比较P
E
T
/
M
R
-
T
/
B
-
735P
E
T
/
C
T
Fig.2Bland Altman plot of comparison between T/B-PET/CT and T/ B-PET/MR in lesions that both PET/CT and PET/MR detection were
positive
图2PET/CT与PET/MR均为阳性的病灶T/B-PET/CT与T/B-PET/
MR均值比较Bland-Altman图
0.5
0.0 1.0 1.5 2.0 2.5
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
T
/
B
-
P
E
T
奇瑞qq怎么样/
M
R
-
衬套T
/
B
-
P
E
T
/
C
T
Fig.3Bland Altman plot of T/B-PET/CT and T/B-PET/MR of brain
metastases from lung cancer
图3肺癌脑转移瘤病灶的T/B-PET/CT与T/B-PET/MR均值比较
Bland-Altman图
T/B-PET/CT与T/B-PET/MR平均值
均全部检出。
2.2.4不同病理类型病灶PET/CT与PET/MR检出率比较PET/CT：78个病灶检出率按病理划分，胶质瘤7/10、颅内淋巴瘤8/11、肺癌脑转移瘤26/46、乳腺癌脑转移瘤1/4、卵巢癌脑转移瘤1/2，结肠癌脑转移瘤、恶性黑素脑转移瘤、脑膜瘤全部检出，垂体微腺瘤未检出。PET/MR均全部检出。
2.2.5PET/CT漏诊病灶分析PET/CT漏诊的31个病灶中，全部为病灶最大径＜
3.0cm者，其中28个（90.33%）为FDG摄取未明显高于脑实质者，29个（93.55%）为不伴瘤周水肿者，20个（6
4.52%）为来源于肺癌脑转移瘤者。
3讨论
PET/CT在肿瘤的运用已得到临床广泛认可，尤其对于肿瘤术前全身评估、后疗效评估有重要价值，但对于颅脑肿瘤的诊断价值仍有一定的局限性。研究表明，18F-FDG PET/CT脑肿瘤成像的诊断价值存在争议，其敏感度与特异度分别是25%~ 100%与22%~100%［11］。由于脑组织无糖原储备，葡萄糖是脑组织唯一的能量代谢底物，脑细胞缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，这些因素使脑组织成为生理学高度浓聚18F-FDG的器官，基础代谢率较高。18F-FDG 的摄取程度与肿瘤的组织来源、病理类型、肿瘤活性细胞所占比例相关［12］。
本研究中，PET/MR比PET/CT共多发现31个病灶，分析其原因如下：（1）2台设备存在差别，首先是探测器不同。本研究中PET/MR探测器为硅光电倍增管（SiPM），轴向长度更长，系统灵敏度与时间分辨率更高［13］。其次是衰减校正原理不同。PET/CT 能够直接利用CT获取的信息对PET发射的γ射线衰减进行校正，而PET/MR的图像衰减校正（MR attenuation correction，MRAC）方法较PET/CT复杂。除了探测器与衰减校正原理不同之外，示踪剂生物代谢情况、兴趣区的勾画及病灶自身
特点都会在一定程度上增加参数的变异性。这些因素使得PET/ MR拥有更清晰的影像、更高的病灶放射性浓聚以及更大的T/B值。（2）MR与CT影像分辨率存在差别。MR具有更高的软组织分辨率，且颅底伪影干扰小，容易发现颅内病灶，已得到业内共识。本研究中PET/CT显示阴性的31个病灶中有24个（77.42%）MR示阳，还有另外7个（22.58%）病灶仍要依赖于PET/MR的高T/B值才得以检出。（3）扫描时间的影响。有研究者认为PET/MR成像是在PET/CT成像后进行，延迟显像时，病灶SUV值增加、本底摄取减低，T/B值增大［14］。孙洪赞等［15］研究显示，在全身PET/CT扫描后（78±35）min行全身PET/MR扫描，PET/MR所得的T/B值显著高于PET/CT。既往诸多研究者在对肺、膀胱、胰腺等部位肿瘤行双时相PET/CT检查时，早期与延迟扫描间隔时间在1~6h 不等，延迟期所得SUV max及T/B值显著高于早期［16-18］。但是，对于间隔时间的阈值鲜有报道。本研究中2次检查间隔时间仅为（16.39±3.38）min，且病灶的SUV max-MR与SUV max-CT有良好的相关性（r= 0.799），2台设备上病灶总体T/B值差异无统计学意义，所以笔者推测本组研究结果未受到扫描间隔时间影响。
Bland-Altman分析结果显示，40个FDG摄取明显高于脑实质的病灶中，2台设备影像T/B值一致性较好，病灶检出率差异没有统计学意义，病灶检出依赖于18F-FDG高摄取；另38个摄取未明显高于脑实质的病灶中，PET/CT漏检28个病灶，PET/MR的较高检出率是MR较高软组织分辨率和一体化PET/ MR设备硬件优势共同作用的结果。肺癌脑转移瘤的46个病灶PET/MR图像T/B值高于PET/CT，2台设
备图像T/B值一致性欠佳，说明2台设备病灶T/B值的差异与病理类型相关。因此，本研究中PET/CT漏检病灶是受2台设备硬件的差别、MR的较高软组织分辨率及病灶的病理类型共同作用的结果，但主要依赖于MR的较高软组织分辨率，而没有受到延迟显像的影响。一体化PET/MR可实现2种分子影像信息的同步采集，MRI良好的空间分辨率与PET的代谢高敏感性相结合，充分发挥PET与MRI联合的优势［19］。PET/MR已越来越广泛地应用于临床，并为临床提供可靠的、与PET/CT相似的半定量诊断信息。Catalano等［20］对134例肿瘤患者的全身显像进行了比较研究，结果显示54.3%的患者两者诊断结果一致，41%的患者PET/MR诊断效能优于PET/CT，这与本组研究结果（40.63%）相近。
本研究中一体化PET/MR对颅内病灶的检出率明显高于PET/CT，尤其是18F-FDG摄取未明显高于脑实质的病灶、瘤周无水肿病灶、最大径＜3.0cm病灶以及来源于肺癌的脑转移瘤病灶。有40.63%（13/ 32）的患者因为局部PET/MR影像发现更多病灶而改变方案。本研究运用全身PET/CT加颅脑局部PET/MR扫描，颅脑局部PET/MR扫描可以全面、清楚地检出颅内病灶，全身PET/CT影像可以对除颅脑以外其他部位准确评估，在注射一次示踪剂的情况下，完成2台设备的检查，既可以为患者节约检查费用，降低辐射剂量，又能在保证影像质量的前提下
全面地了解全身情况，为临床分期、确定方案提供精确可靠的依据。
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（2020-10-15收稿2020-12-28修回）
（本文编辑李志芸）
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