18F-FDG PET-CT双时相显像及腹腔积液代谢测定对腹腔积液性质的鉴别诊断

摘要

背景:
　　 正常人腹膜腔内有少量液体，对内脏起润滑作用，其体积一般应少于200ml。各种病理状态下导致腹腔内液体量超过200ml时，称为腹腔积液（也称为腹水）。临床工作中，通常将恶性肿瘤或其腹腔转移为主要原因所致的腹腔积液称作恶性腹腔积液，其余非恶性肿瘤病因所致腹腔积液如肝源性、心源性、肾源性及营养缺乏性腹腔积液等统称为良性腹腔积液。
　　 以腹腔积液为首发病症的患者，尽快查明积液原因、明确积液性质是患者和医生面临的共同任务。恶性肿瘤细胞悬浮于腹腔积液内或定植于腹膜或其他腹腔脏器表面形成转移灶，通过腹腔积液细胞学检查发现恶性肿瘤细胞可直接确立恶性腹腔积液的诊断，而腹腔积液细胞学检测灵敏度只有30％～50％，多数恶性腹腔积液的性质难以经腹腔积液细胞学检测直接明确诊断，而腹腔积液细胞学检测阴性者又难以排除恶性腹腔积液的可能。超声、CT、MRI等检查是一种局部的解剖结构检查，加之腹腔脏器形态多变、肿瘤密度与腹腔脏器密度对比不著、肿瘤或转移灶位置隐匿等原因，部分腹腔积液患者经超声、CT、MRI、血生化及腹腔积液细胞学检测等常规检查后，积液原因、性质仍难以明确。
　　 随着PET-CT临床应用的不断深入，18F-脱氧葡萄糖(18F-FDG) PET-CT在肿瘤的早期诊断和分期中发挥了重要作用，在腹腔积液性质的鉴别诊断中也日渐被临床重视。由于18F-FDG为非特异性肿瘤显像剂，18F-FDG PET-CT常规显像中肿瘤定位诊断对恶性腹腔积液患者肿瘤原发灶及转移灶定位诊断存在一定的假阳性和假阴性。为提高18F-FDG PET-CT的诊断效率，双时相显像在不少疾病的PET-CT诊断中得以应用，如肺结节的诊断等。对于腹腔积液的患者，除了应用双时相显像外，通过观察积液的放射性分布情况也可获得积液的代谢信息，从而提示积液的性质。但迄今为止，腹腔积液代谢方面的研究尚未见报道。
　　 本课题分以下两个部分重点探讨了18F-FDG PET-CT检查中“双时相显像”和“腹腔积液代谢测定”对良、恶性腹腔积液的鉴别诊断价值，同时对腹腔积液代谢测定在恶性腹腔积液患者预后评价中的价值进行了初步探讨:
　　 一、18F-FDG PET-CT双时相显像对腹腔积液患者肿瘤原发灶及腹膜转移灶的定位诊断价值;
　　 二、18F-FDG PET-CT显像中腹腔积液代谢测定对良、恶性腹腔积液的辅助诊断及预后评估价值。
　　 第一部分:18F-FDG PET-CT双时相显像对腹腔积液患者肿瘤原发灶及腹膜转移灶的定位诊断价值
　　 目的:
　　 通过对腹腔积液患者18F-FDG PET-CT双时相显像及CT图像的分析对照，探讨18F-FDG PET-CT双时相显像对腹腔积液患者肿瘤原发灶及腹膜转移灶的定位诊断价值。
　　 资料及方法:
　　 回顾性分析2010年10月至2012年10月在笔者所在医院行18F-FDG PET-CT检查的腹腔积液患者89例，所有患者均于常规显像后行腹部延迟显像（双时相显像）。经临床随访、腹腔镜、腹腔积液细胞学、手术病理等最终明确诊断，包括良性腹腔积液21例、恶性腹腔积液68例，所有患者PET-CT检查前均无恶性肿瘤手术及其他治疗史。PET-CT及CT图像定位诊断分别由两名具有核医学及CT影像阅片经验的主治医师独立阅片，诊断意见不一致时，经相关医师共同阅片并讨论决定。利用感兴趣区(ROI)工具，分别测定肿瘤原发灶、腹膜转移灶的最大标准摄取值（SUVmax），多发腹膜转移灶者取SUVmax最高值纳入统计，腹膜炎患者测定放射性摄取最高区域的腹膜SUVmax，无腹膜炎的良性腹腔积液患者测定肠系膜SUVmax值。
　　 采用统一的诊断标准对PET-CT及CT图像定位诊断的结果区分阴性和阳性，分别计算18F-FDG PET-CT双时相显像及同机CT对肿瘤原发灶及腹膜转移灶定位诊断的灵敏度、特异性、准确性、阳性预测值及阴性预测值等指标，计算双时相显像病变的18F-FDG延迟上升率(increased rate of delay imaging，IRDI)。应用SPSS18.0统计分析软件对资料进行统计学处理及分析，率的比较采用四格表x2检验，定量资料两组间比较采用独立样本t检验，以约登指数(Youden index=Se+Sp-1)之最大点法确定各项指标的最佳判断标准（截断点），利用ROC曲线比较常规显像及延迟显像SUVmax值、双时相显像IRDI对肿瘤原发灶和腹膜转移灶的诊断价值，P＜0.05定义为有统计学差异。
　　 结果:
　　 1、18F-FDG PET-CT双时相显像明显提高了肿瘤原发灶的检出率，尤其是原发性肝癌、胃癌和胰腺癌，正常肝脏、胃及胰腺随时间的延长生理摄取减低而肿瘤的FDG摄取出现升高，表现为“水落石出”的典型征象。双时相显像对恶性肿瘤原发灶定位诊断的灵敏度、准确率分别为76.5％、74.2％，同机CT对恶性肿瘤原发灶定位诊断的灵敏度、准确率分别为54.4％、53.9％，前者明显高于后者(x2=7.315,7.905;P均＜0.05)。
　　 2、18F-FDG PET-CT双时相显像可降低胃肠道蠕动和生理摄取的干扰，提高腹膜转移灶定位诊断的准确性。双时相显像对恶性腹腔积液患者腹膜转移灶定位诊断的灵敏度、特异性、准确性及阳性预测值分别为64.7％、85.7％、69.7％和93.6％，同机CT对恶性腹腔积液患者腹膜转移灶定位诊断的灵敏度、特异性、准确性及阳性预测值分别为47.1％、57.1％、49.4％和78.1％，前者明显高于后者(x2=4.29,4.20,7.56,4.51;P均＜0.05)。
　　 3、双时相显像肿瘤原发灶的IRDI为（45.0±63.1）％，腹膜转移灶为（13.6±41.2）％，腹膜良性病变为（-8.0±27.6）％，腹膜良性病变的IRDI值明显低于前两者（t=3.71，2.22;P均＜0.05），其中肿瘤原发灶的IRDI为最高。
　　 4、肿瘤原发灶的判断标准。以常规显像SUVmax＞3.0为标准判断恶性腹腔积液患者肿瘤原发灶的灵敏度、特异性、准确性分别为64.7％、80.9％和68.5％，约登指数为0.456;以延迟显像SUVmax＞3.0为标准判断恶性腹腔积液患者肿瘤原发灶的约登指数为0.714;以双时相显像IRDI＞15％为判断标准的约登指数为0.533，三者的约登指数均大于相应指标其它水准的约登指数。常规显像SUVmax、延迟显像SUVmax及双时相IRDI三者ROC曲线下面积分别为0.764(P＜0.05)、0.900(P＜0.05)、0.778(P＜0.05)，表明三者对恶性腹腔积液患者肿瘤原发灶的诊断均具较高价值。
　　 5、腹膜转移灶的判断标准。分别以常规显像SUVmax＞2.0、延迟显像SUVmax＞2.0、双时相显像IRDI＞10％为标准，对腹膜转移灶诊断的约登指数分别为0.149、0.452和0.317，高于相应指标其他水准的约登指数。常规显像SUVmax、延迟显像SUVmax、双时相显像IRDI三者的ROC曲线下面积分别为0.620(P＞0.05)、0.860(P＜0.05)、0.724(P＜0.05)，表明延迟显像SUVmax和双时相显像IRDI对腹膜转移灶的诊断效率较高，而常规显像SUVmax曲线下面积小、对腹膜转移灶的诊断价值有限。
　　 结论:
　　 1、18F-FDG PET-CT双时相显像有效避免了腹腔脏器FDG生理性摄取较高而部分原发肿瘤FDG早期摄取“不够突出”的局限，延迟显像脏器生理摄取减低而肿瘤的FDG摄取出现升高，使肿瘤表现为“水落石出”的典型征象，对恶性腹腔积液患者肿瘤原发灶定位诊断的效率明显提高。
　　 2、18F-FDG PET-CT双时相显像结合胃肠道对比剂的应用，可有效降低胃肠道蠕动和生理摄取的干扰，提高腹膜转移灶定位诊断的准确性，对恶性腹腔积液患者腹膜转移灶定位诊断的效率明显提高，有利于腹腔积液性质的鉴别诊断。
　　 3、在18F-FDG PET-CT双时相显像中，以常规或延迟显像SUVmax＞3.0、双时相显像IRDI＞15％为判断标准，诊断恶性腹腔积液患者肿瘤原发灶具有较高价值。
　　 4、以18F-FDG PET-CT延迟显像SUVmax＞2.0、双时相显像IRDI＞10％为判断标准，对于腹膜转移灶的诊断具有较高价值;单独常规显像SUVmax对腹膜转移灶的诊断价值有限。
　　 第二部分:18F-FDG PET-CT显像中腹腔积液代谢测定对良、恶性腹腔积液的辅助诊断及预后评估价值
　　 目的:
　　 分析良、恶性腹腔积液患者18F-脱氧葡萄糖(18F-FDG) PET-CT显像腹腔积液代谢的特点，探讨腹腔积液代谢测定在腹腔积液辅助诊断中的价值及对恶性腹腔积液患者预后的评估作用。
　　 资料及方法:
　　 回顾性分析行首次18F-FDG PET-CT检查前病因不明、但随访诊断明确的腹腔积液患者55例，包括良性腹腔积液19例、恶性腹腔积液36例。分别测定常规显像和延迟显像腹腔积液标准摄取值(standardized uptake value，SUV)，包括最大标准摄取值（SUVmax）及平均标准摄取值（SUVmean），分别计算其与正常肝脏的比值（分别记作T/NTmax和T/NTmean），记录腹腔积液CEA、CA125及CA199测定结果并随访患者的生存期。腹腔积液18F-FDG代谢判定为腹腔积液放射性分布升高、肝影模糊者定义为腹腔积液代谢阳性，反之定义为腹腔积液代谢阴性。18F-FDG PET-CT未发现明确的异常代谢灶或异常肿物、发现异常代谢灶或异常肿物但诊断为炎症等良性病变者、诊断不明确建议进一步检查者均定义为PET/CT定位诊断阴性，发现明确的异常代谢灶诊断为恶性肿瘤或转移可能大者定义为PET/CT定位诊断阳性。PET/CT检查前及其后2周内任一次腹腔积液细胞学检查发现癌细胞即为腹腔积液细胞学检查阳性，反之为腹腔积液细胞学检查阴性。
　　 计算18F-FDG PET/CT腹腔积液代谢、肿瘤定位诊断及腹腔积液细胞学检查鉴别腹腔积液的灵敏度、特异性、准确性等指标，行x2检验。分别统计常规显像和延迟显像良性腹腔积液和恶性腹腔积液的SUVmax、 SUVmean、T/NTmax及T/NTmean，行两独立样本t检验。以约登指数（Youden index=Se+Sp-1）之最大点法确定各项指标的最佳判断标准（截断点）。利用ROC分析工具，比较常规显像腹腔积液T/NTmean、延迟显像T/NTmean、常规显像SUVmean、延迟显像SUVmean、腹腔积液CEA、腹腔积液CA125及腹腔积液CA199对不明原因腹腔积液的诊断价值，利用线性回归分析腹腔积液T/NTmean与患者生存时间的关系。
　　 结论:
　　 1.恶性腹腔积液患者18F-FDG PET/CT显像除可表现为高代谢的原发灶或/和转移灶外，腹腔积液代谢升高，与肝脾代谢水平相接近，MIP图像上肝脾影像边界模糊，表现为“肝脾淹没征”。利用腹腔积液代谢水平作为恶性腹腔积液鉴别诊断的一项观察指标，与肿瘤定位诊断相互补充，具备较高的辅助诊断价值。
　　 2.在18F-FDG PET-CT常规显像和延迟显像中，以腹腔积液SUVmean＞1.0或以腹腔积液与正常肝脏SUVmean的比值T/NT＞0.5为判断标准均可对良、恶性腹腔积液进行有效地鉴别，腹腔积液SUVmean＞1.0或T/NT＞0.5均可考虑恶性腹腔积液的诊断。
　　 3.腹腔积液患者的生存期与T/NT之间存在着较密切的负相关关系，即在不考虑患者治疗影响的情况下，积液T/NT值越高，患者的生存期可能越短。
　　 结果：
　　 1.恶性腹腔积液患者18F-FDG PET/CT显像除可表现为高代谢的原发灶或/和转移灶外，腹腔积液代谢均匀性升高，高于正常肌肉组织，与肝脾代谢水平相接近，肝脾淹没于腹腔积液之中，最大密度投影图(MIP)上肝脾影像边界模糊，表现为“肝脾淹没征”，延迟显像上述特征更为显著。腹腔积液代谢判断恶性腹腔积液的灵敏度、特异性及准确性分别为75.0％、94.7％和81.8％，其灵敏度及准确性明显高于腹腔积液细胞学检测(x2=6.98，4.58;P均＜0.05)，其特异性明显高于PET/CT肿瘤定位诊断(x2=5.70，P＜0.05)。
　　 2.常规显像良、恶性腹腔积液患者的积液SUVmean分别为0.72±0.22和1.37±0.38，后者明显高于前者（t=6.82，P＜0.05）;常规显像良、恶性腹腔积液的T/NTmean分别为0.38±0.10和0.68±0.17，后者明显高于前者（t=7.21，P＜0.05）。恶性腹腔积液患者中细胞学检查阳性者的常规显像T/NTmean值为0.76±0.14，细胞学检查阴性者的常规显像T/NTmean值为0.62±0.16，前者明显高于后者（t=2.80;P＜0.05）。延迟显像良性腹腔积液患者的积液SUVmean较常规显像呈下降趋势但变化不著（P＞0.05），恶性腹腔积液患者的积液SUVmean较常规显像呈上升趋势但无统计学差异（P＞0.05）。
　　 3.以常规显像和延迟显像积液SUVmean＞1.0作为恶性腹腔积液的判断标准具有较高的诊断效能（约登指数分别为0.620、0.673），以T/NTmean＞0.5作为常规显像和延迟显像判断恶性腹腔积液的标准亦具较高的诊断效能（约登指数分别为0.650、0.675）。常规T/NTmean、延迟T/NTmean、常规SUVmean、延迟SUVmean、积液CEA、积液CA125、积液CA199 ROC曲线下面积分别为0.837(P＜0.01)、0.871(P＜0.01)、0.805(P＜0.01)、0.836(P＜0.01)、0.707(P＜0.05)、0.561(P=0.463)、0.664(P＜0.05)。腹腔积液SUVmean、T/NTmean曲线下面积明显大于各项腹腔积液肿瘤标志物检测，其中以延迟显像T/NTmean曲线下面积为最大(0.871)。
　　 4.腹腔积液患者生存期与双时相显像T/NTmean之间的关系经线性回归分析，相关系数分别为-0.647和-0.648，P均＜0.01，说明腹腔积液患者的生存期与T/NT之间存在着较密切的负相关关系，即腹腔积液患者随积液代谢升高其生存期下降。