第十二章　PET/MR分子影像的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

正電子發(fā)射斷層/磁共振成像儀（positron emission tomography/magnetic resonance，PET/MR）是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、最昂貴、技術(shù)最復(fù)雜的多模態(tài)診斷儀器。盡管PET/MR的問(wèn)世和應(yīng)用沒(méi)有像當(dāng)年P(guān)ET/CT那樣引起轟動(dòng)和迅速?gòu)V泛推廣應(yīng)用，但是也將核醫(yī)學(xué)多模態(tài)分子影像儀器的發(fā)展推向一個(gè)新的高度，不僅是因?yàn)樗膬r(jià)格高、投入大，更是因?yàn)槠浼夹g(shù)復(fù)雜、要求條件極高，不像當(dāng)年P(guān)ET與CT影像的融合那么容易被人們廣泛接受。PET/MR不僅是代謝功能影像與解剖影像的融合，更是分子影像與解剖影像和生理影像的融合，MRI的多序列、多參數(shù)和不確定因素對(duì)于核醫(yī)學(xué)醫(yī)師乃至核醫(yī)學(xué)學(xué)科都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

第一節(jié)　PET/MR發(fā)展與回顧

PET/MR和PET/CT就像一對(duì)孿生兄弟，不僅具有互補(bǔ)作用，也是醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的里程碑。這兩種多模態(tài)影像設(shè)備的提出都是源于20世紀(jì)八九十年代，甚至提出構(gòu)建PET/MR的設(shè)想比PET/CT還早，但是由于PET/MR的技術(shù)難度大，發(fā)展比較曲折。談到PET/MR的發(fā)展，需要簡(jiǎn)單回顧PET/CT發(fā)展史，1995年，Townsend等在匹茨堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心開(kāi)始為期三年的研究，他們將一臺(tái)CTI的PET與一臺(tái)西門(mén)子的CT串聯(lián)在一起，構(gòu)建成PET/CT一體機(jī)，于1998年成功完成安裝進(jìn)入臨床試用，實(shí)現(xiàn)了PET與CT圖像的同機(jī)融合，1999年在美國(guó)第46屆核醫(yī)學(xué)年會(huì)上發(fā)布其原型機(jī)；1998年，GE公司在G.Muehllehner等研究的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出配置單層螺旋CT的PET/CT；2000年美國(guó)食品和藥品管理局批準(zhǔn)了由西門(mén)子公司和CTI公司推出的商業(yè)化PET/CT；2000年GE公司在北美放射學(xué)年會(huì)上推出了Discovery LS系列、2002年又推出Discovery ST系列PET/CT并應(yīng)用于臨床。2003年飛利浦公司也推出了可以分離的PET/CT一體機(jī)，并率先使用了飛行時(shí)間（time of flight，TOF）技術(shù)。探測(cè)器晶體也從早期的NaI（碘化鈉）、BGO（鍺酸鉍），發(fā)展到硅酸镥（LSO）、GSO（硅酸釓）、LYSO（硅酸釔镥），甚至半導(dǎo)體等多種晶體。近十多年來(lái)，GE、Siemens和Philips三家有代表性的公司相繼推出多系列高靈敏、高分辨率、不同晶體的PET/CT機(jī)型，并在同期進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。此外，以聯(lián)影公司為代表的一批國(guó)內(nèi)企業(yè)也先后推出多款PET/CT和PET/MR設(shè)備，其技術(shù)也到達(dá)了國(guó)際水平，并在臨床上得到迅速推廣和應(yīng)用。

PET/MR一體機(jī)概念的提出很早，但進(jìn)入醫(yī)療市場(chǎng)卻比PET/CT將近晚了10年。早在20世紀(jì)80年代，科學(xué)家們就提出將PET與MRI兩種影像設(shè)備融為一體，但是受到技術(shù)因素的限制一直未能突破固有的技術(shù)障礙，尤其是PET和MRI兩種探測(cè)器的互相干擾問(wèn)題，其次是基于MRI的衰減校正問(wèn)題等，為了克服這些技術(shù)上的難題，科學(xué)家們潛心研究十余年。

PET/MR一體機(jī)的構(gòu)造不同于PET/CT，不是將兩種設(shè)備串聯(lián)在一起就可以工作，就能實(shí)現(xiàn)1 + 1大于2的作用。眾所周知，MRI儀器的高磁場(chǎng)對(duì)金屬材料是絕不相容的，因此PET探測(cè)器的光電倍增管等元件會(huì)干擾MRI的工作，而MRI的高磁場(chǎng)也可能干擾PET的探測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如何克服兩種成像儀器的互相干擾問(wèn)題是PET/MR一體機(jī)構(gòu)造的最大技術(shù)難題。PET/MR的發(fā)展從提出到一體機(jī)問(wèn)世也是逐步完善的過(guò)程，第一臺(tái)用于腦PET和MRI同時(shí)成像的原型機(jī)（Brain PET）由西門(mén)子公司生產(chǎn)并安裝在德國(guó)Tübingen大學(xué)，該系統(tǒng)進(jìn)行了為期三年臨床應(yīng)用評(píng)估（2008—2011），系統(tǒng)研究了MRI的解剖學(xué)潛力及各種可能的用途，包括血氧水平依賴性（blood oxygen level dependent，BOLD）成像、功能磁共振成像（fMRI）、彌散加權(quán)成像（DWI）、灌注加權(quán)成像（PWI）和擴(kuò)散張量成像（DTI）等。在這個(gè)系統(tǒng)中，PET和MRI是通過(guò)將一臺(tái)獨(dú)立的PET和一臺(tái)MRI系統(tǒng)連接在一起，通過(guò)一個(gè)共享的可移動(dòng)檢查床采集兩臺(tái)設(shè)備的大腦分子和遺傳信息影像。該系統(tǒng)將兩種高級(jí)裝置結(jié)合在一起，即通過(guò)高分辨率研究型斷層顯像（high resolution research tomography，HRRT）和7TMRI來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

隨著技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用PET/MR全身成像技術(shù)已變得更加可行和經(jīng)濟(jì)，Philips公司將一個(gè)帶有GE MINI TF PET的組件和Achieva 3.0T X系列MRI組件構(gòu)建了一臺(tái)混合成像系統(tǒng)。盡管這種裝置結(jié)構(gòu)不允許同時(shí)進(jìn)行PET和MR成像，但可以自動(dòng)疊加連續(xù)記錄PET和MRI圖像信息。該系統(tǒng)被安裝在紐約（西奈山醫(yī)療中心）、日內(nèi)瓦大學(xué)醫(yī)院和德累斯頓（德累斯頓-羅森多夫研究中心）。此后，西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)了Biograph mMR PET/MR全身同步成像系統(tǒng)，第一次將PET與MRI整合于一體，首臺(tái)設(shè)備于2010年11月在慕尼黑大學(xué)安裝，隨后又安裝在德國(guó)的Tübingen和Erlangen大學(xué)以及波士頓的麻省總醫(yī)院等，為PET/MR進(jìn)入臨床應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

二十多年來(lái)，PET/MR的發(fā)展之路非常曲折，各個(gè)公司將PET和MRI結(jié)合的方式策略也各不相同，根據(jù)技術(shù)的成熟程度可以將PET/MR產(chǎn)品大致分為三代產(chǎn)品：

第一代產(chǎn)品是采用PET和MRI分體式，也是早期受技術(shù)限制而采取的過(guò)渡方案，將一臺(tái)PET或PET/CT和一臺(tái)MRI分別放置在相鄰的兩個(gè)房間里，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)床或機(jī)器手將患者分別送入PET和MRI儀器內(nèi)進(jìn)行兩次顯像，然后通過(guò)同一臺(tái)采集和后處理工作站進(jìn)行軟件圖像異機(jī)融合，甚至兩臺(tái)機(jī)器不在一個(gè)區(qū)域或在不同時(shí)間，利用不同的采集工作站進(jìn)行兩種模式顯像，最后通過(guò)后處理工作站軟件進(jìn)行圖像融合，這種串聯(lián)式系統(tǒng)通過(guò)物理分隔設(shè)備而屏蔽各自的組件，避免互相干擾的問(wèn)題。通常用PET + MR表示該類機(jī)型，GE公司曾推出的PET/CT + MR，飛利浦公司也有類似的PET + MR產(chǎn)品。

第二代產(chǎn)品為PET/MR一體機(jī)，該系統(tǒng)主要技術(shù)挑戰(zhàn)是傳統(tǒng)的PET掃描儀使用的光電倍增管探測(cè)器無(wú)法在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行，而第二代設(shè)備基本上克服了兩種儀器的互相干擾問(wèn)題，使用不受磁場(chǎng)影響的雪崩光電二極管（ADP）為探測(cè)元件取代光電倍增管，將PET與MRI整合在一個(gè)探測(cè)環(huán)內(nèi)，將PET探測(cè)器嵌入到磁體中，或者將PET探測(cè)器與磁體依次排列于同一個(gè)探測(cè)環(huán)中，患者一次通過(guò)分別進(jìn)行兩種模式信息采集，其結(jié)構(gòu)類似于PET/CT，可以達(dá)到同時(shí)采集，同機(jī)圖像融合的目的，并應(yīng)用MRI的信息對(duì)PET圖像進(jìn)行衰減校正。2010年西門(mén)子公司率先推出了配置3T磁共振的PET/MR一體機(jī)，并獲得注冊(cè)應(yīng)用于臨床，2011年在中國(guó)投入應(yīng)用；但是初步的臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，該機(jī)型還不是一種最理想的組合，由于采用的是ADP + LSO的探測(cè)器構(gòu)型，不具有TOF功能，實(shí)質(zhì)上不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的同步信息采集。

第三代產(chǎn)品是采用新型的硅光電倍增管（silicon photomultiplier，SiPM）全數(shù)字化固態(tài)陣列式光電轉(zhuǎn)化器及TOF技術(shù)的PET/MR集成模式，將PET探測(cè)器集成在磁共振梯度線圈和射頻體線圈之間。美國(guó)GE公司后來(lái)者居上，于2014年的北美放射學(xué)年會(huì)上推出一款更先進(jìn)的SiPM + TOF技術(shù)和镥閃爍晶體（Lutetium based scintillator，LBS）的探測(cè)器，該P(yáng)ET/MR配備3T靜音磁共振儀SIGNA? PET/MR，稱為T(mén)OF-PET/MR，其時(shí)間分辨率達(dá)到400ps以下，敏感性大于21.0cps/kBq，軸向FOV達(dá)25cm。該一體機(jī)的問(wèn)世將PET/MR技術(shù)推向新的水平，真正實(shí)現(xiàn)了PET與MRI同機(jī)、同時(shí)和同步采集，第一批產(chǎn)品在蘇黎世大學(xué)、瑞典Uppsala大學(xué)、斯坦福大學(xué)、UCSF等安裝投入使用，并于2015年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。

第二節(jié)　PET/MR的技術(shù)要求

目前市場(chǎng)提供的PET/MR機(jī)型中，PET和MRI的結(jié)合方式有兩類，即PET和MRI設(shè)備在一個(gè)或兩個(gè)房間中的串聯(lián)式系統(tǒng)，以及完全整合在一個(gè)機(jī)架內(nèi)的PET和MRI一體機(jī)模式。串聯(lián)式PET/MR裝置系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)系統(tǒng)之間的干擾最小，技術(shù)上比較成熟，僅需將PET和MRI裝置的組成做小的改變。而完全整合的PET/MR系統(tǒng)需要全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)解決方案。然而，完全整合的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)真正的同步采集，大大減少了總采集時(shí)間和空間要求。要實(shí)現(xiàn)完全整合的PET/MR一體機(jī)，其核心技術(shù)包括：①數(shù)字化固體光電轉(zhuǎn)換器（silicon photomultiplier，SiPM）的應(yīng)用，也有采用LSO +雪崩二極管（APD）的探測(cè)器元件，總之需要避免MRI與PET元件的互相干擾，使其儀器性能受到影響；②TOF技術(shù)的應(yīng)用，而TOF技術(shù)的應(yīng)用也依賴于SiPM探測(cè)器的應(yīng)用；③基于MRI的PET圖像衰減技術(shù)。

在早期PET/MR的整合技術(shù)中，是將PMT（光電倍增管）放在磁共振磁體外面，避免受到磁場(chǎng)干擾，使用光纖與晶體相連，但是這種連接模式通常會(huì)降低MRI和PET的性能，直到以硅或鍺為材料制成的對(duì)磁場(chǎng)不敏感的雪崩二極管（APD）、SiPM的應(yīng)用，其中硅光電倍增管是由一種新的Geiger模式的硅雪崩光電二極管陣列組成的固態(tài)光電探測(cè)器，可以替代傳統(tǒng)的PMT，為PET和MRI整合帶來(lái)了可能性。

一、關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

（一）同步掃描

PET/CT是順序掃描模式，其掃描時(shí)間由PET來(lái)決定，CT在其中所占的時(shí)間間隔很短。在PET/MR顯像中，由于MRI為多序列、多參數(shù)、多方位成像，掃描時(shí)間由MRI序列決定。PET/MR一體機(jī)比分體式模式采集時(shí)間要快一倍，而且是同步掃描，可以實(shí)現(xiàn)基于MRI的PET運(yùn)動(dòng)校正、PET部分容積偽影校正、基于MRI的衰減校正等。但分體模式PET/MR技術(shù)上比較簡(jiǎn)單，只需要做非常小的技術(shù)改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，且成本相對(duì)低，缺點(diǎn)是不能同步采集，兩種模態(tài)的影像存在時(shí)間差。

能否實(shí)現(xiàn)真正的同機(jī)、同時(shí)和同步采集是衡量一臺(tái)PET/MR一體機(jī)成熟程度的重要標(biāo)志之一。在同一掃描床位，PET和MRI的一個(gè)序列在同一瞬間完成掃描，為了保持兩種顯像為同步采集信息，兩種掃描模式需采用步進(jìn)式掃描。因此，需要TOF技術(shù)，以消除“熱器官”征象和正電子穿透效應(yīng)偽影。在圖像后處理中，需將PET掃描數(shù)據(jù)與每一個(gè)序列的MRI信息一一對(duì)應(yīng)。

（二）衰減校正

串聯(lián)式和完全整合式的PET/MR系統(tǒng)的重要技術(shù)挑戰(zhàn)是光子衰減校正問(wèn)題，這對(duì)于保持獨(dú)立于組織密度的放射性核素分布的正確影像是必要的。在PET/CT顯像中利用CT密度影像對(duì)PET的射線進(jìn)行衰減校正非常成熟，且比較可靠，但是PET/MR顯像中需要采用MRI信息對(duì)PET成像過(guò)程中γ光子的衰減進(jìn)行校正則比較復(fù)雜，因?yàn)镸RI不能直接提供組織密度的信息，故不能作為組織衰減校正的參數(shù)。目前主要是采用組織學(xué)分類法和圖譜配準(zhǔn)法進(jìn)行校正。通過(guò)MRI掃描獲得組織的水、脂肪、軟組織、氣體和骨骼的信息后，產(chǎn)生衰減系數(shù)圖像（μ-map），然后根據(jù)組織的類型對(duì)PET圖像進(jìn)行校正，顯然這種校正的方式其可靠性不如CT校正，并可能略微低估位于內(nèi)部的感興趣區(qū)或靠近骨骼的示蹤劑攝取值。應(yīng)該指出的是，基于圖譜法的PET/MR中PET數(shù)據(jù)衰減校正所提出的校正技術(shù)僅適用于由患者產(chǎn)生的衰減，而不是由掃描儀設(shè)備部件引起的衰減，例如患者躺的床和大量的MRI線圈。為此，生成設(shè)備衰減圖并將這些圖存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，包括人體衰減圖。另一種衰減校正方法是所謂的模板法，根據(jù)幾次獲取的透射掃描圖像的均值產(chǎn)生一個(gè)衰減模板圖。還有一種PET數(shù)據(jù)衰減校正方法是基于分割直接法，該法直接在每個(gè)患者的標(biāo)準(zhǔn)T₁依賴性MRI圖像中常規(guī)完成，使用這些圖像最困難的任務(wù)是區(qū)分骨組織和充氣空間，因?yàn)檫@兩種組織類型表現(xiàn)為相同的強(qiáng)度范圍。

為了評(píng)估基于MRI衰減圖對(duì)心臟¹⁸F-FDG PET行衰減校正（AC）的可行性。Vontobel等對(duì)23例無(wú)明確心臟病史的患者，因腫瘤適應(yīng)證應(yīng)用TOF技術(shù)的PET/CT掃描儀進(jìn)行全身FDG PET/CT顯像，隨后行全身PET/MR顯像。重建MRI衰減校正PET/MR（有或無(wú)TOF）數(shù)據(jù)集，并半定量分段（20節(jié)段模型）心肌示蹤劑攝取（最大百分比），以使用CT衰減校正重建的PET/CT作比較和參考標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PET/CT與TOF-PET/MR獲得的局部攝取值之間具有良好的相關(guān)性（23例患者 n = 460 個(gè)節(jié)段，r = 0.913，p ＜ 0.000 1）。與PET/CT相比，有或無(wú)TOF的PET/MR稍微低估了示蹤劑的攝取（分別為-2.08%和-1.29%）。從基于MRI的衰減校正獲得的心肌相對(duì)FDG攝取與基于標(biāo)準(zhǔn)CT衰減校正的結(jié)果具有高度可比性，表明兩種AC技術(shù)可以互換。

（三）質(zhì)量控制

在儀器的質(zhì)量方面，PET/MR與PET/CT也有明顯不同，除了PET部分的常規(guī)質(zhì)控外，還需要進(jìn)行MRI部分的磁場(chǎng)均勻度校正、線圈均勻性校正、磁場(chǎng)和線圈線性校正、MRI分辨率模型檢測(cè)等。

二、PET/MR的主要優(yōu)缺點(diǎn)

PET/MR多模態(tài)裝置的創(chuàng)建也是基于目前PET/CT掃描中CT的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)PET功能影像與解剖形態(tài)影像的互補(bǔ)。PET具有皮摩爾級(jí)的敏感性和廣譜的分子影像探針，結(jié)合MRI的無(wú)輻射、高軟組織對(duì)比和多參數(shù)功能成像特點(diǎn)，可以獲得更多有價(jià)值的附加信息。

PETMR的主要優(yōu)點(diǎn)包括：①減少了患者的輻射劑量，因?yàn)镸R顯像本身沒(méi)有電離輻射，因此，一次¹⁸F-FDG PET/MR顯像患者受到的輻射劑量?jī)H為PET/CT的1/3左右，對(duì)于兒童以及需要重復(fù)PET顯像檢查的患者尤為重要；②MRI確保解剖和功能影像的高分辨率，與CT相比，提供更好的軟組織對(duì)比和高分辨率、多樣化的組織對(duì)比；③使用功能磁共振成像（fMRI）和磁共振波譜（MRS）可提供額外的信息，可能會(huì)提高診斷效率和定量評(píng)估PET顯像的可能性，有助于患者治療和了解腫瘤的生物學(xué)特點(diǎn)。

PET/MR的缺點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：①與CT相比掃描時(shí)間明顯延長(zhǎng)，對(duì)于病情較重患者、神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者，難以配合檢查；②對(duì)于有各種金屬植入物、起搏器和異物的患者是禁忌證；③MRI影像比較復(fù)雜，除了形態(tài)學(xué)方面信息外，還有反映組織生理學(xué)的信息，不同序列、不同的顯像方式圖像差異較大，給影像分析、處理和判斷帶來(lái)困難；④應(yīng)用MRI的信息對(duì)PET影像進(jìn)行衰減校正的可靠性不如CT，且還有待進(jìn)一步研究；⑤與PET/CT相比成本顯著提高。

三、PET/MR效能及可靠性評(píng)價(jià)

（一）定量參數(shù)的評(píng)價(jià)

PET/CT和PET/MR顯像中，對(duì)病灶攝取顯像劑水平進(jìn)行半定量分析是臨床最常用的定量手段，而PET/MR顯像測(cè)定SUV值的準(zhǔn)確性是人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。為了比較¹⁸F-FDG PET/CT和PET/MR測(cè)定SUV值的差異，富麗萍等對(duì)150例在同日先后接受PET/CT及PET/MR檢查的患者進(jìn)行了對(duì)比研究，分別測(cè)量PET/CT最大SUV值（SUV_max-CT）和PET/MR最大SUV值（SUV_max-MR）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在150例患者中經(jīng)病理證實(shí)的152個(gè)惡性和12個(gè)良性病灶，SUV_max-CT與SUV_max-MR在良性（r = 0.909）及惡性（r = 0.934）病灶中均存在較好的相關(guān)性。良性病灶中，2組SUV_max均值差為0.1（95%置信區(qū)間：-3.1～3.3），惡性病變均值差為0.6（95%置信區(qū)間：-4.2～3.0）。惡性病灶的SUV_max-MR高于對(duì)應(yīng)SUV_max-CT（分別為8.42 ± 5.12和7.83 ± 4.73；u = -3.47，p ＜ 0.01）；良性病變 SUV_max-MR略低于對(duì)應(yīng)的SUV_max-CT，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p ＞ 0.05），說(shuō)明PET/MR能提供可靠的、與PET/CT相似的定量診斷信息。

（二）病灶檢測(cè)效能評(píng)價(jià)

¹⁸F-FDG PET/MR和PET/CT對(duì)于腫瘤病灶的檢出能力各有優(yōu)勢(shì)，具有互補(bǔ)作用。徐白萱等比較了PET/MR與PET/CT在病灶檢測(cè)性能的差異，分析比較了277例患者PET/CT及PET/MR的結(jié)果，其中陽(yáng)性220例，病灶353個(gè)。與PET/CT結(jié)果相比，PET/MR少發(fā)現(xiàn)了6個(gè)病灶，但多發(fā)現(xiàn)了30個(gè)病灶，兩者的探測(cè)效率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p ＜ 0.05）。如果以病灶和患者計(jì)，兩者的一致性分別為 89.8%（317/353）和 85.9%（189/220），提示PET/MR一體機(jī)可以為臨床提供可靠信息，尤其是在軀干部位如腹、盆腔病變及軟組織病變的檢測(cè)方面優(yōu)于PET/CT，但PET/CT探測(cè)肺部病灶有優(yōu)勢(shì)。

第三節(jié)　PET/MR臨床應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

PET與MRI的組合及其應(yīng)用已成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。初步經(jīng)驗(yàn)證明，PET/MR一體機(jī)多模態(tài)顯像實(shí)現(xiàn)同步采集圖像具有巨大應(yīng)用潛力，其優(yōu)點(diǎn)勝過(guò)單獨(dú)使用兩種顯像模式。將MRI或CT形態(tài)學(xué)影像與PET分子影像的結(jié)合在腫瘤診斷、治療前分期、治療反應(yīng)評(píng)估、復(fù)發(fā)監(jiān)測(cè)以及其他領(lǐng)域，例如心臟病學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、精神病學(xué)中起著關(guān)鍵作用。

長(zhǎng)期以來(lái)，為了改善核醫(yī)學(xué)分子影像質(zhì)量，一直試圖將功能影像與形態(tài)學(xué)影像結(jié)合，20世紀(jì)80年代末，第一臺(tái)混合裝置的應(yīng)用，直到今天SPECT與CT結(jié)合和PET與CT的結(jié)合。在這兩種多模態(tài)系統(tǒng)中其功能更強(qiáng)大，SPECT和PET與CT解剖圖像的融合，從而創(chuàng)建新的融合圖像。隨著2001年P(guān)ET/CT掃描儀在臨床上廣泛應(yīng)用，并很快證明這兩種掃描模式融合為一個(gè)系統(tǒng)是有益的，因?yàn)榭梢源_保同時(shí)獲取解剖和功能影像。經(jīng)過(guò)10余年的實(shí)踐證明，PET/CT多模態(tài)顯像對(duì)腫瘤的診斷和治療過(guò)程產(chǎn)生了重大影響，甚至有50%的病例治療決策發(fā)生改變，其社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值是不言而喻的。

本節(jié)就PET/MR在幾種主要疾病的應(yīng)用作一介紹。

一、在腫瘤疾病的應(yīng)用

在腫瘤學(xué)中，影像檢查在早期診斷、分期、治療反應(yīng)和復(fù)發(fā)早期監(jiān)測(cè)中起重要作用。已有證據(jù)表明，¹⁸F-FDG PET/CT顯像在許多腫瘤能準(zhǔn)確進(jìn)行T分期，例如在頭頸部腫瘤、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)腸癌。腫瘤局部浸潤(rùn)的評(píng)估主要基于形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，這也是為什么說(shuō)PET/MR掃描中MRI成分要優(yōu)于PET/CT顯像中CT的原因，特別是在乳腺、前列腺、頭頸部、肝臟、肌肉、骨骼和腦部的腫瘤，MRI影像具有較高的軟組織對(duì)比度，因此其影像準(zhǔn)確性也更高。PET/MR在頭頸部腫瘤局部分期方面也明顯優(yōu)于PET/CT；在乳腺癌患者，MR乳腺成像顯示出較高的敏感性，但特異性相對(duì)較低，然而，¹⁸F-FDG PET/CT顯像則更特異，但敏感性較低。如果將PET和MRI影像數(shù)據(jù)結(jié)合分析，其特異性可從53%提高到97%，單獨(dú)¹⁸F-FDG PET的假陰性率也從26.7%下降到9%，而且¹⁸F-FDG PET與MRI影像的融合也有助于選擇合適的活檢病灶，尤其是在MRI有多個(gè)可疑乳腺病灶的婦女，取高代謝活性病灶活檢可提高活檢的陽(yáng)性率和準(zhǔn)確性。

（一）胃腸道惡性腫瘤

PET/CT是胃腸道（GI）惡性腫瘤分期和隨訪公認(rèn)的多模態(tài)顯像技術(shù)，尤其是結(jié)直腸癌。近年P(guān)ET/MR一體機(jī)也已用于臨床，雖然不會(huì)取代PET/CT的規(guī)范使用，但可能有選擇性地用于胃腸道惡性腫瘤的評(píng)價(jià)。由于PET/MR顯像中MRI影像可提供彌散加權(quán)成像（DWI），其軟組織對(duì)比度、解剖結(jié)構(gòu)描述和提供功能信息要優(yōu)于PET/CT，對(duì)直腸癌T分期、隨訪以及在肝臟病變特征的顯示方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。PET/MR的另外優(yōu)勢(shì)是通過(guò)DWI功能信息和使用肝臟特異性MRI造影劑顯像用于全身和局部治療后肝轉(zhuǎn)移的隨訪。新的放射性示蹤劑將改善PET/MR顯像在腫瘤分期和隨訪中的效能，如果結(jié)合應(yīng)用針對(duì)肝細(xì)胞癌和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的顯像劑，則準(zhǔn)確性將明顯提高，包括應(yīng)用¹¹C-膽堿、¹¹C-乙酸鹽以及⁶⁸Ga-奧曲肽等。在膽管癌、膽囊癌和胰腺癌的患者，PET/MR顯像也可選擇性用于初步分期和隨訪評(píng)估。

結(jié)直腸癌正確分期對(duì)于治療決策至關(guān)重要，關(guān)系到患者的預(yù)后，Catalano等比較了26例同日接受了全身PET/CT和PET/MR的患者，比較兩種顯像對(duì)分期的一致性和正確性，發(fā)現(xiàn)PET/MR和PET/CT都正確者占18/26（69%），PET/MR和PET/CT都不正確占1/26（3.8%），PET/MR正確PET/CT 不正確占 7/26（27%，p = 0.02），表明 PET/MR分期的正確率（25/26，96.2%）顯著高于PET/CT（18/26，69.2%），提示對(duì)結(jié)直腸癌的分期PET/MR優(yōu)于PET/CT，PET/MR能準(zhǔn)確進(jìn)行結(jié)直腸癌局部和遠(yuǎn)處分期。

MRI是目前直腸癌局部分期常用手段，PET也是評(píng)估結(jié)直腸癌的可選方法。事實(shí)上，先前的研究已經(jīng)證實(shí)，使用肝細(xì)胞特異性造影劑的肝臟MRI在檢測(cè)結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移方面可提供高診斷性能影像。如果將提供解剖和代謝信息的全身PET/MR同機(jī)成像模式用于臨床，探討該多模態(tài)影像是否改善腫瘤疾病的診斷與分期的性能，與常規(guī)CT、PET或MRI成像單一模式比較能否提供有關(guān)疾病表型和生物學(xué)的附加信息，改善患者的預(yù)后，無(wú)疑是值得深入研究和期待的工作。

PET影像可以提供病變代謝信息，而MRI也可提供腫瘤生理學(xué)信息，¹⁸F-FDG PET和擴(kuò)散加權(quán)磁共振成像（DWI）兩種常用的功能參數(shù)之間究竟有什么關(guān)系，是人們關(guān)注的課題。為了探索PET/MR一體機(jī)同時(shí)獲得的SUV和表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）之間的關(guān)系，Jeong等分析了直腸癌病灶的ADCs與來(lái)自PET/MR的SUV之間的相關(guān)性，并與PET/CT進(jìn)行比較。9例經(jīng)組織學(xué)證實(shí)的直腸腺癌患者依次行軀干¹⁸F-FDG PET/CT和局部¹⁸F-FDG PET/MR顯像。使用最大攝取的40%為固定閾值來(lái)確定PET圖像上的感興趣腫瘤體積（VOI），自動(dòng)計(jì)算 SUV_max、SUV_peak和 SUV_mean等。結(jié)果表明，應(yīng)用PET/MR測(cè)得的病灶SUV_max、SUV_peak和 SUV_mean分別為 12.35 ± 4.66、9.66 ± 3.15和 7.41 ± 2.54，而直腸病灶的 ADC_mean值為 1.02 ×10^-3mm²/s ± 0.08 × 10^-3mm²/s，ADC_mean值與 SUV值呈顯著負(fù)相關(guān)（SUV_max，ρ = -0.95，p ＜ 0.001；SUV_peak，ρ = -0.93，p ＜ 0.001；SUV_mean，ρ = -0.91，p = 0.001）。該P(yáng)ET/MR初步研究證明，在直腸癌患者，¹⁸F-FDG PET代謝活性與DWI的水?dāng)U散之間存在顯著的負(fù)相關(guān)，說(shuō)明兩種功能參數(shù)均能反映病灶的功能活性，但是兩者的生物學(xué)意義是否也相似還有待進(jìn)一步闡明。

關(guān)于PET/MR在結(jié)直腸癌的作用也有不同的看法，認(rèn)為與PET/CT影像相比，PET和MRI影像的融合在結(jié)直腸癌患者并沒(méi)有顯示出優(yōu)于PET/CT的地方。Kam等對(duì)23例直腸癌患者進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在腫瘤T分期中，22例T₂、T₃腫瘤患者M(jìn)RI分期正確為14例（63.6%）；在淋巴結(jié)評(píng)估中，PET/MR融合的敏感性為44%，特異性和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為100%，PET/MR融合沒(méi)有獲得MRI加腹部CT和胸部X線片基礎(chǔ)上額外的信息，提示PET/MR融合對(duì)直腸癌分期與常規(guī)影像相比幾乎沒(méi)有影響。當(dāng)然，該研究的病例數(shù)比較少，還需要更多的臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

（二）肝細(xì)胞癌

目前還沒(méi)有見(jiàn)到有關(guān)PET/MR顯像在評(píng)估肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的數(shù)據(jù)發(fā)表。PET/CT對(duì)HCC評(píng)估的敏感性和準(zhǔn)確性很大程度上取決于¹⁸F-FDG的特性，某些高分化的HCC不攝取¹⁸F-FDG，表現(xiàn)為假陰性，而中低分化的HCC患者¹⁸F-FDG顯像陽(yáng)性率較高，特異性也較好。較小的肝癌病灶以及高分化HCC常常不表現(xiàn)為高代謝而漏診，此外CT平掃在肝臟病灶的檢出方面敏感性也不高，故傳統(tǒng)的¹⁸F-FDG PET/CT對(duì)肝癌的評(píng)估并不占優(yōu)勢(shì)。如果結(jié)合新的正電子顯像劑的應(yīng)用，如¹¹C-乙酸鹽和¹¹C-膽堿顯像，則可顯著提高PET/CT和PET/MR顯像中PET的敏感性和準(zhǔn)確性（圖12-1）。由于PET/MR顯像對(duì)于發(fā)現(xiàn)較小或高分化肝癌病灶具有優(yōu)勢(shì)，可以預(yù)料PET和MRI影像的結(jié)合，特別是fMRI或MRI增強(qiáng)掃描與PET的結(jié)合將可獲得比PET/CT更好的影像，尤其是結(jié)合¹¹C-膽堿、¹¹C-乙酸鹽可以改善高分化HCC的診斷效率。Lanza等人報(bào)告了¹¹C-膽堿PET/CT顯像對(duì)HCC患者處理的影響，并將其納到綜合診斷成像和多學(xué)科團(tuán)隊(duì)（MDT）討論，所有患者的肝臟MDT討論都做了修訂。對(duì)¹¹C-膽堿PET/CT懷疑或確診的HCC病灶，或巴塞羅那臨床肝癌分期為A、B、C進(jìn)行分析。總共73例患者入組，42例（57%）為新診斷的患者，而31例（43%）為疾病復(fù)發(fā)病例；7例（10%）患者為巴塞羅那臨床肝癌0期，31例（42%）為A期，15例（20%）為B期，18例（25%）為C期。顯像結(jié)果的確認(rèn)以組織學(xué)或MDT共識(shí)為參考標(biāo)準(zhǔn)，最低隨訪時(shí)間為6個(gè)月。共有8例（10%）患者首先接受了化療（索拉非尼），43例（59%）接受手術(shù)，2例（3%）接受手術(shù)或經(jīng)動(dòng)脈栓塞，5例（7%）僅接受隨訪，1例（1%）接受肝臟外照射治療，7例（10%）行肝臟立體定向放療，6例（8%）經(jīng)動(dòng)脈栓塞，1例（1%）行肝移植治療。經(jīng)¹¹C-膽堿PET/CT和MDT討論后，7例患者的診斷發(fā)生改變，6例患者治療方案發(fā)生改變，9例患者的診斷和治療均改變。總體而言，本組病例基于該處置算法有30%的患者診斷或治療發(fā)生改變。研究結(jié)果說(shuō)明，將¹¹C-膽堿PET/CT加入到MDT討論，使得1/3HCC患者的診斷/治療發(fā)生改變，這一新的診斷模式改善了HCC患者的管理（圖12-1）。

此外，使用新型造影劑的MR成像顯示可提高HCC檢測(cè)的敏感性，并可能成為未來(lái)實(shí)踐中的替代成像方式。然而，從外科醫(yī)生的角度來(lái)看，增強(qiáng)CT掃描可為腫瘤和相鄰重要器官結(jié)構(gòu)之間的解剖關(guān)系提供高分辨率相關(guān)信息，這對(duì)于規(guī)劃復(fù)雜的外科手術(shù)至關(guān)重要，但是高質(zhì)量的MR成像有可能替代或等同于傳統(tǒng)的增強(qiáng)CT掃描。總之，不同的成像模式有其自身的局限性和優(yōu)勢(shì)，而多模態(tài)、多功能探針的應(yīng)用對(duì)于提高診斷準(zhǔn)確性具有重要的互補(bǔ)作用。

（三）原發(fā)性骨腫瘤和軟組織肉瘤

MR顯像是骨與軟組織腫瘤分期的有效方法，¹⁸F-FDG PET/CT顯像對(duì)腫瘤的分期評(píng)估也具有較高準(zhǔn)確性，而將PET信息與MRI影像融合將可以使獲得許多附加信息，有助于指導(dǎo)臨床選擇合適的活檢部位，提高活檢成功率，對(duì)于精確規(guī)劃手術(shù)和放療計(jì)劃也具有重要作用。

目前尚未見(jiàn)到應(yīng)用PET/MR骨和軟組織腫瘤的數(shù)據(jù)報(bào)道，但是¹⁸F-FDG PET/CT的應(yīng)用也有一些研究，Salem等回顧性分析了28例源于骨的Ewing肉瘤患者的¹⁸F-FDG PET/CT，評(píng)估其化療前后SUV_max是否可以作為唯一的生存指標(biāo)。平均化療前SUV_max為10.74（SUV1），誘導(dǎo)化療后為4.11（SUV2），結(jié)果表明，較高的 SUV1（HR = 1.05，95%置信區(qū)間：1.0～1.1，p = 0.01）和 SUV2（HR = 1.2，95%置信區(qū)間：1.0～1.4，p = 0.01）患者伴有較差的總生存期（OS），SUV1的截?cái)嘀担╟ut off point）為11.6，SUV1高于11.6患者其OS（HR = 5.71，95%置信區(qū)間：1.85～17.61，p = 0.003）和無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）（HR = 3.16，95% 置信區(qū)間：1.13～8.79，p = 0.03，p ＜ 0.05）有顯著差異。該結(jié)果證明¹⁸F-FDG PET/CT可作為骨Ewing肉瘤生存的預(yù)后指標(biāo)。由于MRI對(duì)骨與軟組織的分辨率較高，其PET/MR的準(zhǔn)確性和價(jià)值無(wú)疑優(yōu)于PET/CT。

（四）前列腺癌

PET/MR在前列腺癌的應(yīng)用價(jià)值因MRI影像分辨率的提高而超過(guò)PET/CT，對(duì)于長(zhǎng)期PSA值增高而活檢結(jié)果為陰性的患者，PET/MR顯像能夠更精確地指定活檢部位。Eiber等的結(jié)果表明，PET/MR在前列腺癌患者的應(yīng)用價(jià)值在于再分期方面，PET/MR一體機(jī)全身¹¹C-膽堿（¹¹C-choline）顯像具有較高的軟組織對(duì)比度和提供多參數(shù)影像，明顯優(yōu)于¹¹C-膽堿PET/CT，特別是在探測(cè)局部復(fù)發(fā)和骨轉(zhuǎn)移方面。作者報(bào)道94例復(fù)發(fā)性前列腺癌患者接受了單次¹¹C-膽堿注射行PET/CT增強(qiáng)掃描和PET/MR雙重顯像，由兩個(gè)閱片組（組1和組2）分別讀取影像數(shù)據(jù)，用5點(diǎn)量表評(píng)估局部復(fù)發(fā)、淋巴結(jié)和骨轉(zhuǎn)移情況，使用ROC分析比較PET/CT與PET/MR的診斷效能。最終有75例患者合格入選圖像分析。總共188個(gè)區(qū)域（regions）被認(rèn)為是陽(yáng)性：包括37例患者局部復(fù)發(fā)，87個(gè)有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移區(qū)域，64個(gè)有骨轉(zhuǎn)移區(qū)域，兩個(gè)閱片組之間PET/MR平均檢出率為84.7%，而PET/CT為77.3%（p ＞ 0.05）。在第一組PET/MR比PET/CT能發(fā)現(xiàn)更多的局部復(fù)發(fā)，但是在兩個(gè)組PET/CT確定的淋巴結(jié)和骨轉(zhuǎn)移明顯多于PET/MR，然而，在PSA值≤2ng/ml的亞組患者沒(méi)有這種差異。幾乎所有類別患者不同顯像模態(tài)間和閱片者間為中等度的一致性（K ＞ 0.6）。與PET/CT相比，PET/MR的患者平均輻射暴露的減少率為79.7%（范圍72.6%～86.2%），與PET/MR（50.4分鐘± 7.9分鐘）相比，PET/CT的平均顯像時(shí)間顯著縮短（18.4分鐘± 0.7分鐘）。本研究結(jié)果得出結(jié)論：¹¹C-膽堿PET/MR是前列腺癌復(fù)發(fā)生化再分期的一種強(qiáng)大的成像模式，不同閱片者之間圖像解釋的一致性好。與PET/CT相比，對(duì)局部復(fù)發(fā)的檢測(cè)能提供更高的診斷價(jià)值，且具有輻射劑量低的優(yōu)勢(shì)。在PSA值＞ 2ng/ml的患者，PET/MR的缺點(diǎn)是顯著延長(zhǎng)了顯像時(shí)間，并且在檢測(cè)骨和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面略有不足。因此，我們建議對(duì)于低PSA值（≤2ng/ml）的患者使用¹¹C-膽堿PET/MR較好，而PSA值高的患者則優(yōu)先使用PET/CT。

近幾年，⁶⁸Ga-前列腺特異性膜抗原（prostatespecific membrane antigen，⁶⁸Ga-PSMA）PET/CT顯像引起廣泛關(guān)注，其準(zhǔn)確性優(yōu)于¹⁸F-FDG，而應(yīng)用⁶⁸Ga-PSMA PET/MR顯像，對(duì)于前列腺癌及其轉(zhuǎn)移灶的評(píng)價(jià)優(yōu)于PET/CT顯像，尤其是對(duì)于PSA濃度較低的患者仍然呈陽(yáng)性（圖12-2）。

（五）淋巴瘤

目前¹⁸F-FDG PET/CT在霍奇金淋巴瘤（HL）和非霍奇金淋巴瘤（NHL）分期與療效評(píng)估中已得到臨床的認(rèn)同和廣泛應(yīng)用，且有大量的文獻(xiàn)發(fā)表，其準(zhǔn)確性較高，尤其是早期療效評(píng)估和殘留監(jiān)測(cè)方面。而PET/MR顯像可以替代年輕患者，特別是兒童的PET/CT顯像，以減少接觸電離輻射；然而，目前這方面的資料還很少。

¹⁸F-FDG PET/CT在評(píng)估各種類型癌癥的N分期方面比單獨(dú)的CT更準(zhǔn)確。在¹⁸F-FDG PET/CT顯像可以獲得CT以外有關(guān)淋巴結(jié)代謝活性的額外信息，因?yàn)閱为?dú)的淋巴結(jié)大小并不能確定其良惡性，較小的淋巴結(jié)（＜ 1cm）也并不總是良性，而腫大的淋巴結(jié)并不代表是惡性。因此，預(yù)計(jì)PET/MR顯像，尤其是結(jié)合fMRI對(duì)于判斷淋巴結(jié)良惡性的準(zhǔn)確性將與PET/CT相似甚至更好。

PET/MR在淋巴瘤的評(píng)估方面，Afaq等分析了66例HL或NHL患者68次全身PET/MR和PET/CT檢查。PET/CT和PET/MR共確定了95個(gè)淋巴結(jié)和8個(gè)結(jié)外病灶，此外，PET/MR還發(fā)現(xiàn)了3個(gè)淋巴結(jié)和1個(gè)結(jié)外病灶。在陽(yáng)性病灶的檢出方面，兩名閱片者對(duì)PET/MR的解讀一致性非常好，對(duì)PET/CT和PET/MR解讀之間的一致性也幾乎完美（k ＞ 0.978）。PET/CT 與 PET/MR 不同模態(tài)間在分期和病情估計(jì)方面的一致性也近乎完美（k = 0.979～1.000）。兩種多模態(tài)顯像測(cè)定的 SUV_max有顯著相關(guān)（r = 0.842，p ＜ 0.001）。但所有病例彌散加權(quán)影像并沒(méi)有改變病灶檢出和臨床決策。ADC_mean與SUV_max之間存在負(fù)相關(guān)（r = -0.642，p ＜ 0.001），表明 PET/MR 與 PET/CT對(duì)淋巴瘤都是可靠的選擇，彌散加權(quán)沒(méi)有改變?cè)\斷準(zhǔn)確性，但PET/MR輻射劑量低，將成為淋巴瘤常規(guī)的影像檢查。

（六）胰腺癌

胰腺癌患者PET/MR顯像與PET/CT比較具有同等價(jià)值，但是提供病灶的對(duì)比度和與周?chē)M織的關(guān)系等優(yōu)于PET/CT，圖12-3為一例華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院接診病例的PET/MR和PET/CT影像。Joo等比較了PET/MR和PET/CT的臨床診斷效能。在37例胰腺腫瘤患者，39個(gè)胰腺腫瘤病灶接受了PET/CT加對(duì)比增強(qiáng)和PET/MR檢查。結(jié)果表明，在PET/MR和PET/CT影像上胰腺腫瘤病灶的SUV_mean和SUV_max之間有很好相關(guān)性（r = 0.897和0.890，p ＜ 0.01），PET/MR影像在腫瘤可切除估計(jì)方面的診斷性能與PET/CT +對(duì)比增強(qiáng)沒(méi)有顯著差異。在腫瘤的分期方面兩種顯像的準(zhǔn)確性有一定差異，PET/MR和PET/CT對(duì)胰腺癌的N分期準(zhǔn)確性分別為54%（7/13）和31%（4/13），M分期準(zhǔn)確性分別為94%（16/17）和88%（15/17），提示¹⁸F-FDG PET/MR在胰腺癌患者術(shù)前評(píng)價(jià)腫瘤可切除性和分期方面的診斷性能與PET/CT +對(duì)比增強(qiáng)多排CT基本相似。

（七）不明原發(fā)癌（CUP）的診斷

為了探討PET/MR在不明原發(fā)癌（carcinoma of unknown primary，CUP）診斷中的價(jià)值，Ruhlmann等對(duì)20例CUP患者進(jìn)行了分析，并與PET/CT進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在原發(fā)灶的診斷方面，20例患者有11例PET/CT和PET/MR都能正確確定原發(fā)腫瘤，而對(duì)轉(zhuǎn)移灶PET/CT發(fā)現(xiàn)了38個(gè)轉(zhuǎn)移灶，PET/MR發(fā)現(xiàn)37個(gè)轉(zhuǎn)移灶（1個(gè)肺轉(zhuǎn)移灶＜ 5mm未能發(fā)現(xiàn)），其陽(yáng)性病灶PET/MR平均SUV_max為 7.9 ± 4.2，PET/CT 為7.2 ± 3.5，r = 0.927，兩者有很好相關(guān)性，PET/MR評(píng)價(jià)頸部病灶最佳，而PET/CT評(píng)價(jià)肺部病灶最佳。在診斷可信度方面PET/CT和PET/MR都有較高可信度（2.7 ± 0.5），在CUP患者兩種顯像方法對(duì)原發(fā)癌和轉(zhuǎn)移灶的診斷均具有同等價(jià)值，但各自有優(yōu)缺點(diǎn)，PET/CT費(fèi)用低，但是輻射劑量相對(duì)高；PET/MR輻射劑量低，但檢查費(fèi)用高。

PET/MR在臨床實(shí)踐中早期的應(yīng)用就是在頭頸癌顯像，因?yàn)樵陬^部和頸部腫瘤的斷層顯像中，形態(tài)學(xué)成像模式CT和MRI被認(rèn)為是類似的有效工具。¹⁸F-FDG PET的加入相信可以提高兩種類似顯像模式的準(zhǔn)確性。然而，在頭頸部腫瘤影像學(xué)中有一些具體的情況，MRI被認(rèn)為可提供超過(guò)CT的信息，包括腫瘤的神經(jīng)周?chē)址负椭匾慕馄蕵?biāo)志如椎前筋膜和大血管壁的浸潤(rùn)。這種情況下PET/MR一體機(jī)可比PET/CT或分開(kāi)采集PET/CT和MRI提供更高的診斷確定性。MRI的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使用幾種功能技術(shù)，其中一些功能可能改善PET/MR在頭頸部腫瘤顯像的性能，其他一些功能技術(shù)實(shí)際上可能有助于證實(shí)PET所見(jiàn)。

（八）轉(zhuǎn)移性腫瘤

某些研究比較了全身PET/CT和MR顯像在評(píng)估遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的作用，對(duì)于解剖學(xué)不同的區(qū)域其結(jié)果也不同，PET/CT顯像更適合評(píng)估肺部轉(zhuǎn)移，而MRI則更適合肝臟、骨骼、骨髓和腦部轉(zhuǎn)移病灶。PET與MRI影像的組合在評(píng)估這些器官中的轉(zhuǎn)移病灶，特別是肝臟微小病灶的檢測(cè)和骨髓浸潤(rùn)的患者可能具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

（九）肺癌

在NSCLC胸部分期與治療決策方面，¹⁸F-FDG PET/MR與PET/CT的價(jià)值相當(dāng)。Schaarschmidt等回顧性分析接受兩種顯像的77例NSCLC患者，胸部PET/MR和PET/CT分期的差異為35%（27/77），其中T分期差異為18%（n = 14），N分期差異為23%（n = 18），M分期差異為1%（n = 1），有8%（n = 6）的患者改變了治療決策。盡管胸部¹⁸F-FDG PET/CT和PET/MR在TNM分期方面有變異，但是兩種模式對(duì)NSCLC患者的治療決策是相當(dāng)?shù)摹ＭǔT對(duì)肺小結(jié)節(jié)特別是磨玻璃樣結(jié)節(jié)診斷的敏感性和特異性優(yōu)于MRI，但MRI對(duì)于觀察肺血管和支氣管形態(tài)方面優(yōu)于CT影像。因此，在NSCLC的臨床分期上，¹⁸F-FDG PET/MR被認(rèn)為可能替代PET/CT。

（十）乳腺癌

Melsaether等比較了¹⁸F-FDG PET/MR與PET/CT對(duì)乳腺癌病灶及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶的探測(cè)與患者輻射劑量，結(jié)果表明兩個(gè)系統(tǒng)均有較高的敏感性和特異性，圖像質(zhì)量也相當(dāng)。但是在乳腺癌患者PET/MR顯像對(duì)肝臟和骨轉(zhuǎn)移病灶的敏感性較高，尤其是對(duì)肝臟小病灶探測(cè)，而PET/CT對(duì)肺轉(zhuǎn)移的敏感性較好，PET/MR的輻射劑量?jī)H為PET/CT的一半，因此總體來(lái)講PET/MR應(yīng)用具有一定優(yōu)勢(shì)。

（十一）神經(jīng)膠質(zhì)瘤術(shù)后殘留與復(fù)發(fā)監(jiān)測(cè)

在腦腫瘤PET成像中，根據(jù)腫瘤分級(jí)不同其代謝特征也不一樣，在¹⁸F-FDG顯像，Ⅰ、Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤一般無(wú)代謝異常增高，而Ⅲ、Ⅳ級(jí)多表現(xiàn)為高代謝（圖12-4A）。由于星形膠質(zhì)細(xì)胞氨基酸代謝較高，而正常腦皮質(zhì)攝取較低，靶與非靶比值高，對(duì)腦腫瘤的診斷和殘留與復(fù)發(fā)的評(píng)估優(yōu)于¹⁸F-FDG。目前兩種較特異的放射性藥物，¹⁸F-FET（氟乙基酪氨酸）和¹¹C-MET（甲硫氨酸）可用于惡性和良性疾病的鑒別以及腦腫瘤術(shù)后殘留與復(fù)發(fā)監(jiān)測(cè)（圖12-4B）。將¹¹C-MET PET特異性影像與fMRI高分辨率形態(tài)與功能影像結(jié)合對(duì)于腦腫瘤的診斷、術(shù)后殘留與復(fù)發(fā)的判斷、放療邊界勾畫(huà)與計(jì)劃將提供重要的依據(jù)，尤其是MRI還可以提供病灶血流灌注、波譜等多種生理信息，有助于鑒別腦腫瘤術(shù)后或治療后殘留與復(fù)發(fā)，其價(jià)值明顯優(yōu)于PET/CT獲得的信息（圖12-5）。

對(duì)腦腫瘤治療決策的影響方面，PET/MR可以提供更多有價(jià)值的信息。Catalano等回顧性分析了134例同日接受¹⁸F-FDG PET/CT和PET/MR的非中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)的惡性腫瘤患者，134例患者中僅2例（1.5%）PET/CT發(fā)現(xiàn)異常而PET/MR未發(fā)現(xiàn)而改變了臨床處理；但是134例中有24例患者（17.9%）PET/MR的結(jié)果改變了臨床處理，而PET/CT沒(méi)有發(fā)現(xiàn)；PET/MR影像的發(fā)現(xiàn)影響臨床處理的比例明顯高于PET/CT的發(fā)現(xiàn)（p ＜ 0.001）。表明單獨(dú)PET/MR顯像對(duì)臨床處理的貢獻(xiàn)大于單獨(dú)PET/CT，PET/MR影像常常能提供PET/CT不能獲得、影響患者處理決策的信息。

（十二）腫瘤治療療效評(píng)估

在各種惡性腫瘤患者，治療反應(yīng)的評(píng)估大多是根據(jù)使用相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，例如RECIST標(biāo)準(zhǔn)、WHO標(biāo)準(zhǔn)等。但已有資料表明，這些基于腫瘤形態(tài)學(xué)變化的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估腫瘤治療反應(yīng)有一定的局限性，因?yàn)槟[瘤實(shí)施放化療后其形態(tài)學(xué)變化可能需要4～6周以上時(shí)間，且易受放療后炎癥的干擾難以判斷療效。而近幾年來(lái)，有關(guān)PET/CT早期評(píng)估腫瘤治療反應(yīng)的研究較多，也相繼發(fā)布了部分腫瘤PET療效評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，如PERCIST標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)體瘤和淋巴瘤患者，PET/CT顯像的應(yīng)用促進(jìn)了治療反應(yīng)評(píng)估的發(fā)展，不僅根據(jù)治療前后病變大小變化，還結(jié)合代謝水平的變化評(píng)估療效。Lambrecht等臨床研究表明，DWI也可用于治療反應(yīng)評(píng)估，對(duì)于晚期結(jié)直腸癌術(shù)后患者，放化療前后DWI的變化比單純的腫瘤體積測(cè)量更準(zhǔn)確，特別是fMRI的PET/MR顯像明顯改善了治療效果的評(píng)估，并可進(jìn)行早期復(fù)發(fā)監(jiān)測(cè)。在頭頸部腫瘤治療反應(yīng)評(píng)估中，由于PET顯像具有較高的陰性預(yù)測(cè)值，MRI具有高敏感性，而PET/MR多模態(tài)影像的結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)將發(fā)揮極好的預(yù)測(cè)價(jià)值。在其他類型的惡性腫瘤中，PET/MR顯像在評(píng)估治療反應(yīng)或復(fù)發(fā)方面的潛力還需要進(jìn)一步研究。

（十三）兒科腫瘤

由于考慮到輻射問(wèn)題，全身PET/MR多模態(tài)顯像被公認(rèn)是兒科腫瘤重要的應(yīng)用。初步的研究已顯示出PET/MR在兒科腫瘤臨床應(yīng)用的可行性以及與PET/CT相比可能的優(yōu)勢(shì)。PET/MR顯像除了大約可以降低50%～75%的輻射劑量之外，全身PET/MR多模態(tài)顯像可提供病理生理過(guò)程的多參數(shù)特征的診斷優(yōu)勢(shì)，并有助于減少必要的顯像研究數(shù)量。然而，迄今為止只有很少的關(guān)于兒科PET/MR研究數(shù)據(jù)報(bào)道。為了充分理解這一新顯像方法的臨床效能，還需要進(jìn)一步深入臨床研究，包括兒科腫瘤PET/MR顯像的適應(yīng)證等。可以預(yù)料，PET/MR多模態(tài)顯像將是小兒腫瘤學(xué)領(lǐng)域一種很有前景的成像方式，可以大大降低兒科患者的診斷性輻射照射劑量，減少必要的影像學(xué)檢查次數(shù)。

二、神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

與全身成像相反，PET/MR腦成像明顯更容易，因?yàn)樵趻呙柽^(guò)程中被檢查的器官（大腦）可以在一個(gè)床位完成顯像，從而縮短掃描時(shí)間導(dǎo)致數(shù)據(jù)量減少。PET/MR腦顯像通常由使用或不用造影劑、MR血管造影、DWI、灌注加權(quán)成像（DPI）、MR波譜（MRS）和擴(kuò)散張量成像（DTI）等不同的MRI序列的T₁和T₂依賴圖像組成。MRI掃描對(duì)于大多數(shù)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的評(píng)估是必不可少的，而且PET掃描在許多臨床情況下又可提供補(bǔ)充信息，因此PET與MRI的組合具有重要的意義。由于分子成像在癡呆的診斷中有較高的價(jià)值，一些新的PET顯像劑的應(yīng)用已被納入神經(jīng)退行性疾病評(píng)估指南；PET顯像也為腦腫瘤、癲癇和腦卒中患者提供補(bǔ)充信息，兩種成像技術(shù)的結(jié)合，將成為可以提供中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理學(xué)附加信息的合理解決方案。

（一）認(rèn)知障礙疾病

在成年認(rèn)知障礙患者使用PET/MR腦β-淀粉樣蛋白沉積物顯像可以區(qū)分諸如阿爾茨海默病（AD）、路易體癡呆、帕金森病過(guò)程中的癡呆之類的情況，目前最常用的顯像劑有¹¹C標(biāo)記的匹茲堡復(fù)合物B（¹¹C-Pittsburgh compound B，¹¹C-PIB）。在認(rèn)知障礙病因診斷中，¹¹C-PIB顯像陽(yáng)性提示AD的可能性大（圖12-6），而陰性結(jié)果表明淀粉樣蛋白斑塊沉積很少，其發(fā)生AD的概率很低。

在腦神經(jīng)受體顯像中，多巴胺受體和多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體PET/MR顯像具有較高的診斷和鑒別診斷價(jià)值，目前應(yīng)用的顯像劑也比較多，常用的有多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)顯像劑¹⁸F-DOPA、¹¹C-NMSP和突觸前膜多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體顯像劑¹¹C或¹⁸F-FP-CIT、¹¹C-CFT、^99mTc-TRODAT-1等，這些新的神經(jīng)受體顯像劑結(jié)合MRI，對(duì)于認(rèn)知功能障礙疾病以及神經(jīng)退行性疾病的診斷與鑒別診斷是非常理想的組合，圖12-7為一例帕金森病患者的¹¹C-CFT顯像，雙側(cè)基底神經(jīng)節(jié)分布稀疏。Kwon等在15例疑為PD的患者比較了¹⁸F-FP-CIT PET/MR與PET/CT對(duì)腦DAT功能的評(píng)價(jià)。所有患者都顯示相對(duì)于腹側(cè)殼核（VP）保留而言，后殼核（PP）DAT結(jié)合明顯減低，PET/MR和PET/CT兩種模式測(cè)定的雙側(cè)紋狀體區(qū)域結(jié)合率（BR）有較好一致性，但是MRI比CT提供了更多腦病變的解剖學(xué)變化信息。

（二）腦血管病

MRI還可評(píng)估急性腦卒中的原因是血管破裂還是血管阻塞，以及缺血性病變的大小、部位甚至可逆性。此外，MRI掃描有助于選擇缺血性腦卒中患者，缺血事件發(fā)生后4.5小時(shí)內(nèi)將從溶栓治療中受益的患者。近些年來(lái)，腦血流量（CBF）可逆性減低的臨界值確定已從最初的¹⁵O PET成像轉(zhuǎn)向MR成像，¹⁵O PET腦血流顯像雖然準(zhǔn)確性好，被認(rèn)為是腦血流或者心肌血流絕對(duì)定量測(cè)定的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是¹⁵O的半衰期僅2分鐘，使用條件要求高難以臨床推廣，而近年發(fā)展起來(lái)的MR顯像評(píng)估腦灌注發(fā)展非常快，應(yīng)用動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）技術(shù)可以獲得局部腦血流量情況。Zhang等使用PET/MR一體機(jī)磁共振ASL技術(shù)和H₂O PET同時(shí)測(cè)量并評(píng)估了10名健康受試者的腦灌注［¹⁵O］，結(jié)果顯示，與PET相比ASL法顯示出中度的高估了CBF，兩種方法測(cè)定的全腦CBF分別為43.3ml/（100 g·min）± 6.1ml/（100g·min）（PET）和51.9ml/（100 g·min）± 7.1 ml/（100g·min）（ASL），灰質(zhì)/白質(zhì)CBF比值分別為3.0（PET）和3.4（ASL），兩者之間均具有很好相關(guān)性。提示PET/MR一體機(jī)可以用不同的方法同時(shí)測(cè)定CBF，避免不同時(shí)間測(cè)定帶來(lái)的生理和功能變化差異。盡管目前還沒(méi)有關(guān)于腦卒中診斷的PET/MR研究報(bào)告，但似乎PET/MR融合將是檢查腦卒中患者的理想工具，結(jié)合彌散加權(quán)MR成像（DWI）和定量CBF是評(píng)估腦卒中的重要參數(shù)。

（三）癲癇定位

為了在術(shù)前確定致癲癇病灶，MR成像是首選。然而，在大約20%的顳葉癲癇（TLE）患者M(jìn)RI無(wú)診斷價(jià)值，或者M(jìn)RI和EEG結(jié)果不一致。在這種情況下，應(yīng)該使用另外的非侵入性檢查方法來(lái)評(píng)估不正確的腦功能結(jié)果，例如腦磁圖（MEG）、SPECT和PET。使用¹⁸F-FDG PET顯像在發(fā)作間期顯示癲癇灶為代謝減低，是顳葉癲癇計(jì)劃治療前的首選成像方法。MRI與¹⁸F-FDG PET顯像結(jié)合在術(shù)前評(píng)估癲癇灶已經(jīng)得到人們的普遍認(rèn)同和應(yīng)用。

（四）腦功能研究

在復(fù)雜的大腦活動(dòng)顯像方面，PET和MRI同步顯像也是非常有益的，可以多尺度快速監(jiān)測(cè)大腦的信號(hào)波動(dòng)。PET/MR一體功能同時(shí)、同步評(píng)估有關(guān)認(rèn)知過(guò)程的各種神經(jīng)化學(xué)和功能參數(shù)，例如觀察尼古丁受體和平行的BOLD功能磁共振成像評(píng)估血氧水平依賴MRI信號(hào)強(qiáng)度。PET/MR對(duì)于神經(jīng)科學(xué)研究，特別是思維、行為科學(xué)和不同刺激反應(yīng)研究將具有重要意義。

三、心血管疾病

PET/MR融合顯像不僅用于腫瘤和神經(jīng)影像系統(tǒng)疾病評(píng)價(jià)，對(duì)心臟顯像的應(yīng)用也有很高價(jià)值，但是心臟的PET/MR顯像在技術(shù)上更復(fù)雜，涉及衰減校正、門(mén)控技術(shù)和更復(fù)雜的工作流程，與PET/CT顯像或獨(dú)立MR成像相比要求更精細(xì)的圖像分析。PET/MR成像可用于心肌炎性疾病（例如結(jié)節(jié)病）的評(píng)估，也可對(duì)PET與MR顯像數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證（例如心肌灌注成像），以及幫助驗(yàn)證各種疾病狀態(tài)的新型生物標(biāo)志物，例如心肌梗死后炎癥等。

同時(shí)采集PET/MR成像將心臟MR成像的解剖優(yōu)勢(shì)與PET和MR成像的定量?jī)?yōu)勢(shì)能力相結(jié)合，不僅具有評(píng)估心臟腫瘤的潛力，而且能夠評(píng)估心肌缺血、梗死以及心臟結(jié)節(jié)病等心肌病的功能和特征性改變，PET代謝顯像還可評(píng)估心肌存活，指導(dǎo)缺血性心肌疾病的治療。

心源性死亡是結(jié)節(jié)病（sarcoidosis）患者死亡的主要原因，因?yàn)樾呐K受累往往未被發(fā)現(xiàn)。心血管磁共振成像（CMRI）和¹⁸F-FDG PET已用于心臟結(jié)節(jié)病的診斷，但還未見(jiàn)兩種技術(shù)的同時(shí)應(yīng)用。為了研究心臟PET/MR同步成像診斷和預(yù)后效用，Wicks等對(duì)51例疑似心臟結(jié)節(jié)病患者同時(shí)進(jìn)行PET/MR顯像，并按照美國(guó)心臟協(xié)會(huì)16節(jié)段法行FDG攝取和晚期釓增強(qiáng)盲法圖像分析，評(píng)估PET/MR診斷心臟結(jié)節(jié)病的敏感性和特異性，主要終點(diǎn)包括死亡、心源性猝死、持續(xù)性室性心律失常、完全心臟傳導(dǎo)阻滯和失代償性心力衰竭。結(jié)果顯示，PET和心臟MRI單獨(dú)診斷心臟結(jié)節(jié)病的敏感性分別為85%和82%，而PET/MR一體機(jī)檢測(cè)的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值分別為94%、44%、76%和80%。在心臟異常的定位方面不同模式間差異很大（K = 0.02），在中位隨訪2.2年時(shí)有18例（35%）發(fā)生不良事件。心臟RV PET異常和LGE的表現(xiàn)是不良事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，PET和磁共振成像出現(xiàn)異常是主要不良心臟事件的最強(qiáng)的預(yù)測(cè)因子。本研究表明，同時(shí)PET/MR是診斷心臟結(jié)節(jié)病的準(zhǔn)確方法，¹⁸F-FDG PET和心臟MRI結(jié)合可提供疾病的病理生理學(xué)補(bǔ)充信息。在PET/MR上出現(xiàn)LGE和FDG攝取異常預(yù)示不良事件風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，PET和心臟MRI應(yīng)作為心臟結(jié)節(jié)病診斷、分期和預(yù)后評(píng)估的方法。

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成像一直是影像領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的工作，目前應(yīng)用CT、超聲顯像以及侵入性血管造影等檢查仍然是評(píng)估冠脈的主干為主，這些方法對(duì)預(yù)測(cè)由斑塊易損性引起的未來(lái)血栓栓塞事件的有效性較差。過(guò)去人們利用PET和MR成像單獨(dú)用于斑塊表征的成像較多，MR成像能顯示斑塊組成成分，PET顯像也具有使斑塊活動(dòng)可視化的能力，而PET與MRI的結(jié)合對(duì)斑塊易損性的綜合評(píng)估無(wú)疑將更為可靠。

小 結(jié)

PET/MR在臨床應(yīng)用的時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)于其優(yōu)勢(shì)的評(píng)價(jià)還缺乏大數(shù)據(jù)研究，在顯像技術(shù)和影像分析與定量方法等方面還需要進(jìn)一步探索和完善，包括可能影響PET/MR成像中PET定量方法的物理與技術(shù)方面，特別是衰減校正方面仍在進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)之中。從目前的數(shù)據(jù)來(lái)看，PET/MR在臨床上的應(yīng)用價(jià)值，特別是在腫瘤學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是很有希望的，其潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)單獨(dú)使用這些成像方法。此外，如果考慮到低輻射劑量需求，如兒童患者的檢查和需要多次顯像者，PET/MR集成系統(tǒng)可以替代PET/CT顯像。然而，為了測(cè)試PET/MR的診斷準(zhǔn)確性，進(jìn)一步的前瞻性研究是非常必要的，同時(shí)還需要制訂臨床應(yīng)用指南和技術(shù)規(guī)范。目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，PET/MR和PET/CT將在不同的臨床情況下可以起到互補(bǔ)作用。

（張永學(xué)）

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