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1、.18F-FDG、11C-Choline PET/CT 显像与MRI鉴别诊断脑肿瘤放射性坏死与复发的对比研究摘要 目的 评价18F-FDG、11C-Choline PET/CT 显像、MRI在脑肿瘤放疗后坏死与复发鉴别诊断中的价值。方法 脑瘤放疗后怀疑复发或放射性坏死患者共55例，分别行MRI、11C-choline和18F-FDG PET/CT检查,检查结束后每个病例随访时间均为6个月以上，病理和随访结果与PET/CT显像和MRI检查结果比较。结果 18F-FDG、 11C-Choline PET/CT显像及MRI对脑肿瘤放疗后坏死与复发鉴别诊断的准确率分别为72.7%、90.9%、85.5
2、%。经统计学处理，X2 =6.79，p<0.05，三种方法的准确性差异有统计学意义；阳性预测值分别为：76.9、92.3、87.2；阴性预测值分别为：62.5、87.5、81.3。结论 11C-Choline、18F-FDG PET/CT显像对于鉴别脑肿瘤放疗后复发及坏死提供了MRI检查外一种有效的检查手段，对MRI鉴别坏死及复发有困难的病例，可考虑选择11C-Choline、18F-FDG PET/CT显像。 关键词 脑肿瘤；肿瘤复发；放射性坏死；PET；MRI Contrast analysis of differentiation between radionecrosis and
3、 brain tumor recurrence with 18F-FDG, 11C-Choline PET/CT and MRIAbstract Objective To evaluate the differential value between brain tumor recurrence and radionecrosis with 18F-FDG, 11C-Choline PET/CT and MRI comparatively. Methods 55 patients with suspected brain tumor recurrence or radionecrosis af
4、ter radiotherapy underwent MRI, 11C-choline and 18F-FDG PET/CT examination respectively, then, all cases had a follow up of six months at least. The comparison between medical images and pathological or follow up outcomes was performed. Results The diagnostic accuracy with 18F-FDG, 11C-Choline PET/C
5、T and MRI was 72.7%, 90.9%, and 85.5% respectively, and the difference was statistical significance(X2 =6.79, p<0.05);Positivepredictivevalue was 76.9、92.3、87.2 respectively；Negativepredictivevalue was 62.5、87.5、81.3respectively.Conclusion 11C-Choline and 18F-FDG PET/CT provide the alternative im
6、aging ways to distinguish recurrent brain tumor from radiation necrosis except for MRI. 11C-Choline or 18F-FDG PET/CT imaging could be applied in the undistinguishable cases with MRI. Key words Brain tumor； Tumor reccurence；Radionecrosis；PET；MRI 放射治疗在脑肿瘤的治疗中占有重要地位，但是脑部肿瘤放疗后放射性损伤和肿瘤复发在临床表现及常规影像学表现上都十
7、分相似, 正确加以鉴别直接影响着治疗方法的选择和预后。本研究对比分析55例脑肿瘤放疗后同期行MRI、18F-FDG 及11C-CholinePET显像的检查结果，以期了解18F-FDG 及11C-胆碱PET/CT显像在脑胶质瘤治疗后肿瘤残留判断方面的价值。资料和方法一、 临床资料抽取2005年4月到2008年3月我院的脑瘤放射治疗后怀疑复发或放射性坏死患者共55例, 男45例, 女10例, 年龄1779岁, 平均56.6岁。其中脑胶质瘤患者37例，脑神经母细胞瘤1例，脑淋巴瘤1例，脑生殖细胞瘤1例，脑转移瘤15例( 肺癌脑转移患者9例,乳腺癌脑转移患者2例，膀胱癌1例，肾癌1例，鼻咽癌1例，原
8、发灶不明1例)。所有病例均为放疗后半年内出现相应症状。 所有患者放射治疗前行体格检查和MRI、11C-choline和18F-FDG PET/CT检查, 除放射治疗外,所有病例均无引起中枢神经系统损伤的并发症( 如急性脑血管意外、急性心肌梗死、严重感染、重症肝肾功能障碍等) ，未接受其他创伤性检查。二、PET/CT显像1.仪器。 显像仪器为Siemens 公司出品的Biograph Sensation 16 PET/CT（2007年10月以前）或Biograph Sensation 64 PET/CT扫描仪（2007年10月以后）。 2.显像剂。 18F和11C由回旋加速器生产（ RDS 11
9、1，美国CTI公司及HM7，日本住友公司），11C-Choline和18F -FDG由北京派特生物技术有限公司提供的11C -Choline模块和18F-FDG模块合成，放化纯度均>95%，并经无菌、无热原、内毒素检测合格。3.显像方法。18F-FDG显像在静脉注射示踪剂296-444MBq（8-12mci）后30分钟后进行，注射前处安静、避光状态,并保持安静至显像前；11C-Choline PET显像于静脉注射示踪剂296-370MBq（8-10mci）后1015min进行。CT图像扫描参数：电压120kv，电流50mAs，准直/层厚5.0/0.75mm，0.5ms/转，螺距1.25，
10、FOV 300mm。在同一范围用三维模式采集PET图像，扫描1个床位，PET扫描采集时间为6-10 min 。机器自动利用CT数据对PET图像进行衰减校正，进行图像重建和融合。图像采用OSEM（有序子集最大期望值法）迭代重建，重建次数为6，子集（subsets）为16。采集结束后计算机自动进行迭代法重建，进行PET和CT的图像融合，分别获得各种断层的PET、CT及PET/CT图像。图像经衰减校正及迭代法重建后，经Wizard工作站MSV软件观察病例，手动勾画软件勾画感兴趣区（ROI），可分别测得脑肿瘤病灶及正常脑组织PET及CT的大小、SUV值等。三、MRI检查。 仪器为GE公司1.5TMRI
11、, MRI检查包括T1加权像、质子密度像、T2 加权像和增强T1加权像。四、病理诊断和随访方法。所有病例中17例患者接受手术病理证实（7例胶母级胶质瘤，3例级胶质瘤，1例II级胶质瘤，1例转移瘤复发，5例放射性坏死为主）、4例立体定向穿刺获得病理（均为复发），其余病例随访证实,随访的方法为每3个月行一次MRI检查，如果病灶缩小或经抗放射性脑病治疗有效则认为是放射性脑病，如果病灶进行性增大则认为复发。每个病例随访时间均为6个月以上，病理和随访结果与PET/CT显像和MRI检查结果比较，计算其准确率，上述病例随访率100%。五、统计学方法。以上实验均采用统计学软件SPSS15.0 for wind
12、ows完成，实验数据处理运用卡方检验。 结 果一、经病理及随访证实55例患者中复发39例，放射性坏死16例。55例患者中，11C-Choline PET/CT显示11C-Choline异常浓聚诊断为复发的为38例，其中有2例为假阳性，病理证实为1例为胶质增生，另一例为放射治疗后炎性肉芽肿；显示11C-Choline摄取低下或缺损诊断为坏死的为17例，其中有3例假阴性。18F-FDG PET/CT显示FDG异常浓聚诊断为复发的为36例，显示FDG摄取低下或缺损诊断为坏死的为19例。MRI显示肿瘤复发37例，放射性坏死18例。11C-Choline、18F-FDG PET/CT显像及MRI对脑肿瘤
13、复发及坏死的判断结果见1。表1 11C-Choline、18F-FDG PET/CT显像及MRI对脑肿瘤复发及坏死的判断结果 18F -FDG 11C-Choline MRI最终诊断 n + - + - + - 复发 39 30 9 36 3 34 5 放射性坏死 16 6 10 2 14 3 13 结果显示：18F-FDG、 11C-Choline PET/CT显像及MRI对病灶判断的阳性预测值分别为：76.9、92.3、87.2；阴性预测值分别为：62.5、87.5、81.3；准确率分别为72.7%、90.9%、85.5%，经统计学处理，X2 =6.79，p<0.05，三种方法的准确
14、性差异有统计学意义。 二、典型病例：病例1：男，68岁，2004年11月右下肺结节手术，病理：低分化癌，含神经内分泌瘤成分，当时分期其为T2N2M0，术后化疗多次。2006年11月 左小脑发现转移，放疗，2008年2月 MRI发现左小脑半球病灶伴水肿，增强后大小为1.0×1.3cm，MRS未见胆碱峰，考虑放疗后改变。18F-FDG PET示该病灶未见FDG摄取，11C-Choline PET显像见该病灶呈高摄取，提示复发（图1）。2008年5月复查MRI，结果示左小脑半球病变增大，2.2×1.9cm，考虑复发可能。随后患者接受伽玛刀治疗。第一排第二排第三排第四排冠状位 矢状
15、位 横断位图1 （第一、二排分别为11C-Choline PET图像、PET/CT图像；第三、四排分别为18F-FDG PET图像、PET/CT图像；从左向右分别为冠状位、矢状位、横断位）11C-Choline PET显像见该病灶呈高摄取（第一排，红箭）；18F-FDG PET左小脑病灶未见FDG摄取（第三排）。 病例2：患者，女性，2003年3月因左侧颞叶胶质瘤II级手术，术后行放射治疗。术后2年（2005年8月）MRI发现左侧颅底占位，怀疑复发。18F-FDG PET及11C-Choline PET均示该病灶呈高代谢，考虑为肿瘤复发（图2），但手术结果病理诊断为肉芽肿组织，未见肿瘤细胞。结
16、合临床考虑可能与原放射治疗有关。 18F-FDG PET/CT 图像 11C-Choline PET/CT图像图2 18F-FDG PET示右侧颅底脑组织FDG高摄取(红箭)；11C-Choline PET示该病变胆碱代谢异常增高(红箭)。 讨 论鉴别放射性脑损伤和肿瘤复发是当前脑肿瘤研究方面的难题之一, 因为两者的临床特征和神经影像学的表现都有相似之处。尽管有众多的非侵袭性影像技术被用作鉴别诊断手段, 然而没有证据证明其中的某一项研究在诊断灵敏度和特异性方面肯定优于其他一项。因此临床在选择何种影像技术要由其实用性、肿瘤的部位和大小及临床判断来决定。当然精确的鉴别诊断最终依赖于切除标本的组织学
17、检查。而最终的鉴别结果直接影响治疗方案的取舍，对于神经临床医生来讲, 脑肿瘤复发和放射性脑损伤的鉴别诊断非常重要,在最终确诊之前制定治疗计划一定要慎重, 以免给患者造成不应有的严重后果1,2。一般说来MRI对于脑肿瘤患者可提供很好的解剖图像，但仍有其局限性。MRI较难准确区别肿瘤残留与手术后早期手术本身造成的影响，因为手术区肉芽组织增生、血脑屏障破坏以及肿瘤残留组织在，MRI上经常表现为不同程度的强化影。更为重要的是恶性肿瘤放射治疗后放射性脑损伤与肿瘤术后放射治疗后的肿瘤残留皆可表现为逐渐增大的强化灶、水肿和占位效应以及局部坏死、囊变等，这给MRI在鉴别诊断上带来一定的困难，病理学研究表明，复
18、发的肿瘤组织常常与放射性坏死组织混杂存在，在MRI上鉴别这种混杂状态非常困难,因此仅靠MRI对鉴别放射性坏死与复发是不够的3，本研究亦表明MRI在鉴别脑肿瘤放射性坏死及复发的准确率相对较低，为85.5 %。由于18F-FDG PET/CT显像原理是恶性肿瘤组织中肿瘤细胞代谢增强、细胞增殖加快从而使葡萄糖转运蛋白mRNA增加和葡萄糖转运蛋白水平相应提高，葡萄糖的类似物FDG可以在高代谢部位、恶性肿瘤组织等处异常浓聚，所以18F-FDG PET/CT显像能无创、定量、动态地从细胞分子水平观察肿瘤组织特有的生物学特性，因此，在肿瘤病变的定性上有较高的特异性和准确性1,2。另外，18F-FDG PET
19、显像还可用于脑部肿瘤恶性程度的判断，Buchpiguel等4的研究证实，根据局部病变有无明显FDG摄取可以将放射治疗后的脑坏死与肿瘤残留区别开来。高度恶性肿瘤的无氧酵解高于低度恶性肿瘤，18F-FDG PET显像可以探测肿瘤细胞生理生化过程，定量测定脑肿瘤的葡萄糖代谢率。Meyer5用绝对定量法测定了23例脑胶质瘤的葡萄糖代谢率，对其进行分级，结果显示低度恶性胶质瘤的葡萄糖代谢率为（4.0±1.8）mg (100g)-1min-1，高度恶性胶质瘤为（7.4±3.5）mg (100g)-1min-1。但实际应用中FDG PET鉴别脑肿瘤放疗后坏死及复发时，仍有一定的假阴性和假
20、阴性存在，本研究表明单独应用18F-FDG PET/CT显像鉴别脑肿瘤放疗后坏死及复发的准确率为72.7%，是三种方法中最低的，我们认为假阴性主要与两个因素有关： FDG在脑内有较高的本底，而脑部肿瘤放疗后代谢减低，对FDG的浓聚显著下降；与脑肿瘤的分化程度有关，有研究表明FDG的摄取与肿瘤的分化程度有关，分化程度低的肿瘤FDG摄取增高，分化程度好的脑肿瘤FDG的摄取与脑白质相似6，因此高分化的脑部恶性肿瘤易出现假阴性。假阳性主要与放射性坏死本生可能会产生一定的代谢（坏死组织周围炎性细胞摄取葡萄糖）有关，FDG由于会有相应的非特异摄取进而产生假阳性。因此，要提高脑部肿瘤放疗后坏死及复发的准确率
21、，还需要灵敏度更高的的非FDG显像剂。我们知道因为正常脑组织胆碱摄取量很低，而脑肿瘤的一个重要特征是细胞膜的合成明显增加，因此对于作为细胞膜合成主要成分的胆碱脑肿瘤的摄取率要较周围正常脑组织及坏死的脑组织高得多（瘤与脑的放射性摄取比约为11.0）7。 因此11C-Choline PET显像可提高脑肿瘤坏死及复发的诊断准确率，本研究表明11C-Choline PET/CT显像诊断准确率为90.9%，显著高于MRI及18F-FDG PET/CT显像。但11C-Choline PET/CT显像在鉴别脑肿瘤坏死及复发中也存在一定的假阳性及假阴性，本文中有2例假阳性，均为胶质增生，此与放疗后病灶边缘细胞
22、增殖活跃有关。假阴性3例，一例为星形细胞瘤II级,假阴性可能与分化良好有关，另两例为胶母IV级，假阴性的原因可能因距放疗放疗结束时间较短，均小于3月，放射治疗可能直接抑制了显像剂的摄取。有研究表明11C-Choline PET/CT显像假阴性者主要与肿瘤分级及血供有关，低级别的胶质瘤11C-Choline摄取率低，而高级别的胶质瘤11C-Choline摄取率高8。另外血供亦影响脑肿瘤对11C-Choline的摄取，血供丰富的脑瘤如脑脊膜瘤、血管母细胞瘤摄取率较高，而星形细胞瘤及多形性胶质母细胞瘤的摄取较低9。总之，11C-Choline、18F-FDG PET/CT显像对于鉴别脑肿瘤放疗后复发
23、及坏死提供了一种新的、有效的检查手段，所以对MRI鉴别坏死及复发有困难的病例，可考虑选择11C-Choline、18F-FDG PET/CT显像。但由于PET/CT显像也可出现假阴性，所以制定手术和放射治疗计划时，也要结合其它临床指标。参考文献1 Schaller BJ,.Modo M, Buchfelder M. Molecular Imaging of Brain Tumors: A Bridge Between Clinical and Molecular Medicine? Mol Imaging Bioll 2007 , 9: 60-71.2 Schaller B.Usefulnes
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