pet在腫瘤放療中的應(yīng)用課件

PET在NSCLC放療中的應(yīng)用復旦大學腫瘤醫(yī)院放療科張碧媛PET〔正電子發(fā)射體層顯像〕用于PET掃描的正電子核素

核素半衰期

15O2分

13N10分

11C20分

18F110分PET的工作原理γ光子探測示意圖符合電路探測器電子正電子511Mev湮沒輻射光子原子核511Mev湮沒輻射光子探測器PET的設(shè)備分類專用型PET〔dedicatedPET—dPET)特點：環(huán)形探測器優(yōu)點：靈敏度、空間分辨率高缺點：價格昂貴兼容型PET〔hybridPET—hPET)特點：雙探頭或多探頭優(yōu)點：較高的性/價比，既可做PET顯像又可做SPECT顯像缺點：靈敏度、空間分辨率低18F-FDG-PET的成像原理FDG在細胞內(nèi)的濃聚程度與細胞內(nèi)糖酵解水平呈正相關(guān)惡性腫瘤組織的特點細胞快速增生細胞膜葡萄糖載體增多細胞內(nèi)磷酸化酶的活性增高FDG-PET圖像的判讀目測圖像法半定量分析法目測圖像法1級沒有明顯攝取2級攝取低于本底3級攝取與本底相等4級攝取高于本底5級攝取遠高于本底惡性：4、5級良性：1、2、3級半定量分析法SUV或SUR＝感興趣區(qū)的平均放射性活性〔MBq/ml)/注入的放射性核素總量〔MBq/ml)/病人的體重〔g)以SUV判斷良惡性的臨界值尚無統(tǒng)一標準PET在NSCLC放療中的應(yīng)用在NSCLC放療中的應(yīng)用PET/CT融合對NSCLC放療靶區(qū)的影響圖像融合存在的問題和解決方法展望FDG－PET在肺癌中的應(yīng)用肺內(nèi)孤立性結(jié)節(jié)〔SPN〕的定性肺癌的治療前臨床分期改變治療策略影響放療靶區(qū)的勾畫監(jiān)測腫瘤對治療的反響鑒別放療后殘存或復發(fā)與放療后反響預(yù)測預(yù)后PET在肺癌的定性診斷和治療前的分期中的價值已得到廣泛的認可PET對SPN的惡性判斷的價值靈敏度95.9%

特異度76.6%精確度91.1%陰性預(yù)測值92.4%陽性預(yù)測值86.2%多數(shù)研究顯示PET參與的臨床分期較傳統(tǒng)分期精確肺癌的臨床分期目的：正確區(qū)分I-IIIa期和IIIb-IV期腫瘤。作用：直接關(guān)系到治療方法的選擇，預(yù)后判斷MacManus報道PET檢出的傳統(tǒng)檢查未發(fā)現(xiàn)的遠處轉(zhuǎn)移Ⅰ期7.5％Ⅱ期18％Ⅲ期24％結(jié)論：擬行根治性治療的病人治療前的PET檢查是必要的，可以使局部已有遠處轉(zhuǎn)移的病人防止不必要的根治性治療PET分期對NSCLC治療策略的影響澳大利亞的Kalff等的一項前瞻性研究：PET的參與導致47.5%〔28/59〕的病人分期改變分期的改變導致〔26/59〕44.1％的病人治療策略改變hPET后分期ⅠⅡⅢaⅢbⅣ分期分期hPETⅠ611002/8－前Ⅱ130112/61/6分Ⅲa223011/84/8期Ⅲb000110－－Ⅳ20158－8/16(張碧媛〕PET分期對生存率的影響分期1年生存率2年生存率傳統(tǒng)分期44％0％PET分期69％44％PET分期較傳統(tǒng)分期精確，可使病人獲得更恰當?shù)闹委?，提高生存質(zhì)量，延長生存期

NSCLC的放療NSCLC的放療療效早期NSCLC根治性放療的五年生存率13～36％局部晚期NSCLC放療的長期腫瘤控制是令人失望的：中位生存期<10個月5年生存率5～10％影響NSCLC放療療效的因素3DCRTIMRT目的：最大限度的提高腫瘤劑量而最大限度的減少正常組織的受照體積，提高TCP同時降低NTCP，即提高治療比面臨的困難：靶區(qū)不確定影響靶區(qū)不確定的因素肺癌伴肺不張或阻塞性肺炎腫瘤與周圍組織粘連，分界不清N分期的不確定PET對肺不張和肺癌的鑒別PET和CT確定的腫瘤體積的差異測量21例伴肺不張的病人的腫瘤體積：VPET>VCT4例VPET<VCT17例VPET平均比VCT小46.01cm3〔17.7％〕〔P=0.002〕〔復旦大學腫瘤醫(yī)院張碧媛〕21例病人的VPET和VCT的比較4例VPET>VCT:CT上認為是肺不張的組織PET證實為腫瘤17例VPET<VCT:PET排除了CT認為是腫瘤的肺不張PET和CT確定的靶區(qū)差異1PET和CT對N分期的比較MethodssensitivityspecificityaccuracyCT/MRI57~75%44~94%52~89%PET82～100％81～99％81～99％PET和CT對N分期的差異1PET和CT對N分期的差異2PET和CT對N分期的差異3PET和CT確定的靶區(qū)差異2不同醫(yī)生根據(jù)CT勾畫的靶區(qū)的差異不同醫(yī)生根據(jù)PET勾畫的靶區(qū)PET在肺癌放療中的優(yōu)勢精確分期，防止對已有遠處轉(zhuǎn)移的病人進行根治性放療縱隔淋巴結(jié)的放療范圍的精確確定鑒別肺癌和肺不張或阻塞性肺炎減小不同醫(yī)生勾畫靶區(qū)的差異PET的缺乏空間分辨率低，低信噪比，圖像粗糙，解剖結(jié)構(gòu)顯示不良PET/CT融合圖像的優(yōu)勢在同一張圖像上同時獲得解剖學信息和分子功能信息減少PET因定位誤差產(chǎn)生的假陰性和假陽性hPET/CT對縱隔淋巴結(jié)的顯示hPET/CT對肺不張和肺癌的顯示PET/CT圖像融合方法異機融合異機融合的圖像套準〔胸部〕異機融合的圖像套準〔頭頸部〕異機融合的圖像套準〔頭頸部〕異機融合的方法手工融合計算機自動融合同機融合的方法CTPETPET/CT融合圖像對勾畫放療靶區(qū)的影響PET/CT對NSCLC放療PTV的影響作者年份病例數(shù)PTVPET>PTVCT原因PTVPET<PTVCT原因

Hebert19962023％排除肺不張NestleMunley19991999343534%的病人射野35邊界擴大15mm包括未被CT檢出的轉(zhuǎn)移縱隔淋巴結(jié)35.3％的病人平均縮小19.3％排除肺不張Erdi20021163.6％的病人平均增加19％包括未被CT檢出的轉(zhuǎn)移縱隔淋巴結(jié)36.4％的病人平均縮小19%排除肺不張

PET/CT融合圖像確定的靶區(qū)的精確性Vanuytsel等比較了73例CT或PET上縱隔淋巴結(jié)陽性的病人，以融合圖像或僅用CT確定的GTV，并與病理結(jié)果對照GTVCT涵蓋了75％的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)GTVPET/CT那么包括了89％的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)〔P<0.05)PTV的幾何改變對TCP和NTCP究竟有多大的影響？目前的研究病例數(shù)少、觀察時間短，多數(shù)是劑量學分析，尚未有臨床試驗的報道。肺的受照體積與放射性肺炎發(fā)生率的關(guān)系

V20

放肺發(fā)生率<22%0%22~31%7%31~40%13%>40%36%PET/CT確定的靶區(qū)的劑量學分析Vanuytsel等分析了10例PTVPET/CT<PTVCT

的DVH分布，以Vlung(20)預(yù)測放射性肺炎的發(fā)生幾率結(jié)果：PTV的縮小導致Vlung(20)平均下降27％，理論推測可降低約7％的放肺發(fā)生率另一項研究：PTV的縮小導致Vlung(20)平均下降17％PET/CT引起的劑量學改變是否能轉(zhuǎn)化為臨床可見的治療增益呢？

目前的研究多是理論上的推測，尚無臨床隨訪結(jié)果證實PET/CT融合用于放療存在的問題融合的精確度不理想PET/CT機的孔徑缺乏以容納定位體模PET圖像用于定量分析的最正確顯像條件有待摸索影響異機圖像融合精確度的因素理想的圖像融合應(yīng)精確地使體位標記點對點對應(yīng)，但參考點的選擇有一定難度CT和PET圖像不是在同一時間、同一體位獲得，誤差較大呼吸運動的影響異機融合的誤差1澳大利亞的Kiffer等測量了10例病人的PET和CT上的病變中心，平均相差10.4mm，PET/CT融合的精確性在1.2cm左右，這對精確放療以mm計的精確度的要求而言是難以接受的異機融合的誤差2經(jīng)模型試驗測定，融合誤差<5mm同機融合的優(yōu)點可在同一時間、同一體位下獲得CT和PET圖像CT和PET開始掃描的位置、層厚可保持高度一致CT和PET具有相同的定位坐標系統(tǒng)，2套系統(tǒng)不需對位就可精確融合同機融合面臨的問題呼吸運動的影響PET和CT掃描時檢查床下沉的程度差異如何減少呼吸運動的影響PET用于定量分析時的最正確顯像條件？顯像時扣除多少域值才能使PET圖像上的FDG異常濃聚灶與腫瘤的實際大小一致是PET用于定量分析的最大障礙FDG的濃聚程度不僅與細胞的糖代謝水平有關(guān)，而且與腫瘤的大小有關(guān)需要測定不同T/B、不同大小的腫瘤最正確顯像狀態(tài)所對應(yīng)的本底域值目前國際上尚無統(tǒng)一的標準初步的研究美國的Erdi等通過模型試驗摸索最正確的顯像條件方法：在模型中體積0.4～5.5ml的球體中注入不同活度的FDG以模擬臨床見到的肺內(nèi)結(jié)節(jié)結(jié)果：在體積大于4ml時，不同F(xiàn)DG活度不同大小的球體的PET顯像的本底域值趨近36～44％

以統(tǒng)一的40％的本底域值應(yīng)用于10例CT上腫塊邊界清楚的病人時，PET上FDG濃聚灶的大小與CT上腫塊大小相差較大，而使二者相近的本底域值29～61％對不同大小、不同活度的病灶用一個統(tǒng)一的本底域值進行顯像的準確性是不可靠的通過模型試驗建立不同大小、不同活度的病灶的最正確顯像域值的數(shù)學模型是解決問題的關(guān)鍵模型試驗的結(jié)果需得到病理的證實目前國際上有關(guān)研究尚無突破性進展hPET的價值雖然空間分辨率和靈敏度低于dPET，但文獻顯示對于>2cm的肺內(nèi)結(jié)節(jié)的定性診斷，hPET的靈敏度和特異度并不遜于dPEThPET具有更好的性價比，更易在臨床普及,有一定臨床應(yīng)用價值帶有低分辨率CT的hPET，實現(xiàn)解剖和功能圖像的融合，提高了hPET的定位能力

研究進展隨著新的放射性示蹤劑的開發(fā)，PET的應(yīng)用已深入到腫瘤增殖速率、腫瘤血管生成、腫瘤基因表達、乏氧細胞、細胞凋亡的檢測等領(lǐng)域，使腫瘤的放療向著生物調(diào)強的方向邁進不同示蹤劑的PET研究核酸代謝：11C－胸腺嘧啶、124I－脫氧尿嘧啶1〕反映腫瘤細胞增殖活性2〕預(yù)測腫瘤對化療反響臨床資料顯示，在化療一周后即可見11C標記的胸腺嘧啶攝取明顯降低，而且降低程度>FDG腫瘤受體的檢測：性激素受體1)了解活體內(nèi)腫瘤細胞受體狀態(tài)2)監(jiān)測對激素治療反響性。3)目前應(yīng)用較成功的18Fluorestrodiol4)有研究顯示：FES攝取程度與病理上的ER表達狀態(tài)相關(guān)。FES攝取程度變化反映了ER被阻斷程度。蛋白質(zhì)代謝：11C－蛋氨酸優(yōu)點：1〕診斷特異性有所提高2〕用于腫瘤對治療反響性好缺點：1〕11C同位素半衰期短2〕生物學信息難以解釋〔因為其中包含了氨基酸和非蛋白轉(zhuǎn)化過程中的信息〕目前氨基酸標記的PET掃描尚難常規(guī)用于臨床。PET對細胞凋亡的檢測：動物實驗研究中乏氧對腫瘤放療的影響1〕乏氧的存在會影響腫瘤放療敏感性和治療效果2〕乏氧易使腫瘤產(chǎn)生放射抗拒、激活血管內(nèi)皮生長因子、產(chǎn)生耐藥的基因擴增、引起P53基因突變3〕氧分壓與生存率和復發(fā)率顯著相關(guān)PET對乏氧的檢測〔18F－MISO〕Rasey等報道：37例不同腫瘤患者進行18F－MISO－PET顯像，定量分析腫瘤內(nèi)乏氧體積結(jié)果：36/37(97%)存在乏氧區(qū)域平均FHV〔fractionalhypoxicvolume)NSCLC(21)47.6％頭頸部腫瘤(7)8.8%前列腺癌(4)18.2%其他腫瘤(5)55.2%

展望

謝謝PET/MRI/CT在腦瘤放療中的應(yīng)用Gross等的研究：18例腦膠質(zhì)瘤44％GTVPET/MRI比GTVMRI大1ml22%GTVPET/MRI比GTVMRI大1~5ml>50%的病人GTV<10%PET與MRI確定的腫瘤體積比較

結(jié)論：由于腦組織的本底葡萄糖代謝率較高，F(xiàn)DG－PET僅在小局部病人中提供更有意義的信息

美國的另一項研究亦得出相同結(jié)論有研究顯示11C－MET－PET對低分級的膠質(zhì)瘤〔葡萄糖代謝率低〕顯示了更大的潛力Nuutinen的研究顯示在14例低分級的膠質(zhì)瘤中11C－MET－PET使27％的病人的GTV小于T2加權(quán)MRI圖像確定的GTV11C－MET－PET的作用尚需更廣泛的研究FDG－PET在頭頸部腫瘤放療中的應(yīng)用PET/CT在頭頸部腫瘤放療中的作用區(qū)分腫瘤和粘膜水腫對頸部淋巴結(jié)的檢出精確性優(yōu)于CT/MRI治療后腫瘤殘留或復發(fā)的早期發(fā)現(xiàn)腫瘤殘留或復發(fā)與放射性損傷的鑒別常用發(fā)現(xiàn)頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的手段及臨床價值PET應(yīng)用于頭頸部腫瘤放療面臨的困難頭頸部正常組織〔如：唾液腺、咀嚼肌〕的生理攝取值較高，使得PET圖像的解釋變得困難PET圖像上缺乏解剖標志，圖像融合時參考點的選擇困難進行不同掃描時的體位變動引起融合誤差日本北海道大學的前瞻性臨床試驗21例病人，12例口咽癌，9例鼻咽癌所有病人以同一體位固定裝置做FDG－PET掃描、MRI和CT掃描比較GTV/CT