2. 同济大学附属东方医院核医学科, 上海 200120;
3. 北京大学肿瘤医院核医学科, 北京 100142;
4. 内蒙古医科大学附属医院核医学科, 呼和浩特 010050;
5. 哈尔滨医科大学附属第一医院核医学科, 哈尔滨 150001;
6. 河南省人民医院核医学科, 郑州 450003;
7. 首都医科大学宣武医院核医学科, 北京 100053;
8. 南京医科大学附属南京医院核医学科, 南京 210029;
9. 湖南省肿瘤医院核医学科, 长沙 410013;
10. 中山大学附属肿瘤医院核医学科, 广州 510060;
11. 大连医科大学附属第一医院核医学科, 大连 116011;
12. 上海联影医疗科技有限公司, 上海 201807
2. Department of Nuclear Medicine, Dongfang Hospital Affiliated to Tongji University, Shanghai 200120, China;
3. Department of Nuclear Medicine, Peking University Cancer Hospital, Beijing 100142, China;
4. Department of Nuclear Medicine, Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010050, Inner Mongolia, China;
5. Department of Nuclear Medicine, the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, Heilongjiang, China;
6. Department of Nuclear Medicine, Henan Provincial People's Hospital, Zhengzhou 450003, Henan, China;
7. Department of Nuclear Medicine, Xuan Wu Hospital, Capital Medical University, Beijing 100053, China;
8. Department of Nuclear Medicine, Nanjing Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing 210029, Jiangsu, China;
9. Department of Nuclear Medicine, Hunan Cancer Hospital, Changsha 410013, Hunan, China;
10. Department of Nuclear Medicine, Sun Yat-sen University Cancer Center, Guangzhou 510060, Guangdong, China;
11. Department of Nuclear Medicine, the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University, Dalian 116011, Liaoning, China;
12. Shanghai United Imaging Medical Technology Co., Ltd, Shanghai 201807, China
正电子发射计算机断层成像/磁共振(PET/MR)正从科研逐渐走向临床,但PET/MR临床应用仍面临挑战,甚至缺乏标准化PET/MR采集程序和后处理重建方案。目前,国内外关于一体化肝胆系统PET/MR标准化检查的探讨仍较少。为此,复旦大学附属中山医院联合10家联影一体化PET/MR的早期装机医院,在制定PET/MR全身显像工作流程及协议规划[1]的基础上,围绕肝胆系统疾病的一体化PET/MR应用进行了大量的临床探索及验证,并结合国内外指南、共识和文献,经多次讨论形成了专家共识,以期与国内同道进一步探讨、修订和完善一体化肝胆系统PET/MR检查规范。
1 肝胆系统PET/MR成像检查的价值相对于传统PET/CT检查,一体化肝胆系统PET/MR显像得益于MR图像优异的软组织对比,可显示一些被CT图像遗漏的病灶,进而有利于进一步鉴别这些病灶的良恶性。MR可对肝实质、胆道系统和脉管系统等进行综合评价,对肝包膜和肝内血管的显示优于CT,加之门控触发的MR图像与PET图像达到了较好的融合精度,PET/MR融合影像可评估传统PET/CT融合影像难以清晰显示区域的病灶。一项研究[2]发现,18氟-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)PET/MR对肝脏转移灶的诊断准确率为96.1%,高于PET/CT的82.4%。
当肝门周围胆道梗阻的肿块局限于胆管内,疑似浸润至基层或纤维组织时,依赖传统影像手段难以鉴别肿块的良恶性,且其组织病理学诊断困难,常被直接视作恶性肿块予以切除。MRI T1W序列、T2W序列及磁共振胰胆管造影(MRCP)可清晰显示肝门部解剖形态及病灶的浸润情况,PET/MR同步采集的特点保证了PET和MR图像的准确匹配,使病灶标准摄取值(SUV)的异常改变更易被识别,这保证了对肝门部胆管细胞癌的准确诊断。
肝脏局部治疗后,组织的解剖形态和信号特点发生改变,对PET图像中病灶及其邻近组织器官的精确定位造成了挑战。MRI对软组织解剖形态的准确性优于CT,也使得PET/MR融合影像在肿瘤再分期方面的准确性优于PET/CT融合影像。一项对55例肝肿瘤患者射频治疗术后的研究[3]比较了PET/MR和PET/CT的价值,结果示PET/MR可发现更多的肝内早期小病灶,对手术方案的调整起到了重要作用。
在肝脏的一些良性病变中,PET影像常表现为高浓聚,如肉芽肿、局灶性结节增生等;肿瘤化疗后出现的脂肪变性多表现为FDG的低浓聚,但在一些较罕见的肝脏脂肪变性患者中,局灶性脂肪变性也可表现为FDG高浓聚,与肝脏肿瘤转移容易混淆[4]。此类肝内良性病变的FDG异常浓聚对PET图像的解读造成了困扰,结合MR图像软组织对比、多对比扫描、功能成像以及额外提供的影像生物标志物,PET/MR融合影像可更好地实现鉴别诊断、预后判断和疗效评估。
PET/MR无CT带来的电离辐射,医生可在安全的辐射剂量范围内,更好发挥同位素药物显像的优势,如肿瘤患者的定期PET随访、一次检查联合使用多种同位素药物以及儿科PET显像等[5]。
2 临床适应证与禁忌证 2.1 适应证(1) 肿瘤标志物持续升高或有肿瘤家族史患者的肿瘤筛查;(2)腹部异常肿块良恶性鉴别及恶性程度判断;(3)肿瘤分期及患者预后评价;(4)临床治疗效果的评价与肿瘤耐药探讨;(5)鉴别肿瘤治疗后残存组织的性质,即局部病灶已坏死或仍有存活的肿瘤;(6)肿瘤复发的早期判断、复发转移灶定位及组织活检部位的选择。
2.2 绝对禁忌证(1) 体内有心脏起搏器、除颤仪、人工耳蜗、胰岛素泵、神经刺激器等有控制电路的非磁共振兼容的植入物,如患者可提供植入物的相关说明书,应参考说明书确认是否可以进行PET/MR检查;(2)体内有金属碎片或材料不明的植入物,如眼球内金属异物、弹片、颅内金属止血夹等;(3)严重的幽闭恐惧症、需要生命支持系统的危重症患者等无法配合完成检查的患者;(4)需行MR增强的患者还应排除存在MR造影剂禁忌证,如磁共振造影剂过敏史、严重肾功能不全等[6]。
2.3 相对禁忌证(1) 体内有人工心脏瓣膜、冠脉支架、人工关节、固定钢板、止血夹、节育环、金属义齿等非磁共振兼容的植入物;(2)妊娠期及哺乳期妇女、婴儿、儿童等,须考虑辐射安全,需医生权衡检查收益和风险后进行扫描;(3)自主行为能力差的患者,如难以配合屏气、不能保持不动、不能配合坚持完成检查的患者。
3 检查前准备 3.1 检查前患者准备接诊医师采集详细病史,核对申请单,确认信息、检查目的和检查方案;确认无检查禁忌证,对于需行磁共振增强的患者,还须排除造影剂使用的禁忌证及风险。腹部18F-FDG PET/MR检查前,受检者至少禁食禁水6 h,检查前24 h内禁止剧烈及长时间运动;糖尿病受检者应控制血糖浓度;受检者应说明使用药物的情况,避免显像剂注射前6 h服用止咳糖浆等含糖类药物,避免静脉输入含葡萄糖的液体。检查当日家属陪同。
3.2 同位素药物注射检查前测量身高、体质量。18F-FDG PET显像还需测试血糖,血糖水平一般应低于11.1 mmol/L(2 000 mg/L)。18F-FDG按照0.08~0.14 mCi/kg(1 Ci=3.7×1010 Bq)的标准计算给药剂量。对于高分化肝细胞肝癌患者,还可选择11C-乙酸盐显像。
3.3 扫描前准备18F-FDG在给药40~60 min后进行PET/MR显像;行PET/MR检查前,患者排空小便,更换衣物,移除饰品及随身物品。告知患者检查过程中有噪声干扰及可能出现发热情况。对患者进行严格的呼吸训练,嘱患者在吐气末进行屏气。使用MR兼容耳机或耳塞进行听力保护。患者仰卧位,头先进,手臂放在体部两侧以绑带固定。保证患者平躺在病床中间位置。使用PET/MR兼容的辅助垫固定患者,使其保持不动。对于瘦弱的患者,可在生理信号监控气囊上放置一平板垫,保证呼吸信号可以被正确采集。使用脊柱线圈和一个体部相控阵线圈进行腹部的扫描。正确连接线圈后,在触屏显示面板上确认线圈已被正确识别。体表定位标记为胸骨剑突,使用快速三平面定位片进行定位。
4 PET/MR扫描及重建参数选择 4.1 PET扫描及重建参数全身PET显像和肝胆系统PET显像采用不同的采集时间和PET重建参数(表 1),其中肝胆系统局部PET采集时间更长、重建矩阵更大、迭代次数更多。腹部PET采集时间足够长,使用门控重建(重建比例50%)能准确显示病灶位置,也能保证PET与门控采集的MR图像有较好的融合精度[7]。
重建参数 | 全身 | 肝胆系统局部 |
床位数 | 5床 | 1床 |
每床采集时(min) | 3 | 15 |
视野(mm) | 600 | 600 |
层厚(mm) | 2.8 | 2.8 |
矩阵 | 150×150 | 192×192 |
算法 | OSEM | OSEM |
迭代次数 | 3次 | 3次 |
子集 | 20 | 20 |
平滑 | Smooth3 | Smooth3 |
门控重建 | 否 | 是 |
高清(PSF) | 是 | 是 |
飞行时间(TOF) | 是 | 是 |
校正算法 |
衰减校正、散射校正、随机校正、探测器归一化 | 衰减校正、散射校正、随机校正、探测器归一化 |
(1) 衰减校正序列(MRAC)序列:横轴位T1 WFI门控采集,用于生成μ-MAP的同时提供腹部3D T1W图像;除脂肪和胰腺外,肝脏比腹部其他组织T1弛豫时间短,归因于肝脏内大量粗面内质网和高蛋白合成率,T1W等于或高于肝实质信号的肝脏病变通常为肝细胞源性,其他细胞源性病变如囊肿、血管瘤和转移瘤与肝实质相比有更长的T1弛豫时间,T1W表现为低信号。(2)冠状位T2单次激发快速自旋回波(SSFSE)门控采集:基于门控触发的全腹T2成像,在患者呼吸不规律时,可尝试使用屏气的采集方式来改善图像质量,但屏气采集的序列与PET的配准效果不如门控触发采集。由于图像覆盖范围大,冠状位T2 SSFSE常用于对腹部病变大体形态的观察,可配合横断位图像实现病灶2个方位的定位。延长回波时间(TE,130~150 ms)可有效提高囊肿、血管瘤等非实质性病灶与实质性病灶间的鉴别率。(3)横轴位T2 FSE fs门控采集:基于FSE序列的多回波门控触发腹部T2W脂肪抑制序列,图像分辨率高、对比清晰,能有效发现微小病灶。脾脏信号可作为图像内的信号参考,肝脏恶性病变的信号强度通常与脾脏类似。(4)横断位平面回波扩散加权成像(EPI-DWI)b50、b800:门控采集腹部DWI序列,用于常规诊断该序列设定了2个b值(b50、b800),并根据两个b值图像计算出表观扩散系数(ADC);由于使用了平面回波成像技术,该序列在胃肠道处有明显的形变及异常高信号。扩散加权成像(DWI)b50图像为典型T2W脂肪抑制,b50的梯度强度使血管为低信号,而对血管周围病灶的显示较好。DWI序列对细胞密度增加的肿瘤比较敏感,但囊肿和血管瘤也会表现为高信号。该图像也用于肝内占位性病变的诊断与鉴别诊断;肝脓肿和肝肿瘤坏死囊性病变的鉴别诊断;观察腹腔及腹膜后淋巴结等;可以通过DWI序列计算得到ADC,评估肿瘤良恶性、肿瘤分级、肝脏纤维化及肾功能。(5)横轴位平衡稳态自由进动序列(bSSFP)屏气采集:其用于显示血管及胆道系统的横断位图像,在临床上由于其重复时间(TR)短、信噪比高、扫描速度快等特点,尤其适用于运动器官的扫描。另外,其组织信号强度决定于组织的T2/T1比值,可以在图像上突出水信号,而其他信号(如肌肉信号等)得到抑制。但是,观察特定对比度时,一般不使用该序列[8](表 2)。
扫描类型 | MR采集序列 |
全身PET/MR | 5床横轴位T1 WFI,第2~4床位门控采集 |
5床横轴位T2 SSFSE,第2~4床位门控采集 | |
肝胆系统局部PET/MR | 1床横轴位T1 WFI门控采集 |
1床冠状位T2 SSFSE门控采集 | |
1床横轴位T2 FSE fs门控采集 | |
1床横断位EPI DWI b50、b800门控采集 | |
备选和补充 | |
全身加扫序列 | 5床横轴位T2 FSE fs,第3床位门控采集 |
5床横断位EPI DWI b50、b800自由呼吸采集 | |
腹部屏气序列 | 1床横轴位T2 ARMS fs屏气采集 |
1床横轴位T1 Quick3D fs屏气采集 | |
1床横轴位T1 Quick3D fs同反相位,屏气采集 | |
腹部增强扫描 | 1床横轴位+冠状位T1 Quick3D fs +C,肝脏3期动态增强 |
1床横轴位T1 Quick3D fs +C,肝胆相(延迟15 min) | |
胰胆管成像 | 1床放射状MRCP 2D屏气采集 |
1床冠状位MRCP 3D门控采集/屏气采集 | |
1床横轴位bSSFP屏气采集 | |
腹部薄层扫描 | 1床横轴位T2 FSE fs 3 mm薄层门控采集 |
1床横轴位T2 SSFSE 3 mm薄层屏气采集 | |
1床冠状位T2 SSFSE 3 mm薄层屏气采集 | |
1床横轴位T1 Quick3D 3 mm薄层屏气采集 | |
腹部小视野弥散 | 1床横断位EPI-DWI小视野门控采集 |
加权成像 | 1床冠状位EPI-DWI小视野门控采集 |
腹部临床研究 | SWI |
FACT | |
DCE | |
血管成像 | |
MRE | |
其他定量成像技术 |
(1) 当病灶性质不明确,需观察延迟后病灶的浓聚情况时,给药180 min后进行腹部PET延迟显像;(2)肝内有高密度碘油或异物影响MRAC时,新增PET NAC离线重建,与PET的MRAC重建进行对照;(3)WFI协议有运动伪影或血管高信号影响诊断时,加扫屏气T1W序列;(4)有梗阻性黄疸的临床表现,欲明确梗阻部位及梗阻程度时,扫描范围覆盖自膈顶至十二指肠降段,加扫磁共振胰胆管造影MRCP相关序列;(5)当腹部存在血管病变、静脉栓子、肿瘤血管侵犯时,加扫腹部动态增强序列或bSSFP序列;(6)需要对微小病灶进行分析及进行精准ADC值计算时,增加小视野高清DWI序列;(7)由于肝脏双血供的特点,在进行肝脏肿瘤的鉴别诊断和局部评估时,应参考多期动态增强MRI图像;(8)技师要保证所扫描序列中有T1W序列以明确解剖结构、有T2W序列以显示异常结构、有脂肪抑制序列以分析病灶成分,并排除脂肪信号干扰、不压脂的序列,以有利于在脂肪衬托下显示解剖及组织异常信号,同时至少有2个扫描方位来观察病灶的位置,在此基础上灵活使用ARMS技术、Radial技术、呼吸门控、膈肌导航,以及选择屏气、自由呼吸等不同采集方式,进而保证图像质量满足诊断需求(图 1)。
4.4 肝胆系统临床研究中MR序列(1) 磁敏感加权成像(SWI),可用于分析肝脏铁沉积或铁过载情况;(2)脂肪定量成像(FACT),基于多点DIXON技术,可定量分析肝脏脂肪含量;(3)腹部磁共振动态增强(DCE)成像,可定量评估肝脏微血管结构及功能,计算得到EES、Ktrans等参数,可评估细胞外间隙、毛细血管通透性,常用于抗血管生成药物的疗效评估、肿瘤微血管的分析等[9];(4)腹部弹性成像磁共振(MRE),MRE在肝纤维化的诊断和分期中具有很高的敏感性和特异性,是目前评估肝纤维化的最佳非侵入性手段[10](表 2)。
5 小结随着影像技术的不断发展,一体化PET/MR用于肝胆系统疾病诊断的前景更为广阔。结合MR图像软组织对比、多对比扫描、功能成像以及额外提供的影像生物标志物,进而为实现肝胆系统疾病鉴别诊断、疗效评估和预后判断提供支持。期望本共识的制订能对规范我国一体化腹部PET/MR检查产生积极影响。
[1] |
陈曙光, 胡鹏程, 樊卫, 等. PET/MR全身显像工作流及协议规划专家共识[J]. 中国临床医学, 2020, 27(4): 713-721. [URI]
|
[2] |
BEIDERWELLEN K, GERALDO L, RUHLMANN V, et al. Accuracy of FDG PET/MRI for the detection of liver metastases[J]. PLOS ONE, 2015, 10(9): e0137285.
[DOI]
|
[3] |
NIELSEN K, SCHEFFER H J, PIETERS I C, et al. The use of PET-MRI in the follow-up after radiofrequency-and microwave ablation of colorectal liver metastases[J]. BMC Med Imaging, 2014, 14(1): 27.
|
[4] |
ZISSEN M H, QUON A. Focal fat mimicking multiple hepatic metastases on FDG PET/CT imaging[J]. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2009, 36(9): 1527.
[DOI]
|
[5] |
HIRSCH F W, SATTLER B, SORGE I, et al. PET/MR in children. Initial clinical experience in paediatric oncology using an integrated PET/MR scanner[J]. Pediatr Radiol, 2013, 43(7): 860-875.
[DOI]
|
[6] |
田嘉禾, 郭启勇, 李方, 等. PET/MR[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2020.
|
[7] |
石洪成, 修雁, 李蓓蕾, 等. PET/CT影像循证解析与操作规范[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2019.
|
[8] |
HERBORN C U, VOGT F M, LAUENSTEIN T C, et al. MRI of the liver:can true FISP replace HASTE?[J]. J Magn Reson Imaging, 2003, 17(2): 190-196.
[DOI]
|
[9] |
DONATO H, FRANCA M, CANDELARIA I, et al. Liver MRI:from basic protocol to advanced techniques[J]. Eur J Radiol, 2017, 93: 30-39.
[DOI]
|
[10] |
GODFREY E M, MANNELLI L, GRIFFIN N, et al. Magnetic resonance elastography in the diagnosis of hepatic fibrosis[J]. Semin Ultrasound CT MR, 2013, 34(1): 81-88.
[DOI]
|