聶偉霞 劉鵬程 鄒立秋

(1.北京大學(xué)深圳醫(yī)院影像中心 廣東深圳 518036; 2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 廣東汕頭 515041)

惡性腫瘤(malignant tumor)是指具有浸潤和轉(zhuǎn)移能力的腫瘤。惡性腫瘤無包膜,向周圍組織浸潤生長,瘤細胞分化不成熟,生長速度快,常因復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移導(dǎo)致患者死亡。有統(tǒng)計表明,惡性腫瘤是引起死亡的第二大常見原因。死亡人數(shù)占世界總死亡人數(shù)的12%[1]。因此,惡性腫瘤的早診斷、早治療顯得尤為重要,目前腫瘤的早期診斷主要依賴于影像學(xué)檢查,特別是對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤的患者進行全身情況評估的影像學(xué)檢查更是必不可少。

1 腫瘤的發(fā)病機理

1.1 腫瘤的發(fā)病機制

腫瘤(tumor)是機體在各種致瘤因子作用下,引起細胞遺傳物質(zhì)改變[包括原癌基因突變、擴增和(或)抑癌基因丟失、失活等]導(dǎo)致基因表達失常,細胞異常增殖而形成的新生物。腫瘤細胞失去正常調(diào)節(jié)功能,具有自主或相對自主生長能力,當致瘤因子停止后仍能繼續(xù)生長。

目前認為腫瘤的本質(zhì)是一類克隆性基因病。細胞內(nèi)存在的原癌基因和腫瘤抑制基因?qū)毎脑鲋澈头只鹬鄳?yīng)的正負調(diào)控作用。各種致癌因素通過不同機制,可導(dǎo)致原癌基因被激活和腫瘤抑制基因失活,使細胞的增生和分化調(diào)控失常,發(fā)生失控性增生和分化障礙,最終發(fā)生惡性腫瘤。

1.2 惡性腫瘤對機體的影響及致死原因

惡性腫瘤除可引起局部壓迫癥狀和激素增多癥狀外,常早期發(fā)生浸潤和轉(zhuǎn)移擴散,對機體造成嚴重影響。還可引起:(1)出血、感染及病理性骨折等。(2)疼痛:癌癥可壓迫、浸潤局部神經(jīng)而引起頑固性疼痛。(3)惡病質(zhì):是指惡性腫瘤晚期,機體嚴重消瘦、貧血、厭食和全身衰竭的狀態(tài),常導(dǎo)致患者死亡。(4)副腫瘤綜合征:是指看似與腫瘤(包括轉(zhuǎn)移瘤)本身無關(guān)的病變和臨床表現(xiàn),是由腫瘤的產(chǎn)物(如異位激素)或異常免疫反應(yīng)(如交叉免疫)等原因間接引起?？杀憩F(xiàn)為內(nèi)分泌、神經(jīng)、消化、造血、骨關(guān)節(jié)、腎臟及皮膚等系統(tǒng)的異常。

癌癥患者的主要死因有:(1)感染:最常見的致命性感染是肺炎、敗血癥、和腹膜炎;(2)器官衰竭:包括呼吸衰竭、心功能不全和中樞神經(jīng)系統(tǒng)衰竭、肝昏迷以及腎功能不全;(3)梗死:最常見的梗死部位是心和肺;(4)癌病:指不伴有其他病理過程的惡性腫瘤廣泛轉(zhuǎn)移;(5)出血:致命性出血最常發(fā)生于胃腸道和腦,但也可在頭頸部,肺和腹腔內(nèi)發(fā)生[2]。

1.3 惡性腫瘤分期

腫瘤的正確分期對惡性腫瘤治療方法的選擇起重要作用。臨床對惡性腫瘤的診斷及鑒別診斷、術(shù)前分期及可切除性評估、療效監(jiān)測及預(yù)后判斷、治療后定期隨訪等需求日益增多。目前對腫瘤評價的方法也是層出不窮,臨床常用的影像評估方法有B超、X線、CT、MRI、骨掃描以及PET/CT等[3]。

近年來,圖像融合技術(shù)是影像診斷發(fā)展的一個趨勢。尋找一種能覆蓋全身的檢查方法成為影像診斷學(xué)發(fā)展的方向,PET／CT實現(xiàn)了PET代謝功能與CT解剖圖像的融合,但由于它的種種局限性使其至今未能普及。全身MR擴散加權(quán)成像技術(shù)(whole body diffusion weighted imaging,WB-DWI)一次檢查就可以發(fā)現(xiàn)全身病灶,其成像特點和臨床意義類似于PET/CT,稱其為MR類PET成像技術(shù)。

2 惡性腫瘤的影像學(xué)檢查方法

2.1 超聲

超聲是最常用的檢查方法之一。其優(yōu)點是:(1)無放射性損傷;(2)取得的信息量豐富,層次清楚,接近于解剖真實結(jié)構(gòu);(3)對活動介面能做動態(tài)的實時顯示,便于觀察;(4)能發(fā)揮管腔造影功能,無需任何造影劑;(5)對小病灶有良好的顯示能力;(6)能取得各種方位的切面圖像等[3]。但是超聲對含有氣體較多的器官如肺、腸道等的病變顯示較差。并且超聲檢查范圍有限,空間分辨率低,對病變的定性能力較差,對病變的判定取決于檢查醫(yī)師的水平,主觀性較大。對病變的定性尚需要結(jié)合其他影像學(xué)檢查。

2.2 CT

CT是在X線的基礎(chǔ)上,利用X線束對人體某一選定體層層面進行掃描,由探測器接受該層面的X線,經(jīng)測定并數(shù)字化后,經(jīng)計算機處理,得出各組織單位容積的吸收系數(shù),再重建為圖像的一種成像技術(shù)。CT空間分辨率低于X線,但其密度分辨率較高,對組織X線衰減差異大的部位,如肺組織的應(yīng)用有著得天獨厚的優(yōu)勢,尤其斷層成像,圖像無重疊,結(jié)合動態(tài)增強CT對病變的定性能力有了很大的提高。還可以通過測量CT值判定病灶成分,對病變的定性診斷起到一定的幫助。但CT對于腦組織、成骨性轉(zhuǎn)移等密度差異小的實質(zhì)臟器的病變發(fā)現(xiàn)有其局限性,同時有電離輻射,不適宜作為惡性腫瘤短期內(nèi)多次重復(fù)檢查,對于惡性腫瘤的全身評估有一定限度。

2.3 放射性核素骨顯像

放射性核素骨顯像即骨掃描(Bone Scanning,BS),用放射性核素锝標記的甲基二膦酸鹽可以特異性吸附在骨骼的羥基膦灰石晶體上,轉(zhuǎn)移病灶部位骨細胞代謝活躍,骨骼中能沉積比正常骨組織更多的羥基磷灰石晶體,使病變部位較正常部位聚集更多的放射性物質(zhì),因此掃描圖表現(xiàn)為放射性異常濃聚區(qū),在體外用單光子發(fā)射計算機斷層顯像設(shè)備(Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)可以探測這種差異,因此骨掃描可以反映骨骼血供、骨鹽代謝等信息[4]。骨掃描一次全身成像,可以顯示全部骨轉(zhuǎn)移病灶,敏感性較高,是目前臨床常用骨轉(zhuǎn)移篩查方法之一[5]。但對骨骼系統(tǒng)以外的轉(zhuǎn)移灶不能顯示。

3 PET/CT的發(fā)展運用

PET/CT(Positron emission tomography/Computed Tomography)就是將正電子發(fā)射計算機斷層顯像技術(shù)-PET所獲取的功能性信息,與X射線計算機體層顯像技術(shù)-CT獲取的解剖學(xué)信息進行融合。早期的簡易PET/CT中,CT僅僅起對病變定位和采用CT的X線對PET圖像進行放射線衰減校正。隨著PET/CT的不斷改進和完善,CT的功能和作用已起了質(zhì)的變化。PET/CT具有高端PET和多層螺旋CT各自的獨立功能,可以獨立使用,同時還有將各種PET圖像和各種CT圖像實時融合為一體的獨特功能。所以PET/CT實現(xiàn)了功能圖像和解剖圖像信息的互補[6]。真正開啟了融合影像和分子影像的應(yīng)用時代。

3.1 PET/CT在腫瘤診斷方面的優(yōu)勢

PET/CT一次顯像能同時獲得PET與CT兩者的全身各方向的斷層圖像,Christensen等研究發(fā)現(xiàn),PET/CT對42例肺部占位性病變檢出中靈敏度和特異性分別為88%、85%;在評價高濃聚病變的解剖定位上,PET/CT比PET提高20%[7～9]。PET/CT實現(xiàn)了PET和CT的優(yōu)勢互補:CT圖像與PET圖像融合,有助于識別放射性增高影像的解剖;有助于發(fā)現(xiàn)和診斷小病灶;也有助于發(fā)現(xiàn)放射性不見增高的病灶。PET圖像有助于CT所見占位病變的定性診斷;有助于淋巴結(jié)的良惡性鑒別診斷;有助于發(fā)現(xiàn)已有功能代謝異常,但尚未形成形態(tài)結(jié)構(gòu)改變的早期病變;有助于顯示等密度病變;有助于確定生物靶區(qū)[10～12]?？傊?18F-FDG PET顯像改變了腫瘤患者的疾病診斷程序,而PET/CT的出現(xiàn)能檢測出小病灶、提供病變的特性及精確定位等。PET/CT在診斷腫瘤方面被證明是一種比較有用的臨床方法。PET/CT在治療方法的選擇方面起著較為重要的作用[13],有10%～20%病例因此更改了治療方案,提高了患者的生存率。但18F-FDG并非特異性腫瘤顯像劑,在診斷某些惡性病變?nèi)缑谀蛏诚到y(tǒng)的惡性腫瘤等存在不足或缺陷。

3.2 PET/CT缺點

輻射量大,全身CT掃描要接受大量X線,其對人體造成極大損害。特異性較低,所有葡萄糖代謝旺盛的組織(如心肌、神經(jīng)、腎臟和膀胱)都會有顯像劑濃聚,因而PET的特異性較低。由于探測器密度低,所以PET的空間分辨率要遠低于CT和MR,需要與CT圖像融合才能對病變進行定位(PET－CT)。費用高,由于PET顯像劑使用的是短半衰期的核素,只能隨需隨做,因而其制做成本非常高,加之PET掃描儀價格不菲,因而PET檢查費用極高,每病例達7000～10000元。

4 磁共振檢查技術(shù)在惡性腫瘤患者中的應(yīng)用

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI),又稱核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一種較新的、非創(chuàng)傷性的成像方法,它不用電離輻射可以顯示出人體解剖結(jié)構(gòu)。1973年Lauterbur研究出MRI所需要的空間定位方法,也就是利用梯度場。他的研究結(jié)構(gòu)是獲得水的模型的圖像。先后通過MRI掃描,獲得手、胸、頭、和腹部的圖像。隨著新技術(shù)的發(fā)展及軟硬件不斷更新,磁共振的應(yīng)用已從無運動影像器官,如:頭顱、頸腰椎及四肢關(guān)節(jié)到腹部臟器、胸部甚至是心臟方面疾病的檢查。高空間分辨率和優(yōu)良的軟組織對比度使磁共振成像成為實質(zhì)性臟器和骨病變檢測的理想工具。傳統(tǒng)MR成像檢查的最大局限性就是檢查范圍有限。最近,全身磁共振成像已成為原發(fā)腫瘤、轉(zhuǎn)移瘤評價的有效工具[14～15]。

4.1 有關(guān)全身MR成像技術(shù)的報道

1997 年,Eustace等[16]報道全身MRI技術(shù)在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移方面的檢出率與經(jīng)典骨顯像相似,兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Chin A,Kyung Min Shin[17]在原發(fā)性肺癌全身轉(zhuǎn)移灶的檢出中,全身MRI與PET/CT差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Yoshiharu Ohno[18]等研究發(fā)現(xiàn),全身MRI結(jié)合DWI對非小細胞型肺癌的M分期診斷價值與PET/CT相當。盡管兩者之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但MRI結(jié)合DWI不僅對肝臟和腦等實質(zhì)臟器的轉(zhuǎn)移病灶敏感,對全身淋巴結(jié)的檢查中也更具有優(yōu)勢。

4.2 MR擴散加權(quán)成像發(fā)展與應(yīng)用

MRI在諸多影像手段中,以其多方位、多參數(shù)成像、高性能的軟組織分辨率在惡性腫瘤患者早期診斷中較有優(yōu)勢。擴散加權(quán)成像技術(shù)為近年來出現(xiàn)的新技術(shù),作為功能影像學(xué)診斷方法將影像表現(xiàn)與組織病理成分、狀態(tài)結(jié)合起來分析,相比以往的形態(tài)學(xué)診斷信息量更大,在腫瘤病變的診斷、分期及療效評估中已得到廣泛應(yīng)用[19]。全身DWI(WB-DWI)為近年出現(xiàn)的新序列,對腫瘤的良惡性診斷特異性較高,該序列采用DWI結(jié)合STIR技術(shù)獲得斷層圖像,經(jīng)后處理工作站3D MPR重建出全身整體圖像,顯示范圍廣,一次掃描可顯示全身各個部位的病灶以評估轉(zhuǎn)移情況,也稱“MR類PET”技術(shù)。該技術(shù)還可以根據(jù)DWI圖計算出ADC值(即表觀彌散系數(shù)),其對病灶的良惡性鑒別診斷起到量化作用。對腫瘤TNM分期比臨床更準確, 將是判斷術(shù)后有無復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移無創(chuàng)、可信的檢查手段[20～21]。

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