高科技影像檢查於癌症篩檢方面的應用

台北榮總榮科醫學影像中心 莊琇真醫師/柯世琦醫師 

 

國人的十大死因之中，癌症始終高居首位。雖然醫藥的發展一日千里，目前卻尚未有完全擺脫癌症威脅的方法。但是絕大多數的早期癌症如果能早期篩檢出來，其治癒機率都會提高很多。根據統計，包括X光、血液腫瘤標記、抹片、超音波等項目的傳統健檢，癌症篩檢率約為0.2~0.3 %，若再加上消化道內視鏡檢查，篩檢率約提高為0.5 %。但是上述數據還不足以說服大眾這些一般性健康檢查能有效的早期診斷癌病。於是各大醫院、健檢中心也開始提供高科技的影像檢查，如正子攝影（Positron Emission Tomography，簡稱PET）與磁振造影（Magnetic Resonance Imaging，簡稱 MRI）等。雖然PET與 MRI的檢查費用較一般健檢項目昂貴，但是其非侵襲性、高癌症篩檢率與短時間內偵測腫瘤的特性，卻讓它們在國內的健檢領域逐漸嶄露頭角。本文將就這兩項健康檢查的新利器做一簡單的介紹與綜合比較。

 

磁振造影 (Magnetic Resonance Imaging, MRI)

 

磁振造影(MRI)是一種利用「核磁共振」原理的醫學影像檢查，是完全沒有輻射線、非侵入性的。其原理主要是將人體置入一個強大的磁場中, 再利用特定的射頻無線電波脈衝，激發人體內水分子的氫原子核，改變其旋轉排列方向。這期間原子核會吸收與原子核轉動頻率相同的無線電波(共振)，一旦關掉了激發電波時，原子核就會釋放吸收的能量訊號，再藉由電腦將訊號收集處理，經過一段複雜的運算過程後，組合成影像。由於不同器官、組織的含水量都不同，水分子釋放出來的能量訊號也就不同，所以能精準清楚的顯示體內各部位的斷層面解剖影像，並且不同組織間的對比解晰度非常高，亦可依照需求可以有多角度的呈現。上述的過程機轉，是完全沒有輻射的，在現階段所使用的磁場強度，對人體是安全的。安全度甚至可以用來檢查胎兒。檢查室的外牆屏蔽，基本上是在防止外界電波的干擾，而不是在阻絕機器所釋出的射頻無線電波，在最普遍磁場強度的1.5 T機型所產生的共振頻率是63.8兆赫，甚至比FM廣播頻率還要弱。在初期所使用的「核磁共振」的名稱，為避免一般民眾誤解恐懼，於是就去掉「核」，而在後面加上影像(Imaging)，簡稱「磁振造影」。

 

MRI發展至今，目前在臨床上，磁振造影被為廣泛的利用在各種不同類型疾病的第二線診斷評估及追蹤。例如腦、脊椎神經系統疾病、體內各個部位腫瘤（實質器官如腦、肝、膽、脾、腎、胰、腎上腺、膀胱、乳房、子宮、卵巢、攝護腺等等）、心臟、血管性疾病及其相關的組織缺氧壞死（腦中風、心肌梗塞）、骨骼關節系統疾病等，甚至對腦功能的研究上有相當重要的角色。近來由於電腦技術的提升進步，使得影像品質更好，檢查時間更快。在過去被認為對MRI是困難的肺部成像，也早已不是障礙。

 

正子攝影 (Positron Emission Tomography, PET)

 

正子攝影(PET)是一種非侵襲性的、具有輻射的功能性的分子影像檢查。目前已發展出各種不同的正子放射藥劑來偵測腫瘤的病變，其中最常使用的是利用癌症細胞具有葡萄糖代謝增加的特性做掃瞄的氟化去氧葡萄糖(2-fluoro-2-deoxy-D-glucose, FDG)。 首先將微量FDG經由靜脈注入人體內，經過一段時間後，會被體內細胞吸收代謝後釋出訊號，之後再利用正子斷層掃瞄器偵測全身，將體內葡萄糖被吸收代謝的狀況影像再把訊號，經由電腦組合成。一般而言，癌細胞的代謝活動旺盛，因此會吸收比正常細胞多大約3至8倍的FDG。正子攝影便是利用這個特點，依照FDG被代謝的程度，協助區分已知腫瘤的良性惡性，或是依照FDG尋找未知癌症的原發部位，協助確認的病變的範圍以及身體其他部位或是淋巴結是否有遭受癌症的侵犯轉移。

 

正子攝影是一種功能性的影像，成像的焦點是代謝的訊息，最好的影像解析度約在0.6公分，較無法提供相較於電腦斷層的0.5公厘及MRI的0.8公厘般精細的解剖影像，因此後來的PET結合了電腦斷層（Computed Tomography，簡稱CT）成為所謂的正子斷層掃描(PET/CT)，在進行PET檢查之後在同一部機器上再加作全身電腦斷層掃瞄，利用從電腦斷層所獲得較清晰的解剖影像進行影像融和作為對照，來得到更好的診斷結果。正子檢查本身具有輕度輻射，大約等同於人在一年內接受到環境的自然輻射量約2.4毫西弗（一張胸部x光片約0.02毫西弗）。但是電腦斷層本身具有相對較高的輻射量，一般大約是5至8毫西弗，因此這項檢查本身會帶來8~10毫西弗的輻射量。從過去的文獻中，PET在癌病的應用上其整體敏感性為84~87%，專一性為88~93%，在下列九種癌症：肺癌、大腸直腸癌、淋巴癌、黑色素癌、食道癌、頭頸部癌、乳癌、甲狀腺癌以及子宮頸癌的診斷分期上有相當優越的價值。目前為我國健保局亦將上述癌症（除子宮頸癌外）的病患納入PET檢查之給付範圍。

 

有一部份癌症（如腦瘤、部份肺腺癌、肝癌、膽道癌、早期胃癌、前列腺癌、腎臟癌、膀胱癌、早期子宮頸癌等），因為不會表現出高度的葡萄糖代謝率或背景活性太高，在正子攝影上可能無法被偵測出來，導致偽陰性結果。另外，正子攝影檢查偶爾會受到一些生理活性、發炎或感染病灶的干擾，而造成偽陽性的判讀。對糖份代謝異常的糖尿病患者，其肌肉有較高的FDG被代謝，也可能影響判讀。

 

MRI或是 PET?

 

MRI和PET皆是在疾病醫療上重要及優越的檢查，性質不同，適用目的也不同，因此不容易也不需做好壞的比較。運用在健康檢查上，截至目前為止PET及MRI都未有定論。但是我們可以透過這兩項檢查目前所發表的結果及特性來做比較。

 

MRI在一般的狀況是運用在局部單部位的疾病評估，台北榮總榮科中心是率先將檢查範圍擴及全身，在一個小時到一個半小時之內完成高品質的全身影像，藉此利用在健康檢查、癌病分期評估及治療後追蹤。MRI 提供的是精細的解剖影像，所以不僅是腫瘤病變，其他如先天性異常、血管性疾病、骨關節的退化性疾病等，都能夠輕易的被診斷出來。

 

依目前的統計數據而言，PET 或PET/CT的癌病篩檢率約為0.77~1.8%(平均值:1.3%)，MRI則是3.1%，有較高的篩檢率。但是僅憑這些數據來斷定兩者的好壞優劣，似乎並不客觀。

 

首先MRI檢查的設定條件相當繁瑣，極需要專業的技術人員以及經驗豐富的專科醫師來調整檢查中需要的參數，以得到最佳的影像品質，因此對人力上的要求高過任何其他的檢查。即使一樣的廠牌機器，在不同的醫療機構也可能有不同的影像品質。因此常需要廠商的技術性協助、醫療單位之間的交流及教育講習來提昇技術水平。另外好的影像品質也必須仰賴受檢者的高度配合，例如在檢查過程中儘量保持靜止不動以及在某些部位的檢查上需要短暫閉氣配合。另外受檢者也必須忍受躺在機器裡不算寬敞的空間，以及檢查中產生的噪音。最後影像的判讀上則十分倚賴醫師的經驗與耗時。所以檢查設定條件的不同和醫師人力上的投入可能會左右檢查的結果。基本上MRI檢查本身是不易疏漏的。

 

PET似乎在癌症篩檢結果上並不如預期的好，尤其是東京國立癌病中心於在2004至2005年，針對3000位高危險群的健康者所做的篩檢，只有0.77%癌病篩檢率，更訝異的是高達87%的偽陰性(有問題卻沒有被診斷出來)。造成PET在癌症篩檢方面不如預期的可能原因有幾個：

 

第一，FDG的代謝值是以標準吸收值（standardized uptake value , SUV)來表示，是單位組織吸收葡萄糖數據化的指標，大多數都以2.5做臨界值，超過2.5是惡性度高，低於2.5則是良性。但這不是絕對的，SUV會受體型、血中葡萄糖濃度、掃描條件的差異、圈選目標區域的差異、FDG劑量測量的誤差等影響，有些惡性腫瘤的FDG代謝值本來就偏低。例如部分以毛玻璃狀表現的肺腺癌，其腫瘤結構較鬆散及癌細胞分化較慢，很難呈現異常。而不少感染性疾病，像是肺結核病會有高於3.5以上的SUV，導致偽陽性結果。換句話說，以PET判讀有問題與否並不是黑與白，而是有灰階地帶，尤其當SUV落在2.5上下時。過去研究發現有不少肺癌大小在1至1.5公分以下時，SUV可能不會高過2.5。而該次篩檢出的癌症有很大的比例SUV小於2，造成偽陰性結果。

 

第二，篩檢的3000人雖名為健康者，卻是屬於高危險群。醫師在執行一般性的健檢工作時，態度時較為積極謹慎，任何輕微的異常，都追根究底查清，所以出現5.0%的高篩檢率，但有不少的癌症被發現在初期階段，仍無法經由PET檢查出來。這裡值得讓我們省思的問題是除了PET無法有效的偵測到最早期癌症之外，就是醫師的心力投入。基本上PET 影像比全身MRI影像的判讀容易且快，占用醫師時間人力相對少許多。PET/CT在設計上因為有加上電腦斷層的輔助，理想上應將兩者一起進行判讀。但實際上，經常只先看PET的結果，若是沒有問題，可能就忽略掉電腦斷層的影像結果，這樣一來就可能會遺漏SUV低的腫瘤。但是相反的，在PET上發現的異常，沒有顯現在相對應的電腦斷層時，亦是非常困擾的。基於某些原因下形成的偽陽性反應很有可能對受檢者構成不必要的壓力及恐慌，常會導致受檢者必須接受更多其他的檢查，反而造成醫療資源的浪費和精神壓力。相較之下MRI則少有這類的問題。總而言之，當PET 和電腦斷層的結果相左時，則需要醫師更細心的查證和其他檢查的介入輔助。

 

對於口腔、食道、胃、大腸等部位的初期癌病病灶，是由黏膜上開始發展，並沒有結實的厚度，與內視鏡相比，MRI和PET皆不夠敏感，容易造成偽陰性結果。所以無論是以MRI或PET進行健檢最好還是能搭配腸胃內視鏡及口、鼻腔的理學檢查，會是比較完整的。另外針對血癌，常規血液篩檢驗則是無可取代的。　

 

結語

 

全身性MRI 和PET/CT檢查各有不同的優點且兩者是可以互補的。就健康檢查的目的而言，MRI或許是比較適合的，因為其癌症篩檢率較高，檢測的疾病類型也比較廣、多元，並且毫無輻射性傷害，可是條件上必須有充分的醫師人力配合才能達到較理想的品質。相較之下PET/CT檢查本身較為制式化、簡單(除了掌控藥劑生產及時效之外)，判讀上也比較不耗費人力，投資獲利的空間較大，也因此在自費高階健檢醫療市場裡，PET/CT較為主流。而MRI檢查相對門檻高，所以相對少見。PET/CT的使用在已知癌病的情況下做疾病分期和治療效果的評估，尤其針對頭頸部腫瘤、轉移性淋巴結病變或是淋巴瘤，是較有優勢的。MRI和PET應用在癌症篩檢上都不是完美無缺的，都需要有好的醫護人力和其他的檢查配合，善用及搭配不同檢查的特性，才能造福大眾。目前常見到過度的商業性操作與宣傳，其實對於這兩項優越檢查的發展運用，絕對是負面的。對於有意受檢的個人，應充分給予瞭解檢查的特性和優缺點，避免讓人有過度的期待。冀盼在不久的將來能夠有更多新的癌症篩檢科技被發明出來，以造福廣大的人類族群。