[目的]1、比较18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像(18F-FDG PET/CT全身静态显像)及一站式显像(18F-FDG PET/CT早期动态显像联合常规显像)在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)检测中的应用价值。2、比较18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像及一站式显像在肝脏良、恶性占位病变鉴别诊断中的应用价值。[材料与方法]1、研究对象本研究前瞻性分析了2013年4月至2014年9月间到本PET中心检查且最终经病理诊断或经临床诊断及6个月以上影像学随访证实的56例肝脏占位病变。在这56例患者中,HCC 35例、肝内胆管细胞癌(ICC)5例、肝脏转移病变2例、肝血管瘤7例、肝脓肿4例、肝硬化再生结节、肝局灶性结节增生及肝血管平滑肌脂肪瘤各1例。1.1肝细胞癌组经病理诊断或我国原发性肝癌诊疗标准(2011版)诊断为HCC的35例患者共52个HCC病灶纳入研究。其中,经手术病理诊断16例,活检病理诊断3例；经我国原发性肝癌诊断标准诊断16例。入组的35例HCC患者中,23例患者发现1个HCC病灶,7例患者发现2个HCC病灶,5例患者发现3个HCC病灶。1.2肝脏其他恶性肿瘤组经病理诊断为HCC以外的肝脏恶性肿瘤患者7例共10个病灶纳入研究,其中4例经手术病理诊断,3例经活检病理诊断。在入组的7例患者中,4例ICC患者各具有1个肝脏肿瘤病灶,1例ICC患者具有2个肝脏肿瘤病灶；1例舌癌肝转移具有3个肝脏肿瘤病灶,1例口底癌肝转移具有1个肝脏肿瘤病灶。1.3肝脏良性病变组经病理或经临床综合诊断及6个月以上影像学随访证实的14例肝脏良性病变共18个病灶纳入研究。其中4例经手术病理诊断,包括肝脓肿、肝硬化再生结节、肝脏局灶性结节增生及肝血管平滑肌脂肪瘤各1例；10例经临床综合诊断及6个月以上的影像学随访证实,包括肝血管瘤7例和肝脓肿3例。在这些肝脏良性病变病例中,1例肝血管瘤患者有3个病灶,2例肝脓肿患者各有2个病灶,余11例患者各有1个病灶。2、主要仪器与显像剂显像仪器为Biography mCTx PET/CT扫描仪(德国西门子公司),PET扫描仪为52环LSO晶体,CT为128层。显像剂为18F-FDG,18F由PET trace加速器(美国GE公司)生成,18F-FDG由化学合成模块(中国北京PET生物技术有限公司)自动合成,放化纯度>95%。3、显像方法及条件空腹6h以上,在检测血糖、称体重后,先以肝脏为中心进行一个床位的l8F-FDG PET/CT早期动态显像,静卧休息后再行全身18F-FDG PET/CT常规显像。3.118F-FDG PET/CT早期动态显像注射显像剂前先进行一个床位低剂量CT (120kV,50 mAs),扫描野尽可能包括全肝,弹丸式注射18F-FDG的同时立即进行持续1 min的PET动态采集。3.218F-FDG PET/CT常规显像弹丸式注射18F-FDG约60min后进行全身常规CT扫描(120 kV, 100mAs),扫描范围从颅顶至大腿上段,约6-8床位,每个床位采集1.5 min。4、图像重建及融合PET及CT图像均由标准迭代法(有序子集最大似然法)重建,CT重建矩阵为512×512像素,重建厚度为3mm,重建间隔为2mm; PET图像重建经CT图像进行衰减矫正,重建矩阵为200×200像素。PET早期动态显像数据每隔15s重建一帧共得到4帧图像。PET常规显像数据重建为1帧图像。将逐帧PET图像及CT图像传送到西门子Syngo MMWP工作站上应用TrueD软件进行帧对帧图像融合。5、PET/CT图像分析5.1半定量分析病灶经2位有PET/CT诊断经验的高年资医师目测确认,采用感兴趣区(ROI)技术,勾画病灶边缘,由计算机自动计算标准摄取值(Standardized Uptake Value SUV),取最大值(SUVmax)。对于无明确放射性浓聚的病灶,根据CT图像来设定ROI。为了比较HCC与周围正常肝组织放射性活度差异,我们在每个患者的正常肝组织内划定一个相应的ROI。划定HCC及正常肝组织的ROI时,不能将肝脏的血管断面包括在内。我们还计算了肿瘤及正常肝组织间SUVmax的比值(T/L比值)。为了便于区分,18F-FDG PET/CT早期动态显像(Early Dynamic 18F-FDG PET/CT)中SUVmax和T/L比值简略为EDSUVmax和ED T/L比值。18F-FDG PET/CT常规显像(18F-FDG PET/CT全身静态显像,Whole-body static 18F-FDG PET/CT)中SUVmax和T/L比值分别简写为WB SUVmax和WB T/L比值。由于18F-FDG PET/CT早期动态显像第1帧图像(0-15s)采集时间较早,大部分病例中HCC及正常肝组织均无18F-FDG浓聚(即SUVmax=0);在计算肿瘤与正常肝组织的ED SUVmax比值(即ED T/L比值)时分母为0,不能进行运算；因此,18F-FDG PET/CT早期动态显像第1帧图像的T/L比值未纳入本研究中。此外,本研究中18F-FDG PET/CT早期动态显像所有各帧图像中SUVmax的最大值和T/L比值最大值分别记录为ED SUVmax峰值和ED T/L比值峰值。峰值时间(s)是指18F-FDG PET/CT早期动态显像中SUVmax达到峰值所需的时间,取ED SUVmax峰值所在扫描帧的中位时间记录为峰值时间。达峰速率(SUV/s)是指ED SUVmax峰值与峰值时间之比。5.2视觉分析在不被告知患者临床资料及其他影像学结果的情况下,两位高年资核医学医师对所有PET、CT及PET/CT融合图进行分析,CT图像用于确定病灶部位。在早期动态显像中,任何一帧图像中出现局灶状FDG浓聚影,在排除血管影像后,均考虑为高灌注病灶(阳性发现)。在常规显像中,局灶状FDG浓聚影考虑为高代谢病灶(阳性发现)。意见不一致时,协商后解决。6、统计方法定量资料以均数±标准差(x±s)表示。所有统计学处理采用SPSS 13.0。在HCC病灶的检测中,HCC病灶与正常肝组织间18F-FDG灌注参数(EDSUVmax峰值、峰值时间、达峰速率)和代谢参数(WB SUVmax)的比较用独立样本t检验；ED T/L比值峰值与WB T/L比值间的比较用配对t检验。在以HCC病灶大小进行的研究中,评估HCC大小与18F-FDG灌注参数(EDSUVmax峰值、峰值时间、达峰速率、ED T/L比值峰值)及代谢参数(WB SUVmax及WB T/L标准)用Spearman等级相关分析方法。在以HCC病灶分化程度进行的研究中,评估HCC分化程度与18F-FDG灌注参数(ED SUVmax峰值、峰值时间、达峰速率、ED T/L比值峰值)及代谢参数(WB SUVmax及WB T/L比值)用Spearman等级相关分析方法。18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像和一站式显像对HCC检测价值的比较先采用Cochran’s Test进行整体检验,若整体检验无统计学差异,不需要进行两两比较。若整体检验有统计学差异,采用McNemar检验进行多重比较,检验水准校正为0.05/3。18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像、一站式显像对不同大小、不同分化程度病灶检测价值的比较采用独立样本χ2检验。在肝内良、恶性占位病变的鉴别诊断中,应用受试者工作特征(ROC)曲线评估18F-FDG灌注参数(ED SUVmax峰值、峰值时间、达峰速率、ED T/L比值峰值)及代谢参数(WB SUVmax及WB T/L比值)的鉴别诊断价值。18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像和一站式显像对肝脏良、恶性占位病变的鉴别诊断价值的敏感性、特异性及准确性之间的比较采用Cochran’s Test进行整体检验,若整体检验无统计学差异,不需要进行两两比较。若有统计学差异,采用McNemar检验进行多重比较,检验水准校正为0.05/3。[结果]1、肝细胞癌检测1.1以病灶数为单位进行研究1.1.1半定量分析在18F-FDG PET/CT早期动态显像中,HCC的ED SUVmax峰值显著高于正常肝组织,分别为9.7±4.8和7.8±4.5(t=1.999,P=0.048)；峰值时间显著低于正常肝组织,分别为45.3±8.1和51.6±3.5,t＝-5.163,P=0.000；达峰速率显著高于正常肝组织,分别为0.22±0.12和0.15±0.09,t=3.412,P=0.001。在18F-FDG PET/CT常规显像中,HCC的WB SUVmax显著高于正常肝组织,分别为5.5±3.4和2.6±0.5(t=6.146,P=0.000)。18F-FDG PET/CT早期动态显像中T/L比值的最大值(即ED T/L比值峰值)显著高于常规显像的T/L比值(即WB T/L比值),分别为4.4±3.4和2.2±1.5(t=4.385,P=0.000)。1.1.2视觉分析18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像及一站式显像对HCC病灶的检出率分别为78.8%(41/52)、59.6%(31/52)和92.3%(48/52),差异具有统计学意义(Cochran Q=18.250, P=0.000)。两两比较显示,18F-FDG PET/CT早期动态显像的检出率稍高于常规显像,分别为78.8%和59.6%,P=0.064(P>0.05/3)；I8F-FDG PET/CT一站式显像分别将常规显像和早期动态显像的检出率从59.6%和78.8%提高到92.3%,P=0.000(P<0.05/3)和P=0.016(P<0.05/3)。1.2以病灶大小进行研究1.2.1半定量分析入组的52个HCC病灶中,HCC病灶大小为5.0±3.4 cm(范围为1.1-15.0 cm)。HCC的18F-FDG灌注参数ED SUVmax峰值、峰值时间、达峰速率及ED T/L比值峰值分别为9.7±4.8、45.3±8.1、0.22±0.12和4.4±3.4。HCC的18F-FDG代谢参数WB SUVmax及WB T/L比值分别为5.5±3.4和2.2±1.5。Spearman’s等级相关分析显示,HCC病灶大小与18F-FDG灌注参数均无显著相关性：ED SUVmax峰值(r=0.104,P=0.463)、峰值时间(r=0.013,P=0.926)、达峰速率(r=0.106,P=0.456)及ED T/L比值峰值(r=0.033,P=0.815); HCC病灶大小与18F-FDG代谢参数呈正相关关系：WB SUVmax(r＝0.292,P=0.035)及WB T/L比值(r=0.287,P=0.039)。1.2.2视觉分析根据肿瘤最大径不同将52个HCC病灶划分为2组：小病灶组包括28个HCC病灶(1.0 cm<肿瘤最大径茎5.0 cm),大病灶组包括24个HCC病灶(肿瘤最大径>5.0 cm)。18F-FDG PET/CT早期动态显像对小病灶组HCC的检出率与大病灶组无显著差异,分别为75.0%(21/28)和83.3%(20/24),r=0.538,P=0.463。18F-FDG PET/CT常规显像对小病灶组的检出率显著低于大病灶组,分别为42.9%(12/28)和79.2%(19/24),χ2=7.077,P=0.008。18F-FDG PET/CT一站式显像对小病灶组的检出率与大病灶组无显著性差异,分别为89.3%(25/28)和95.8%(23/24),,=0.078,P=0.377。18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像和一站式显像对小病灶组的检出率分别为75.0%,42.9%和79.2%,差异具有统计学意义(Cochran Q=15.647,P=0.000)。两两比较显示,18F-FDG PET/CT早期动态显像对小病灶组的检出率稍高于常规显像,分别为75.0%和42.9%,P=0.049(P>0.05/3)；18F-FDG PET/CT一站式显像分别将常规显像和早期动态显像对小病灶组的检出率从42.9%和75.0%提高到89.3%,P=0.000(P<0.05/3)和P＝0.046(P>0.05/3)。18F-FDG PET/CT早期动态显像与常规显像对大病灶组的检出率无显著性差异,分别为83.3%、79.2%和95.8%,(Cochran Q=3.714, P=0.126)。1.3以病灶分化程度进行研究1.3.1半定量分析在所有HCC患者中,18例患者共23个HCC病灶获得病理诊断。按肿瘤分化程度进行分组,高、中、低分化HCC病灶分别为5个、11和7个,ED SUVmax峰值分别为7.6±3.8、9.8±5.9和9.0±2.3；峰值时间分别为52.5±0.0、44.3±7.8和41.8±11.3；达峰速率分别为0.14±0.07、0.22±0.12和0.23±0.10；EDT/L比值峰值分别为2.4±1.2、4.2±3.5和3.8±3.1；WB SUVmax分别为2.7±0.9、6.7±5.3和5.5±3.2；WB T/L比值分别为1.1±0.1、3.0±2.6和2.0±1.2。Spearman’s等级相关分析显示,HCC病灶分化程度与18F-FDG灌注参数及代谢均无显著相关性：ED SUVmax峰值(r=-0.166,P=0.448)、峰值时间(r=0.400,P=0.059)、达峰速率(r＝-0.324,P＝0.132)、ED T/L比值峰值(r =-0.142, P=0.519)、WB SUVmax (r=-0.339, P=0.113)、WB T/L比值(r=-0.172,P=0.434)。1.3.2视觉分析18F-FDG PET/CT早期动态显像对高、中、低分化HCC病灶的检出率分别为4/5、8/11和6/7,其在不同分化程度HCC中的检出率均无显著性差异(χ2=0.435,P=0.804)。18F-FDG PET/CT常规显像对高、中、低分化HCC病灶的检出率分别为0/5、7/11和4/7,其在不同分化程度HCC中的检出率均无显著性差异(χ2=5.929,P=0.052)。18F-FDG PET/CT一站式显像对高、中、低分化HCC病灶的检出率分别为4／5、10/11和6／7,其在不同分化程度HCC中的检出率均无显著性差异(χ2＝0.374,P=0.829)。18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像和一站式显像对高分化的检出率有显著性差异,分别为4/5,0/5和4/5(Cochran Q=8.000,P=0.018)。两两比较显示18F-FDG PET/CT早期动态显像对高分化HCC的检出率稍高于常规显像,分别为4/5和0/5,χ=2.250,P=0.134(P>0.05/3)；18F-FDG PET/CT一站式显像分别将常规显像的检出率从0/5和4/5提高到4/5,P＝0.134(P>0.05/3)和P=1.000(P>0.05/3)。18F-FDG PET/CT早期动态显像,常规显像,一站式显像三种方法对中分化的检出率无显著性差异,分别为8/11、7/11和10/11(Cochran Q=2.800,P =0.247)。18F-FDG PET/CT早期动态显像,常规显像,一站式显像三种方法对低分化的检出率无显著性差异,分别为6/7、4/7和6/7(Cochran Q=4.000,P= 0.135)。2、肝脏良、恶性占位病变的鉴别诊断2.1半定量分析在18F-FDG PET/CT早期动态显像中,肝脏良、恶性病变的ED SUVmax峰值分别为8.2±6.6和9.2±4.7,峰值时间分别为50.0±5.8和45.7±8.4,达峰速率分别为0.17±0.16和0.18±0.10,ED T/L比值峰值分别为2.8±2.2和4.1±3.3。在18F-FDG PET/CT常规显像中,肝良、恶性病变的WB SUVmax分别为2.5±0.9和5.9±3.5,WB T/L比值分别为1.1±0.4和2.4±1.6。ROC曲线分析显示,在肝脏良、恶性占位病变的鉴别诊断中,这些参数的AUC由高到低分别为WB SUVmax(AUC=0.864,P=0.000)、WB T/L比值(AUC=0.856,P=0.000)、ED T/L E匕值峰值(AUC=0.612,P=0.150)、ED SUVmax峰值(AUC=0.592,P=0.235)、达峰速率(AUC:0.583,P=0.284)和峰值时间(AUC:0.371,P=0.097)。2.2视觉分析如果以肝脏内18F-FDG高灌注和(或)高代谢病灶考虑为肝脏恶性肿瘤,18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像及一站式显像诊断的敏感性分别为75.8%(47／62)、64.5%(40／62)和93.5%(58／62),Cochran Q=17.034, P=0.000;特异性分别为44.4%(8/18)、77.8%(14／18)和38.9%(7/18),Cochran Q=10.750, P=0.005;准确性分别为68.8%(55/80)、67.5%(54/80)和81.3%(65/80),Cochran Q=6.000, P=0.050;差异均具有统计学意义。两两比较显示18F-FDG PET/CT早期动态显像及常规显像诊断的敏感性分别为75.8%(47/62)和64.5%(40/62),P=0.265(P>0.05/3)；特异性分别为44.4%(8/18)和77.8%(14/18),P=0.070(P>0.05/3)；准确性分别为68.8%(55/80)和67.5%(54/80),P=1.000(P>0.05/3)。18F-FDG PET/CT一站式显像分别将常规显像和早期动态显像的敏感性从64.5%和75.8%提高到93.5%(58/62),P=0.000(P<0.05/3)和P＝0.001(P<0.05/3)；特异性从77.8-%和44.4%降低到38.9%(7/18),P＝0.016(P<0.05/3)和P=1.000(P>0.05/3)；准确性从67.5%和68.8提高到81.3%(65/80),P=0.043(P>0.05/3)和P=0.006(P<0.05/3)。结论1.18F-FDG PET/CT早期动态显像可应用于区别HCC病灶及正常肝组织的血流灌注差异；18F-FDG PET/CT常规显像可应用于区别HCC病灶及正常肝组织的葡萄糖代谢差异。2.18F-FDG PET/CT早期动态显像对HCC病灶的检出率稍高于常规显像；18F-FDG PET/CT一站式显像显著提高了HCC病灶的检出。3.18F-FDG灌注与HCC病灶大小无显著相关性；18F-FDG代谢与病灶大小呈正相关关系。4.18F-FDG PET/CT早期动态显像在不同大小病灶间的检出率无显著差异；18F-FDG PET/CT常规显像在小病灶组中的检出率显著低于大病灶组；18F-FDG PET/CT一站式显像在不同大小病灶间的检出率无显著差异。18F-FDG PET/CT早期动态显像对小病灶组的检出稍高于常规显像,18F-FDG PET/CT一站式显像显著提高了对小病灶组的检出。18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像及一站式显像对大病灶组的检出无显著差异。5.18F-FDG灌注及代谢与HCC病灶分化程度均未见显著相关性。6.18F-FDG PET/CT早期动态显像、常规显像及一站式显像在不同分化程度HCC病灶中的检出率无显著差异。7.18F-FDG代谢参数在肝脏良、恶性占位病变鉴别诊断中的应用价值优于18F-FDG灌注参数。8.18F-FDG PET/CT早期动态显像在肝脏良、恶性占位病变的鉴别诊断中,诊断的敏感性稍高于常规显像,特异性稍低于常规显像,准确性与常规显像无显著差异。18F-FDG PET/CT一站式显像提高了诊断的敏感性,降低了诊断的特异性,提高了诊断的准确性。