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第3节 PET-CT肺癌显像
一、肺癌PET-CT检查适应证
肺癌PET-CT检查的适应证为:
1.肺癌的诊断与鉴别诊断。
2.肺癌的分期和评价预后。
3.评价肺癌疗效,治疗后再分期。
4.监测肺癌术后转移与复发。
5.寻找肺癌原发灶。
6.辅助肺癌放疗,勾画生物靶区;穿刺活检定位。
二、肺癌PET-CT显像方式及诊断标准
(一)显像方式
目前,临床上广泛应用 18F-FDG作为肺癌PET-CT扫描显像剂。显像方式包括单时相法和双时相法两种,即早期显像和延迟显像。
单时相法(早期显像):患者于检查前4~6小时禁食,根据体重静脉注射 18 F-FDG,注射剂量0.12~0.15mCi/kg,静卧45~60分钟,嘱患者排尿后行全身或胸部PET-CT扫描;经过图像重建、融合,计算放射性浓聚感兴区(region of interest,ROI)的最大标准摄取值(max standardized uptake value,SUV max),作为半定量诊断参考。
双时相法(延迟显像):指注射显像剂2小时后,对早期显像中发现的放射性浓聚灶进行的局部PET-CT扫描,扫描参数和图像分析方法与早期显像一致,扫描后比较病灶SUV的变化。一般情况下恶性病灶的SUV值随时间延长而升高,良性病灶SUV值随时间轻度下降或无变化,从而有助于良、恶性病变鉴别。通过延迟显像还可计算感兴区的滞留指数,即(延迟显像ROI最大SUV-早期显像ROI最大SUV)÷早期显像ROI最大SUV×100%,以此作为半定量诊断参考。
患者在早期显像后,常需加扫肺部高分辨CT(high resolution CT,HRCT),层厚1.5mm或2.0mm,目的在于更清晰地显示肺内细微结构,如肺小叶气道及血管、小叶间隔、肺间质及1cm以下肺结节内部结构等。除此之外,也可行CT增强扫描以助于明确病灶性质、病灶范围及周围解剖。
(二)诊断标准
临床中PET显像结果多采用半定量法进行分析 [2]。目前国内外学者一般将SUV>2.5的病灶考虑为恶性,SUV<2.0的病灶考虑为良性,SUV2.0~2.5之间为临界范围;病灶滞留指数达20%~30%及以上,考虑为恶性,滞留指数低于20%考虑为良性 [3]。但由于SUV值受细胞分化和增殖能力、密度、含氧状态、Glut1水平、病变大小等因素影响,其值大于2.5只能作为鉴别良、恶性的一个参考指标,并不能绝对化,需结合病史、临床表现、实验室检查及其他影像学检查结果综合分析。
三、小细胞肺癌PET-CT表现
除部分细支气管肺泡癌和瘢痕癌外,小细胞肺癌与其他类型肺癌相比并无特征性PETCT表现。
(一)原发灶的PET-CT表现
1.中央型小细胞肺癌
以中央型多见,肿瘤发生于段及段以上支气管,可分为管内型、管腔型和管外型。早期在HRCT上表现为管腔内结节、肺叶或段支气管管壁增厚、或管腔轻度狭窄; 18F-FDG PET显像管腔内结节或增厚支气管壁呈局限性放射性分布浓聚。中、晚期多表现为肺门区肿块,边缘光滑清楚或毛糙,部分可见浅分叶,支气管腔不规则、狭窄或截断;PET显像肺门肿块FDG代谢异常增高,放射性浓聚灶边界常较清,病灶SUV最大值>2.5,延迟显像SUV值进一步升高,ROI滞留指数多为20%~30%以上(图8-1)。中、晚期肺癌因支气管梗阻常合并阻塞性肺炎或肺不张。阻塞性肺炎表现为肺段或肺叶实变影,放射性分布呈片状浓聚,代谢增高程度不均;阻塞性肺不张常表现为与肺门肿块相连续的条状、楔形或片状高密度区,而FDG代谢不增高(图8-2)。体积较大肿块常发生中心液化坏死,表现为肿块内的不规则低密度区,PET显像呈放射性分布稀疏缺损。
图8-1 左肺下叶中央型小细胞肺癌
A、B:CT示左肺下叶支气管周围软组织块影,边界不清,周围多发斑片影;C:PET-CT融合图像显示病灶内近左肺门处 18F-FDG放射性浓聚,SUVmax=5.1,周围并阻塞性不张及炎症
2.周围型
该型肺癌以腺癌和细支气管肺泡癌多见,小细胞癌相对较少。肿瘤起源于段以下的小支气管,影像学表现多样:CT多为肺外周的单发/多发结节或肿块,可有毛刺征、分叶征、胸膜凹陷征、血管集束征或支气管充气征,并可出现空洞或斑块样钙化; 18 F-FDG PET显像多数表现为团块或结节状放射性异常浓聚影,边界常较清,边缘或不规则(图8-3),较大病灶中央出现液化坏死或形成空洞时,PET图像呈局限性放射性分布缺损区,其外围呈环状高代谢。部分细支气管肺泡癌、高分化腺癌、类癌在PET显像时呈 18F-FDG低摄取,延迟显像SUV值无变化或轻微升高,ROI滞留指数低于20%,易造成假阴性;而大多数小细胞肺癌早期显像病灶SUV最大值>2.5,延迟显像增高,ROI滞留指数达20%以上, 18F-FDG PET-CT的诊断特异性与灵敏度较高。
(二)转移灶的PET-CT表现
小细胞肺癌生长迅速,转移较早,易发生血行和淋巴转移。
图8-2 左肺下叶小细胞肺癌合并阻塞性肺不张
A、B:示左肺下叶软组织影与肺门肿块相连,CT图像难以判断其性质及与肺门肿块关系;C、D:为同一层面PET与PET-CT融合图像,CT所示软组织影 18 F-FDG放射性浓聚程度显著低于肺门肿块,边界模糊,SUV=2.0,诊断为阻塞性肺不张
1.胸内转移
肺癌通过血行途径发生单侧和(或)双侧肺内转移,形成多发大小不等结节,境界较为清楚,放射性分布可呈不同程度浓聚;部分转移灶呈双肺广泛分布的粟粒样结节,PET显像可无 18F-FDG摄取。肺癌胸膜转移常表现为同侧/双侧胸膜结节或胸膜不均匀增厚,可单发或多发,胸腔积液常见;PET呈结节样、条带状或弥漫性 18 F-FDG放射性浓聚,部分较小的病灶可无放射性异常浓聚。心包转移时可见心包结节或增厚, 18 F-FDG呈高浓聚,伴或不伴心包积液。
2.淋巴结转移
(1)区域淋巴结转移:
表现为纵隔、肺门、锁骨上下区及肺内单发、多发或融合样的肿大淋巴结,单个淋巴结短径多大于1.0cm,病灶 18F-FDG摄取呈结节、团块样浓聚,SUV值多在2.5以上;PET-CT通过功能与解剖显像的优势互补,可对CT上短径小于1.0cm而PET上 SUV值大于2.5,以及PET上SUV值小于2.5而CT上短径大于1.0cm的淋巴结做出比较准确的诊断,从而减少了假阳性和假阴性(图8-4);基于PET显像的高敏感性,其对伴有钙化的转移淋巴结状态也可做出较明确判定。
图8-3 左肺下叶小细胞肺癌
A、B、C:同一横断面CT纵隔窗、肺窗及PET-CT融合图像,CT示左肺下叶底段软组织肿块,浅分叶,边缘毛刺,PET-CT融合像显示病灶呈放射性高浓聚,SUVmax=4.9
(2)远处淋巴结转移:
PET-CT全身显像能够发现分布于颈部、腋窝、腹腔及腹膜后区的肿大淋巴结,呈团块或结节状 18F-FDG放射性分布异常浓聚,肺癌淋巴结转移较少出现于腹股沟区,而颈部进行性增大包块也常是部分肺癌患者首先出现的体征。
3.肺外器官转移
(1)骨转移:
传统检查方法 99mTc-亚甲基二磷酸盐( 99mTc-MDP)全身骨显像对成骨性转移有很高的灵敏度, 18 F-FDG PET显像对溶骨性转移诊断灵敏度可达90%以上,而PETCT融合图像可除外骨折、炎症造成的PET显像假阳性,同时能发现部分放射性低摄取的成骨性转移,因此提高了诊断的特异性和准确率。小细胞肺癌骨转移以溶骨性和混合性为主;CT表现为骨皮质破坏缺损,局部小梁结构紊乱、密度减低或低密度区内伴有斑块状高密度影,部分病灶可见软组织肿块;PET显像溶骨性病灶多呈 18 F-FDG放射性高浓聚,成骨性转移灶常呈放射性低摄取或无摄取,混合性病灶内 18F-FDG放射性分布不均,坏死区一般呈放射性缺损改变(图8-5)。
图8-4 右下肺小细胞癌并左肺门淋巴结转移
A:右肺下叶肿块放射性浓聚,边缘多发毛刺;B、C、D:为同一横断面CT、PET及PET-CT融合图像,CT示左肺门小淋巴结,短径0.6cm,较难判断性质;PET及PET-CT融合图像示该淋巴结呈 18 FFDG高代谢,SUV=4.0,术后病理证实为转移
(2)脑转移:
图8-5 左肺上叶小细胞肺癌伴多发骨转移
A:PET-CT图像示左肺上叶 18F-FDG高代谢肿块;B、C、D:骨窗PET-CT融合图像显示骶骨、右髂骨、右股骨内局限放射性浓聚灶,局部骨质破坏
约90%的脑转移病例表现为“小病灶,大水肿”的特点,CT平扫在片状水肿区内可见单发或多发的结节样或不规则状瘤体,密度可为高、等或混杂密度,而部分较小病灶仅在增强时可显示;由于生理条件下脑实质的均匀高摄取,多数瘤体显影常被正常脑组织所掩盖,因此 18F-FDG PET对脑转移灶诊断的灵敏度相对较差,据文献报道 18F-FDG显像仅能发现60%~80%的肺癌脑转移,可表现为水肿带片状放射性分布缺损区内结节状高或稍高代谢灶,或位于脑实质均匀高代谢背景内的局限性更高代谢灶(图8-6),病灶与正常脑组织界限划定较困难。相对 18F-FDG, 11C-蛋氨酸( 11C-MET)和 11C-胆碱( 11C-choline)是更具优势的正电子脑显像剂,有较高靶本比,能够较清楚地显示瘤体位置、轮廓、中央坏死及瘤周水肿 [4]。
(3)肝转移:
小细胞肺癌肝转移PET显像表现为肝实质内类圆形的 18 F-FDG放射性浓聚灶,边界常较清,可单发或多发,病灶SUV值多大于2.5;CT平扫为肝内团块样稍低密度影,境界模糊,多发时可有融合,病灶内可伴液化坏死、囊变或钙化(图8-7)。 18 F-FDG PETCT检测肺癌肝转移的优势在于,一部分CT平扫中与正常肝组织间无确切密度差异的转移灶,在PET显像中可呈放射性高度浓聚,这在很大程度上提高了诊断的灵敏度并有助于早期发现转移,进而改变小细胞肺癌的临床分期。但对于部分 18F-FDG摄取阴性的可疑病灶,需通过CT或核磁增强加以鉴别。
图8-6 右上肺小细胞癌并颅内转移
A:PET-CT图像示右肺上叶分叶状软组织块影, 18F-FDG代谢不均匀增高;B、C、D:为同一横断面CT、PET及PET-CT融合图像,CT见右基底节区结节样略高密度影,周围水肿带,PET及PET-CT图像显示基底节区放射性异常浓聚灶, 18 F-FDG代谢显著高于正常脑组织,SUVmax=10.7
(4)肾上腺转移:
据统计,约10%~20%肺癌患者行腹部CT检查时会发现肾上腺增大,但其中约2/3为良性增生或无症状腺瘤,而PET-CT检查能较准确地诊断肾上腺转移与否。CT平扫发现单侧或双侧肾上腺区结节、肿块、局部或弥漫增粗,若同时伴有病灶 18F-FDG代谢呈条状、类圆形、结节状或块状异常增高,SUV值大于2.5,则考虑为肺癌肾上腺转移(图8-8),有研究显示其特异性为80%,灵敏度可达100%。
(5)胰腺及脾转移:
小细胞肺癌胰腺转移和脾转移发生概率相对较小,通常表现为胰腺或脾实质内的团块样 18F-FDG放射性浓聚灶,SUV值大于2.5,边缘多较清,CT平扫病灶呈低或等密度,境界模糊。
图8-7 右肺下叶小细胞肺癌并肝内多发转移
A:PET-CT图像示右肺门肿块放射性浓聚;B、C、D:为肝PET-CT融合图像,显示肝内多发类圆形稍低密度灶,境界模糊,病灶 18F-FDG代谢不同程度增高
四、小细胞肺癌PET-CT鉴别诊断
PET-CT鉴别诊断的难点是周围型的小细胞肺癌与肺结核球、炎性假瘤、肉芽肿的鉴别,以及孤立肺结节(solitary pulmonary nodule,SPN)的鉴别诊断。
(一)与肺结核鉴别
周围型肺癌和活动期结核PET显像均可呈结节或团块状 18F-FDG高摄取灶,SUV值通常大于2.5,并且延迟显像SUV值均随时间延长而增高,滞留指数可达20%以上。CT表现上周围型肺癌常有分叶征、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征,增强后病灶强化明显;而结核球边缘较光滑,多无分叶,密度较高,其内常见斑片或环状钙化,周围常有卫星灶,增强无强化或环形强化;病灶较大形成空洞时,癌性空洞多为偏心厚壁型,内壁不整,可见到结节样凸起,而结核常形成薄壁空洞,内壁光滑规整。此外弥漫型肺癌应注意与粟粒性结核相鉴别。因此,PET-CT鉴别周围型肺癌与肺结核通常更依赖二者的CT特征,并结合临床表现及其他辅助检查,而非通过PET放射性感兴区半定量分析。
图8-8 右上肺小细胞癌并左肾上腺转移及左侧第4肋骨、第4胸椎骨转移
A:PET-CT图像示右肺上叶肿块呈放射性浓聚,同一层面见左侧第4后肋及第4胸椎左侧椎板骨质破坏,局部放射性异常浓聚;B、C、D:为同一横断面CT、PET及PET-CT融合图像,CT示左肾上腺区软组织肿块,腺体显示不清,PET及PET-CT图像显示左肾上腺区团块样放射性异常浓聚影,SUVmax=8.3
(二)与炎性假瘤鉴别
肺炎性假瘤在CT上表现为边缘光滑、境界清楚的类圆形结节或肿块,密度均匀,常无分叶或浅分叶; 18F-FDG PET显像大多数炎性假瘤放射性分布与肺组织本底相同或略高,而明显低于纵隔血池;当病灶内出现部分炎性活动时,PET显像可呈放射性轻度浓聚,SUV常介于2.0~2.5之间,甚至大于2.5,类似周围型肺癌表现,为避免假阳性,可采用双时相法半定量分析进行鉴别:炎性假瘤延迟显像后病灶SUV值降低或保持不变,滞留指数低于20%,而肺癌SUV值多随时间延长进一步升高,滞留指数达20%~30%以上。
(三)SPN的鉴别诊断
孤立肺结节(SNP)是指肺内单发的圆形或类圆形结节,直径3.0cm以下,不伴纵隔、肺门淋巴结肿大或肺不张。虽然SNP以非小细胞肺癌常见,但也偶见于小细胞肺癌。SPN一般无临床症状,50岁以上吸烟人群中约有23%~51%肺部查体时可发现至少一个SNP,其恶性率随年龄增长而增加,约20%~40%;良性SNP中多为肉芽肿类病变,我国以肺结核最常见,其次为错构瘤 [1]。对SNP的定性诊断是影像学上的难题,PET-CT虽然具有高灵敏度和特异性,但诊断结论仍受结节高分辨CT表现、SUV值、滞留指数等诸多因素影响,常出现良恶性征象交叉情况。一般情况下, 18F-FDG半定量分析SUV>2.5,双时相扫描滞留指数高于20%~30%,同时高分辨CT显示结节形态不规则、分叶状、边缘毛刺等征象,多考虑为恶性病变;SUV<2.0,延迟显像滞留指数20%以下,且结节边缘光滑规整,或近呈片状、条形,多为良性病变;当SUV介于2.0~2.5之间,需结合滞留指数、高分辨CT表现及其他临床检查结果加以分析。
综上,由于许多小细胞肺癌和肺内良性病变的PET-CT表现复杂,特征性影像存在交叉,很多征象并不特异,在应用PET-CT诊断与鉴别肺肿瘤时,应将PET显像与CT表现综合分析,相互弥补,并通过全身显像观察有无远处放射性异常浓聚灶等佐证,提高良、恶性病变鉴别的准确率,同时结合患者年龄、职业、病史、临床表现、实验室检查以及以往影像学资料,对小细胞肺癌的诊断与鉴别诊断有很大帮助。