18F-FDG PET在放療靶區(qū)中的價(jià)值

陳 松，李亞明

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，遼寧 沈陽 110001）

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，放射治療學(xué)也發(fā)生了巨大的變化。2006年出現(xiàn)了適型放療和調(diào)強(qiáng)放療的概念，它使得放療科醫(yī)生能在醫(yī)學(xué)影像的指導(dǎo)下精確的調(diào)整放療的靶區(qū)形狀和劑量，減少了放療對(duì)正常組織的副作用[1]。

2000年Ling等[2]提出了生物學(xué)靶區(qū)的理論，根據(jù)其理論，生物學(xué)靶區(qū)可初步定義為在一系列腫瘤生物學(xué)因素決定的治療靶區(qū)內(nèi)放射性敏感性不同的區(qū)域，這些因素包括細(xì)胞增殖及凋亡、細(xì)胞周期的調(diào)控、癌基因及抑癌基因的改變、乏氧及血供情況、浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移特性等。傳統(tǒng)勾畫的放療靶區(qū)所依據(jù)的影像學(xué)資料有CT、MR等，其中CT的應(yīng)用最為廣泛，CT有著無幾何失真，可以測(cè)定出病灶的CT值，能夠根據(jù)CT值計(jì)算出放療劑量的優(yōu)點(diǎn)，但是CT也有著先天的不足，對(duì)于正常軟組織和腫瘤，平掃CT的對(duì)比不足，這使得利用CT來勾畫頭頸部、肺、食道、前列腺、乳腺等器官的腫瘤時(shí)顯得力不從心[1]，而PET/CT能提供的信息更加豐富，除了CT所能提供的信息外，還包括了腫瘤細(xì)胞的密度、耐受射線的腫瘤細(xì)胞的空間分布、喪失功能的腫瘤細(xì)胞的空間分布等情況[3]。

1 PET在非小細(xì)胞肺癌患者靶區(qū)確定中的應(yīng)用

對(duì)于非小細(xì)胞肺癌患者來說，應(yīng)用PET/CT圖像勾畫靶區(qū)主要有2個(gè)優(yōu)勢(shì)：首先，在診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面，PET比CT更加靈敏和特異，常能夠發(fā)現(xiàn)在CT上沒有形態(tài)學(xué)改變而在PET上有代謝增高的假陰性結(jié)果，或在CT上有形態(tài)學(xué)改變但PET示代謝正常的假陽性結(jié)果。De Ruysscher等[4]對(duì)44例患者的研究發(fā)現(xiàn)，18F-FDG PET改變了11人的放療靶區(qū)，并使得其中10人的臨床分期下調(diào)、放療靶區(qū)縮小。其次，在對(duì)于病灶大小的判斷方面，PET能夠更好的顯示病變的范圍，比較容易區(qū)分病變和正常組織，使得原來在CT上不能區(qū)分的病變能夠區(qū)分，這一點(diǎn)在存在肺不張的情況下優(yōu)勢(shì)極為明顯。Bradley等[5]的研究顯示58%（14/24）的患者的放療靶區(qū)因PET而縮小，其中3例存在肺不張的患者通過PET將癌變的組織和正常肺組織區(qū)分開，從而使靶區(qū)減小，10例患者發(fā)現(xiàn)了縱隔淋巴結(jié)有轉(zhuǎn)移，1例患者在肺內(nèi)發(fā)現(xiàn)了新的病灶。Erdi等[6]對(duì)11例非小細(xì)胞癌（NSCLC）患者分別使用CT、PET/CT來勾畫靶區(qū)并進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，使用PET/CT后所有患者的放療靶區(qū)都發(fā)生了變化，7例患者的計(jì)劃放療靶區(qū)因PET發(fā)現(xiàn)了在CT上未發(fā)現(xiàn)的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和新的病灶而增加了19%（5%~46%），4例患者的計(jì)劃放療靶區(qū)因避開了CT認(rèn)為是腫瘤的炎性組織、肺不張而縮小了18%（2%~48%）。盡管目前很多文獻(xiàn)都相繼報(bào)道了PET/CT指導(dǎo)下的放療靶區(qū)勾畫與CT指導(dǎo)下靶區(qū)的勾畫有很大區(qū)別，改變了22%~65%的患者的大體腫瘤靶區(qū)的勾畫[5]，但對(duì)于PET/CT在放療中的應(yīng)用能否改善患者預(yù)后的研究還有待進(jìn)一步的隨訪調(diào)查。

2 應(yīng)用PET確定放療靶區(qū)

目前應(yīng)用PET勾畫腫瘤患者的放療靶區(qū)尚有一些問題有待解決。首先勾畫靶區(qū)的方法目前尚無較好的解決方案。目前應(yīng)用的勾畫靶區(qū)的方法包括目測(cè)法、標(biāo)準(zhǔn)化攝取值法、自動(dòng)化公式法等，這些方法各有利弊。

1997年Bachaud等[7]通過水模試驗(yàn)提出了固定閾值法，研究認(rèn)為對(duì)于體積>4ml的腫瘤以腫瘤SUVmax的36%~44%為閾值勾畫邊界比較合理，同時(shí)他們也提到這個(gè)閾值和腫瘤的SUV與周圍正常組織的SUV之比有一定的關(guān)系，他們使用這種畫法為10位患者的17個(gè)原發(fā)或轉(zhuǎn)移的肺癌病灶勾畫靶區(qū)，并與CT勾畫的靶區(qū)相比較，平均差異為8.4%，不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。隨后又有一些學(xué)者做了類似的實(shí)驗(yàn)，提出了以SUVmax的40%~50%為閾值的觀點(diǎn)[8-9]，也有部分學(xué)者認(rèn)為SUVmax的20%作為閾值更為合適[10-11]。

由于固定閾值法對(duì)于體積偏小的腫瘤靶區(qū)勾畫效果較差，后來又有一種更為復(fù)雜的計(jì)算方法出現(xiàn)，2003年Daisne等[12]通過制作小體積低對(duì)比度的水模計(jì)得到了一種通過腫瘤和周圍本底的SUV的比值作為參數(shù)來計(jì)算閾值的方法，這種畫法對(duì)于體積較小、對(duì)比度不高的腫瘤勾畫邊界的效果較好。2004年，Black等[13]制作的更為完善的水模包含了各種大小、對(duì)比度的靶區(qū)給出了一個(gè)以平均SUV為參數(shù)計(jì)算閾值的方法。

2006年，Biehl等[11]使用固定閾值法對(duì)19例行PET/CT的NSCLC患者的PET靶區(qū)和CT靶區(qū)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同直徑的腫瘤的最佳閾值不同，隨著直徑的增大，閾值也應(yīng)適當(dāng)?shù)目s小，同時(shí)隨著本底SUV值的增加閾值也應(yīng)增加，所以固定閾值法會(huì)擴(kuò)大小直徑腫瘤的靶區(qū)、縮小大直徑腫瘤的靶區(qū)，他認(rèn)為對(duì)于不同直徑的靶區(qū)應(yīng)選取不同的閾值。

2007年，Jentzen等[14]通過體模試驗(yàn)得到了一種以腫瘤直徑、腫瘤的最大SUV和周圍本底的平均SUV之比為自變量的計(jì)算閾值的公式，這個(gè)公式將腫瘤直徑對(duì)閾值的影響也設(shè)計(jì)在其中，這個(gè)公式在臨床中應(yīng)用，與CT勾畫的靶區(qū)相比，相符程度較高，體積<7.5ml的病灶r2=0.986，體積>7.5ml的病灶r2=0.970。

此外，還有人提出以SUV=2.5為閾值勾畫腫瘤的邊界[15-16]。

至今，對(duì)于PET勾畫靶區(qū)的方法仍沒有統(tǒng)一。很多學(xué)者發(fā)表了關(guān)于不同勾畫方法比較的研究，大多數(shù)研究都認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)化攝取值法的靶區(qū)<自動(dòng)化公式法計(jì)算出來的靶區(qū)

3 影響靶區(qū)勾畫的其他影響因素

目前多數(shù)的研究都認(rèn)為公式法勾畫的靶區(qū)較為合理，但是公式法受諸多因素的影響，不同的研究有不同的公式，各不相同，大多數(shù)都使用了靶區(qū)SUV和本底SUV之比作為參數(shù)，部分公式使用的是靶區(qū)的SUVmax，另一部分使用的是靶區(qū)的平均SUV。這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)：首先，這些公式均通過水模實(shí)驗(yàn)得到。不同于水模實(shí)驗(yàn)中比活性均勻的靶區(qū)，實(shí)際測(cè)量中遇到的腫瘤其SUV攝取多不均勻，某些腫瘤中某一點(diǎn)FDG異常濃聚，使其SUVmax并不能很好的代表整個(gè)腫瘤的顯像劑攝取水平，而選用平均SUV來計(jì)算，穩(wěn)定性較SUVmax更好，更好的反映了腫瘤對(duì)顯像劑的攝取。然而由于平均SUV會(huì)受到感興趣區(qū)的影響，很多情況下勾畫感興趣區(qū)時(shí)并不知道腫瘤的實(shí)際大小，這使得計(jì)算腫瘤的平均SUV遇到了一定的困難，同時(shí)腫瘤的平均SUV較SUVmax更易受到部分容積效應(yīng)的影響，越小的腫瘤其平均SUV越不準(zhǔn)確。其次，使用SUV作為自變量，就必須注意到諸多影響到PET圖像SUV的因素都可能影響閾值公式的準(zhǔn)確性[19]。①圖像采集的時(shí)間，SUV是時(shí)間依賴性的，病灶的SUV隨時(shí)間的變化而改變，通常惡性病灶的SUV在注射后90min上升到一個(gè)較高的水平。因此，18F-FDG注射后圖像采集時(shí)間必須統(tǒng)一。②腫瘤的大小，受到PET的分辨率的較大影響，部分容積效應(yīng)會(huì)影響腫瘤SUV的測(cè)定，當(dāng)腫塊大小只有分辨度的1.5倍大小時(shí)，其所測(cè)量的SUV只有實(shí)際SUV的60%左右，當(dāng)腫瘤大小達(dá)到PET分辨率的4倍以上時(shí)，其所顯示的SUVmax和實(shí)際SUV的差異才會(huì)達(dá)到<5%[20]。③圖像重建的方法，重建方法也會(huì)影響SUV值，其中濾波反投影法重建的圖像會(huì)低估真實(shí)放射性計(jì)數(shù)約20%，其低估程度遠(yuǎn)大于疊代重建法；亞序列最大期待值法（Ordered-subsets expectation maximization，OSEM）重建的圖像，其疊代次數(shù)也顯著影響SUV[21]。同時(shí)，如18F-FDG注射時(shí)漏于皮下、系統(tǒng)的空間分辨率、不正確的掃描探測(cè)器準(zhǔn)直校正和劑量校準(zhǔn)、腫瘤本身的異質(zhì)性等因素都影響到所測(cè)SUV的準(zhǔn)確性[22]。因此使用其它精細(xì)的量化分析，包括簡(jiǎn)化動(dòng)量分析、Patlak圖表分析、動(dòng)量模型法，來制作公式可能會(huì)更加準(zhǔn)確，然而這些方法并不常見于常規(guī)的臨床應(yīng)用[23]。

總之，目前PET/CT用于精確放療靶區(qū)的勾畫還有待于更加深入的研究，如何改進(jìn)現(xiàn)有的勾畫方法，以及目前的靶區(qū)勾畫方法能否改善放療的預(yù)后，尚需更多的臨床實(shí)驗(yàn)來印證。

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