前列腺癌是最常见的新发癌症，也是男性中继肺癌后第二大与癌症相关的死因。由于早期诊断及治疗手段的进步，前列腺癌的发现率逐年上升，并在对男性伤害最大的癌症中排名第一。除了开展根治性前列腺切除术及近距离放射治疗外，独立开展的外照射放射治疗（External Beam Radiation Therapy，EBRT）或与雄激素剥夺疗法（Androgen Deprivation Therapy，ADT）联合治疗都是重要的治疗手段。近些年，传统的放射治疗逐渐被精准放疗取代，因此需要准确的临床分期及靶区勾画，这对前列腺内主要病灶的聚焦及降低对临近组织的毒性都是至关重要的。

近来，双参数MRI（bpMRI）检查已成为前列腺癌诊断、分期及GTV勾画的金标准。如今，功能成像已经被广泛应用在放疗领域，其中PET成像日益得到关注。PET/MRI一体机系统综合了PET的代谢成像能力以及MRI精确的形态估计和更高的空间分辨率能力，进而获得更多的可供临床使用的完备信息以及相比单模态PET或MRI更精准的前列腺癌定位。

PSMA是一种二类跨膜糖蛋白，几乎会在所有的前列腺癌细胞中特异性过表达，尤其是在侵袭性的、低分化的以及转移的前列腺癌中。在过去的十年中，PSMA PET飞速发展，在诊断、分期以及病灶定位等方面展现了较高的临床应用价值。近期，68Ga-PSMA-11展现了在高风险疾病中的检测能力，并越来越多地应用在常规临床检查中，然而，很大比例的局部复发前列腺癌患者无法通过尿路示踪剂排泄显像方法与其他类型患者区别开。而18F-PSMA-1007有比较低的尿清除率，已经在临床治疗以及辅助医生决策中展现了有价值的前景。

基于PSMA PET/MRI的前列腺癌GTV勾画在放疗规划鲜有报道，之前的大部分研究也是基于PSMA PET/CT的。本篇文章的目的即是评估PSMA PET/MRI在前列腺癌的GTV勾画的临床应用价值。

【患者与数据来源】上海东方医院使用联影PET/MRI系统对原发性前列腺癌进行18F标记PSMA及68Ga标记PSMA进行显像。共入组了69例患者，57例行18F-PSMA-1007 PET/MRI显像，12例行68Ga-PSMA-11 PET/MR显像。三位有经验的医师通过目测对GTV及肿瘤尺寸进行勾画及测量，并分别采用30%、40%、50%、60%的SUVmax阈值进行阈值法勾画，如图一所示。对GTV的体积相关性及差异性进行评估，主要采用戴斯相关系数（Dice Similarity Coefficient，DSC）评价GTV间的空间重叠度。对51位行前列腺切除术的患者，评估最大区域肿瘤尺寸LPath，并与基于图像(LMRI,LPET/MRI, LPET, LPET30%, LPET40%, LPET50%,LPET60%）的最大肿瘤尺寸进行对比来判定最优勾画方案。

图1

一例68Ga亚组前列腺癌男性 图A：绿线所示为GTV-MRI图B：蓝线所示为GTV-PET图C:红线所示为GTV-PET/MRI图D、E、F、G分别为GTV-PET30%、GTV-PET40%、GTV-PET50% 、GTV-PET60%图1. 3.0T 和 5.0T 弥散成像代表性案例。

【统计方法】DSC用来度量GTV-MRI、GTV-PET、GTV-PET/MRI之间的空间重叠，DSC的范围是0-1，当DSC为1时，代表两个集合完全重合，而DSC为0时，表示两个集合完全没有重合。DSC越大，表示重合度越大，一般认为当DSC大于0.7时，重合度已经比较好。单因素方差分析用来评估不同方法间的差异，非参数的配对样本Wilcoxon符号秩检验用来对比GTV-MRI及GTV-PET、GTV-PET/MRI。Spearman分析用来分析GTV-MRI和GTV-PET、GTV-MRI和GTV-PET/MRI、DSC和临床数据（包括年龄、参考GTV-MRI、PSA、Gleason分数、风险分类、SUVmax）的相关性。多元线性回归用来评估DSC的影响因素。Spearman分析还被用来评估LPath与不同方法所测得的肿瘤长度的相关性。组内相关系数（ICC）以及Bland-Altman图对不同方法与病理金标准进行一致性评估。

【结果与讨论】经过对比MRI、PET及PET/MRI的GTV勾画差异，所有的GTV-MRI与GTV-PET/MRI的DSC值均超过0.7，二者有很高的空间重合度，指示GTV-PET/MRI与对照GTV-MRI有很强的相关性。同时，单因素方差分析显示GTV-PET/MRI与GTV-MRI在18F及68Ga两个亚组均有统计学差异。病理学检测也指示基于PET/MRI的GTV勾画优于单独的PET GTV勾画，在18F与68Ga亚组， ICC一致性检查均指示LPET/MRI均与Lpath最相关（表1），此外， Bland-Altman图指示LPET/MRI与Lpath具有很强的一致性（图二）。基于以上结果，我们相信基于PET/MRI的GTV勾画是更准确的。

表1 Lpath与其他方法所测肿瘤长度的ICC检测值

图2.LPET/MRI与LpathBland-Altman图，A. 18F亚组B. 68Ga亚组

此外，结果显示91.2%18F亚组的GTV-PET/MRI大于GTV-MRI，83.3%68Ga亚组的GTV-PET/MRI大于GTV-MRI。之前亦有报道，基于MRI的勾画经常会低估肿瘤尺寸，因此，我们假设更大的GTV-PET/MRI会获得更完整的靶区，从而有更充足的辐照，进而得到更好的治疗效果。

由于GTV-MRI与GTV-PET/MRI的DSC大于0.7，我们进一步研究了DSC与参照GTV-MRI、年龄、SUVmax、风险分类、Gleason分数以及PSA的相关性。如图三所示，对于18F亚组，GTV-MRI、PSA、风险分类、Gleason分数与DSC存在相关性。并且，GTV-MRI是DSC的影响因素且与DSC正相关。而在68Ga亚组，只有GTV-MRI与DSC相关，如图四所示。两组的不同结果不仅与68Ga组患者数量相对较少有关，还可能与示踪剂特征不同有关。众所周知，膀胱和输尿管中的高示踪剂滞留会导致图像分析错误。与 68Ga-PSMA-11 相比，18F-PSMA-1007的排泄主要通过肝胆管而不是尿液，鉴于前列腺周围正常组织中显像剂摄取较低从而获得与正常组织更明显的对比，因此在病灶检测方面更具有优势。

图3

18F亚组，DSC与各参数的相关分析，与参考GTV-MRI对比（r=0.516，p<0.001），与PSA对比(r=0.288,p<0.05)与风险因素对比（r=0.287，p<0.05），与Gleason分数对比（r=0.321，p<0.05）

图4. 68Ga亚组，DSC与参考GTV-MRI的相关分析（r=0.516，p<0.001）

在前列腺癌放疗中基于PSMA PET/MRI的GTV勾画是可行的，而且推荐PET/MRI融合图像在GTV勾画中的使用。此外，GTV-MRI与GTV-PET/MRI的重合度是最高的，并随着肿瘤体积的增大而升高。研究结果指示PSMA PET/MRI在更精准及更个性化的肿瘤放疗中极具前景。

原文：Zhang Y N ,  Lu Z G ,  Wang S D , et al. Gross tumor volume delineation in primary prostate cancer on 18F-PSMA-1007 PET/MRI and 68Ga-PSMA-11 PET/MRI[J]. Cancer Imaging, 2022, 22(1):1-11.

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