1、 PET在在NSCLC放疗中的应用放疗中的应用 复旦大学肿瘤医院放疗科 张碧媛PET（正电子发射体层显像）利用发射正电子的放射性核素标记的生物活性分子（葡萄糖、氨基酸、核甘酸等），通过示踪原理反映生物活体内的生化改变和代谢信息的核医学显像技术用于PET扫描的正电子核素 核素 半衰期 15O 2分 13N 10分 11C 20分 18F 110分 PET的工作原理光子探测示意图光子探测示意图符合电路探测器电子正电子511Mev湮没辐射光子原子核511Mev湮没辐射光光子探测器PET的设备分类专用型PET（dedicated PETdPET)特点：环形探测器 优点：灵敏度、空间分辨率高 缺点：价格
2、昂贵兼容型PET（hybrid PET hPET)特点：双探头或多探头 优点：较高的性/价比，既可做PET显像又可做 SPECT 显像 缺点：灵敏度、空间分辨率低18F-FDG-PET的成像原理 FDG在细胞内的浓聚程度与细胞内糖酵解水平呈正相关恶性肿瘤组织的特点1.细胞快速增生2.细胞膜葡萄糖载体增多3.细胞内磷酸化酶的活性增高FDG-PET图像的判读目测图像法半定量分析法目测图像法 1级 没有明显摄取 2级 摄取低于本底 3级 摄取与本底相等 4级 摄取高于本底 5级 摄取远高于本底 恶性：4、5级 良性：1、2、3级半定量分析法SUV或SUR感兴趣区的平均放射性活性（MBq/ml)/注入
3、的放射性核素总量（MBq/ml)/病人的体重（g)以SUV判断良恶性的临界值尚无统一标准PET在NSCLC放疗中的应用在NSCLC放疗中的应用PET/CT融合对NSCLC放疗靶区的影响图像融合存在的问题和解决方法展望FDGPET在肺癌中的应用肺内孤立性结节（SPN）的定性肺癌的治疗前临床分期改变治疗策略影响放疗靶区的勾画监测肿瘤对治疗的反应鉴别放疗后残存或复发与放疗后反应预测预后PET在肺癌的定性诊断和治疗前的分期中的价值已得到广泛的认可PET对SPN的恶性判断的价值 灵敏度 95.9%特异度 76.6%精确度 91.1%阴性预测值 92.4%阳性预测值 86.2%v 多数研究显示PET参与的
4、临床分期较传 统分期精确肺癌的临床分期肺癌的临床分期目的：正确区分目的：正确区分I-IIIaI-IIIa期和期和IIIb-IVIIIb-IV期肿瘤。期肿瘤。作用：直接关系到治疗方法的选择，预后判断作用：直接关系到治疗方法的选择，预后判断MacManus报道PET检出的传统检查未发现的远处转移 期 7.5 期 18 期 24结论：拟行根治性治疗的病人治疗前的 PET检查是必要的，可以使部分已有远处转移的病人避免不必要的根治性治疗PET分期对分期对NSCLC治疗策略的影响治疗策略的影响 澳大利亚的Kalff等的一项前瞻性研究：PET的参与导致47.5%（28/59）的病人分期改变分期的改变导致（2
5、6/59）44.1的病人治疗策略改变 hPET后分期 a b 分期 分期 hPET 6 1 1 0 0 2/8 前 1 3 0 1 1 2/6 1/6分 a 2 2 3 0 1 1/8 4/8期 b 0 0 0 11 0 2 0 1 5 8 8/16 (张碧媛）hPET前治疗策略前治疗策略 病人数病人数 hPET后治疗策略后治疗策略 病人数病人数 根治性手术根治性手术 3 按计划手术按计划手术 2 高姑息放疗加化疗高姑息放疗加化疗 1拒绝手术，根治拒绝手术，根治 19 19 按原计划根治性按原计划根治性 17 17性放疗性放疗 放疗放疗 姑息性放疗加化疗姑息性放疗加化疗 2 2 高姑息性放疗加
6、化疗高姑息性放疗加化疗 11 11 按原计划治疗按原计划治疗 11低姑息性治疗低姑息性治疗 16 按原计划姑息治疗按原计划姑息治疗 8 高姑息性放疗加化疗高姑息性放疗加化疗 5 根治性手术根治性手术 2 根治性放疗根治性放疗 1 hPET 的参与，导致的参与，导致36.7的病人分期改变，的病人分期改变，24.5%的病的病人治疗策略的改变人治疗策略的改变文献报道：PET的参与可导致2462的肺癌病人的分期改变PET引起的分期改变可能使32的病人避免不必要的手术，而使19的病人获得手术机会PET分期对生存率的影响分期 1年生存率 2年生存率传统分期 44 0PET分期 69 44PET分期较传统分
7、期精确，可使病人获得更恰当的治疗，提高生存质量，延长生存期 NSCLC的放疗对于不能手术或拒绝手术的患者，放疗是并发症最少也是最有效的非外科治疗方法根治性放疗：拒绝手术的期、期、a期及部分b期姑息性放疗：能耐受治疗的任何期别有症状者NSCLC的放疗疗效早期NSCLC根治性放疗的五年生存率1336局部晚期NSCLC放疗的长期肿瘤控制是令人失望的：中位生存期 100cm2,理论上需要高达100Gy的剂量才能提供足够的肿瘤控制周围正常肺组织、心脏、脊髓的放射耐受性低，限制了靶区剂量肿瘤随呼吸上下移动通过CT确定的靶区不够精确确诊时已存在的远处微转移未被检出新的放疗技术3DCRTIMRT目的：最大限度
8、的提高肿瘤剂量而最大限度的减少正常组织的受照体积，提高TCP同时降低NTCP，即提高治疗比面临的困难：靶区不确定影响靶区不确定的因素肺癌伴肺不张或阻塞性肺炎肿瘤与周围组织粘连，分界不清N分期的不确定PET对肺不张和肺癌的鉴别PET和CT确定的肿瘤体积的差异 测量21例伴肺不张的病人的肿瘤体积：VPET VCT 4例 VPETVCT:CT上认为是肺不张的组织PET证实为肿瘤17例VPETPTVCT原因PTVPET PTVCT原因 Hebert19962023排除肺不张NestleMunley 19991999343534%的病人射野35边界扩大15mm包括未被CT检出的转移纵隔淋巴结35.3的病
9、人平均缩小19.3排除肺不张Erdi 2002 1163.6的病人平均增加19包括未被CT检出的转移纵隔淋巴结36.4的病人平均缩小19%排除肺不张 PET/CT融合图像确定的靶区的精确性Vanuytsel等比较了73例CT或PET上纵隔淋巴结阳性的病人，以融合图像或仅用CT确定的GTV，并与病理结果对照 GTVCT涵盖了75 的转移淋巴结 GTVPET/CT则包括了89的转移淋巴结 （P0.05)PTV的几何改变对TCP和NTCP究竟有多大的影响？目前的研究病例数少、观察时间短，多数是剂量学分析，尚未有临床试验的报道。肺的受照体积与放射性肺炎发生率的关系 V20 放肺发生率 40%36%PE
10、T/CT确定的靶区的剂量学分析Vanuytsel等分析了10例PTVPET/CTPTVCT 的DVH分布，以V lung(20)预测放射性肺炎的发生几率 结果：PTV的缩小导致V lung(20)平均下降 27，理论推测可降低约7的放肺发生率v另一项研究：PTV的缩小导致V lung(20)平 均下降 17PET/CT引起的剂量学改变是否能转化为临床可见的治疗增益呢？目前的研究多是理论上的推测，尚无临床随访结果证实PET/CT融合用于放疗存在的问题融合的精确度不理想PET/CT机的孔径不足以容纳定位体模PET图像用于定量分析的最佳显像条件有待摸索影响异机图像融合精确度的因素理想的图像融合应精确
11、地使体位标记点对点对应，但参考点的选择有一定难度CT和PET图像不是在同一时间、同一体位获得，误差较大呼吸运动的影响异机融合的误差1澳大利亚的Kiffer等测量了10例病人的PET和CT上的病变中心，平均相差10.4mm，PET/CT融合的精确性在1.2cm左右，这对精确放疗以mm计的精确度的要求而言是难以接受的异机融合的误差2经模型试验测定，融合误差2cm的肺内结节的定性诊断，hPET的灵敏度和特异度并不逊于dPEThPET 具有更好的性价比，更易在临床普及,有一定临床应用价值带有低分辨率CT的hPET，实现解剖和功能图像的融合，提高了hPET的定位能力 研究进展研究进展随着新的放射性示踪剂
12、的开发，PET的应用已深入到肿瘤增殖速率、肿瘤血管生成、肿瘤基因表达、乏氧细胞、细胞凋亡的检测等领域，使肿瘤的放疗向着生物调强的方向迈进不同示踪剂的PET研究核酸代谢：核酸代谢：11C胸腺嘧啶、胸腺嘧啶、124I脱氧尿脱氧尿嘧啶嘧啶 1 1）反映肿瘤细胞增殖活性）反映肿瘤细胞增殖活性 2 2）预测肿瘤对化疗反应）预测肿瘤对化疗反应 临床资料显示，在化疗一周后即可见临床资料显示，在化疗一周后即可见1111C C标记的胸腺嘧啶摄取明显降低，而且标记的胸腺嘧啶摄取明显降低，而且降低程度降低程度 FDGFDG肿瘤受体的检测：性激素受体肿瘤受体的检测：性激素受体 1)1)了解活体内肿瘤细胞受体状态了解活
13、体内肿瘤细胞受体状态 2)2)监测对激素治疗反应性。监测对激素治疗反应性。3)3)目前应用较成功的目前应用较成功的1818FluorestrodiolFluorestrodiol 4)4)有研究显示：有研究显示：FESFES摄取程度与病理上的摄取程度与病理上的ERER表达状态相关。表达状态相关。FESFES摄取程度变化反映摄取程度变化反映了了ERER被阻断程度。被阻断程度。蛋白质代谢：蛋白质代谢：11C蛋氨酸蛋氨酸 优点：优点：1 1）诊断特异性有所提高）诊断特异性有所提高 2 2）用于肿瘤对治疗反应性好）用于肿瘤对治疗反应性好 缺点：缺点：1 1）1111C C同位素半衰期短同位素半衰期短
14、2 2）生物学信息难以解释（因为）生物学信息难以解释（因为其中包含了氨基酸和非蛋白转化过程中其中包含了氨基酸和非蛋白转化过程中的信息）的信息）目前氨基酸标记的目前氨基酸标记的PETPET扫描尚难常规用于扫描尚难常规用于 临床。临床。PET对细胞凋亡的检测：动物实验研究中乏氧对肿瘤放疗的影响乏氧对肿瘤放疗的影响1）乏氧的存在会影响肿瘤放疗敏感性和治疗效果2）乏氧易使肿瘤产生放射抗拒、激活血管内皮生长因子、产生耐药的基因扩增、引起P53基因突变3）氧分压与生存率和复发率显著相关PET对乏氧的检测（对乏氧的检测（18FMISO）Rasey等报道：37例不同肿瘤患者进行18FMISO PET显像，定量
15、分析肿瘤内乏氧体积 结果：36/37(97%)存在乏氧区域 平均 FHV（fractional hypoxic volume)NSCLC(21)47.6 头颈部肿瘤(7)8.8%前列腺癌(4)18.2%其他肿瘤(5)55.2%虽然PET在以上领域的研究还只是起步阶段，但初步的结果已显示了PET作为一种分子功能显像技术的巨大发展潜力PET提供的生物学信息对调强放疗靶区内不均匀剂量的施予具有重要的指导意义 展望展望 谢谢 谢谢 PET/MRI/CT 在脑瘤放疗中的应用Gross 等的研究：18例脑胶质瘤 44 GTV PET/MRI 比GTV MRI 大1ml 22%GTV PET/MRI 比GT
16、V MRI 大15ml 50%的病人GTV 10%PET与MRI确定的肿瘤体积比较 结论：由于脑组织的本底葡萄糖代谢率较高，FDGPET仅在小部分病人中提供更有意义的信息 美国的另一项研究亦得出相同结论有研究显示11CMETPET对低分级的胶质瘤（葡萄糖代谢率低）显示了更大的潜力Nuutinen的研究显示在14例低分级的胶质瘤中11CMETPET使27的病人的GTV小于T2加权MRI图像确定的GTV11CMETPET的作用尚需更广泛的研究 FDGPET 在头颈部肿瘤放疗中的应用PET/CT在头颈部肿瘤放疗中的作用区分肿瘤和粘膜水肿对颈部淋巴结的检出精确性优于CT/MRI 治疗后肿瘤残留或复发的
17、早期发现肿瘤残留或复发与放射性损伤的鉴别常用发现颈淋巴结转移的手段及临床价值PET应用于头颈部肿瘤放疗面临的困难头颈部正常组织（如：唾液腺、咀嚼肌）的生理摄取值较高，使得PET图像的解释变得困难PET图像上缺乏解剖标志，图像融合时参考点的选择困难进行不同扫描时的体位变动引起融合误差日本北海道大学的前瞻性临床试验21例病人，12例口咽癌，9例鼻咽癌所有病人以同一体位固定装置做FDGPET扫描、MRI和CT扫描比较 GTV/CTV PET/CT/MRI与 GTV/CTV CT/MRI的差异5例IMRT，16例3DCRT放疗量：PET（）区为GTV 65-66Gy PET()而CT/MRI可疑为CT
18、V 40-50Gy结果：89的病人原发灶GTV未改变，1例增加49，1例下降45%18FDG-PET/MRI fusion for NPCGTV delineation on the interactive MRI/CT planning system.PET检出39个有转移的颈部淋巴结，而CT/MRI检出28个 N0 N1 3例 N1 N2 1例upstaging of N classification by 18FDG-PET/CT fusion对正常组织的影响15例对侧腮腺旁FDG（）者对侧腮腺得到很好保护，DVH显示对侧腮腺50体积的最大受量从17.444.3Gy，中位值32.3GyI
19、MRT based on GTV delineation using 18FDG-PET/MRI fusion for T3N0M0 squamous cell carcinoma of the oropharynx临床随访结果：原位复发（口咽癌T3）2例，颈淋巴结复发（N3）例，同时复发1例（N0）无一例单独的淋巴结复发发生在CTV预防剂量照射区内结论PET对颈淋巴结的分期精确性优于CT/MRIPET/CT/MRI比单用CT/MRI确定的靶区精确PET（）而CT/MRI可疑的病变作为CTV，给予预防剂量照射是安全的，可以更多地保护腮腺组织放疗后肿瘤残留或复发的早期放疗后肿瘤残留或复发的早期发
20、现发现现有的临床体检和检查手段均难达到早期目的现有的临床体检和检查手段均难达到早期目的原因：原因：1 1）病灶常处于粘膜下）病灶常处于粘膜下 2 2）治疗后水肿和）治疗后水肿和/或纤维化影响了诊断或纤维化影响了诊断 3 3）放疗后活检对判断肿瘤残留）放疗后活检对判断肿瘤残留/复发价值复发价值 存在争论存在争论 4 4）手术切取活检能提高诊断准确性，但）手术切取活检能提高诊断准确性，但 易引发放射损伤出现易引发放射损伤出现PETPET在鉴别头颈肿瘤治疗后肿瘤残留或复发在鉴别头颈肿瘤治疗后肿瘤残留或复发中的价值中的价值鉴别肿瘤复发或残留与放射损伤鉴别肿瘤复发或残留与放射损伤PET对脑瘤放疗后残留或放射损伤的鉴别
