派特CT在肺部肿瘤诊治中作用
作者:川玲,海军总医院核医学科
自从20世纪40年代放射性核素应用于临床以来,经过单光子发射型计算机体层显像(SPECT)和正电子发射型断层显像(PET)的开发和应用以及核素药物的新进展,核医学现已成为医学科学和现代医学影像学的重要组成部分,随着新一代的PET/CT设备的问世,解剖和功能代谢成像的融合将是一个重要的方向,因此在提高的基础上普及对PET/CT的认识以及临床应用是当前面临的重要任务。
一. PET/CT应用概况:
PET/CT是将CT与PET设在同一机架上,可以同机采集和同时处理。PET/CT通过组合在一起的两台不同的显像设备(PET与CT)的对位来实现图像融合,扫描前两种设备必须进入同样位置,病人处于同一个检查床,并且保持体位不变。
采集后再将图像进行重建处理,把同机实时获得的CT和PET的图像进行融合(包括硬件和软件),一次性获得功能和解剖的融合图像。
与单纯CT、 MR比较:PET/CT能够更早诊断恶性肿瘤复发病灶的存在,准确指导活检的部位和检出第二原发癌和远隔转移。
与单纯PET显像比较:优势在于
(1)缩短了显像时间,提高了病人的通过量。
(2)给异常摄取区精确定位,明确病灶的范围,从而提高准确率。
(3)只经过一次检查可以肿瘤分期。
二. PET显像剂:
所有正电子药物均经回旋加速器生产。肺肿瘤PET/CT显像较常用的正电子放射性核素是18F-脱氧葡萄糖(FDG),它是目前应用较广的正电子显像剂。葡萄糖是人体重要的能量底物,组织器官的葡萄糖代谢情况在很大程度上反映了其功能状态。
18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,FDG)为葡萄糖的类似物,其与葡萄糖的差别在于2位的羟基被18F取代,静脉注入体内的FDG能像葡萄糖一样自由进入细胞间液,经葡萄糖转运蛋白介导进入细胞内,然后经已糖激酶(在肝脏为葡萄糖激酶)作用转化为6-磷酸-FDG(FDG-6-P),由于结构上的差异,FDG-6-P不能像葡萄糖一样继续代谢,同时由于FDG-6-P带负电荷不能自由通过细胞膜以及脑、心肌、肿瘤等细胞中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,使得FDG-6-P去磷酸化后变成FDG的速率极低,因此引入体内的FDG较终以FDG-6-P的形式滞留在上述细胞内而使之显影。
热文 :PET/MR代替PET/CT的可能性 petct检查的适应症有哪些?
18F-FDG在临床可用于测定肿瘤、心脏及脑的葡萄糖代谢。在脑功能研究方面,18F-FDG在无损伤条件下可用于观察人脑局部的功能与糖代谢关系,如听觉刺激、视觉、情感活动、记忆活动等引起相应的大脑皮层区域的放射性浓集。
在临床应用方面18F-FDG可用于痴呆、癫痫、脑血管疾病、抑郁症及脑肿瘤的鉴别诊断和检查。18F-FDG心肌代谢显像可以用来探测心肌缺血,但主要用于测定心肌存活。18F-FDG被广泛用于多种肿瘤研究,对肿瘤良恶性鉴别、肿瘤的分期、原发灶以及复发灶的确定等[1]。
三、PET/CT肺部肿瘤显像:
长期以来对许多疾病的诊断特别是早期诊断采用多种影像检查,现应该大力提倡合理利用医学影像检查,特别是明确优选检查,减少重复检查,杜绝不必要的检查,从而节约卫生资源。20世纪80年代FDG-PET开始用于肺癌显像,大量临床应用结果证实FDG-PET显像在肺部孤立性结节的良恶性鉴别和肺癌分期方面有相当高的准确性。
1998年美国健康卫生财政管理局(HCFA)根据大量临床研究结果,将FDG-PET显像对不确定性孤立性结节的良恶性鉴别和肺癌治疗前初次分期纳入了医保范畴,承认了它在肺癌诊断和治疗决策中的应用价值。
肺部PET/CT显像的适应症:
(1)肺癌的诊断和鉴别诊断。
(2)肺癌治疗前分期。
(3)肺癌疗效评估、指导治疗方案的制定和修改。
(4)监测肺癌复发、肺癌治疗后再分期。
(5)肺部和纵隔内其他恶性肿瘤的诊断及鉴别诊断
1、PET/CT在肺部良恶性病变的鉴别诊断的作用
(1)PET/CT对孤立性肺结节(SPN)诊断
SPN是指一种孤立的、球形的小于或等于3cm的肺部病变,病变周围为正常组织。根据病理学统计绝大多数恶性肿瘤是球形或块状占位(89%),但是肺部结节状或块状占位病灶中只有20-40%是肺癌,多数是良性。手术切除的恶性SPN5年生存率大约50%,明显高于肺癌总体生存率(14%)。因此早期诊断显得非常必要。Dewan等一组PET/CT检出SPN的敏感性89.1%,特异性90%,准确性90%[2]。
林崎等观察了66例胸部占位的患者,其中肺癌53例(占80%),18F-FDG PET/CT诊断正确者51例,假阴性2例;各类良性病变:肺的肉芽肿7例、肺结核4例、肺脓肿2例(占20%),13例良性病变中PET诊断正确者11例,假阳性2例,灵敏度96.23%,特异性 84.63%,准确率93.97%[3]。
Kim等对已经获得病理检查结果的42例SPN患者PET/CT结果进行回顾性分析,结果示诊断SPN灵敏度97%,特异腥5%[4]。
(2)肺部良恶性病变FDG-PET/CT影像表现和鉴别要点
PET/CT是鉴别肺部良恶性肿瘤的准确而且无创性的影像技术。恶性病灶多表现放射性异常摄取,而多数良性病灶不摄取FDG或仅为轻度摄取。如果病灶呈结节状、团块状病灶并且放射性均匀浓聚,同机CT显示病灶周边清楚、边缘呈分叶状者,为恶性肿瘤的典型表现。影响恶性肿瘤FDG高摄取的因素有:高表达的葡萄糖转运mRNA、高水平的葡萄糖转运蛋白Glut1和Glut3、高水平的已糖激酶和低水平的葡萄糖-6-磷酸化酶。原则上诊断需结合影像形态、半定量计算及临床表现全面考虑。
标准摄取值SUV(standard uptake value )可作为参考的诊断指标。有人提出SUV>2.5一般考虑恶性;SUV<2.5一般考虑良性,但是近来发现不同厂家的仪器、不同校正系数都会造成SUV差距很大,因此不建议单以SUV作为定性定量的标准。
2、PET/CT在肺癌治疗前分期中的价值
(1)对肺门以及纵隔淋巴结转移的诊断
肺门以及纵隔是肺癌转移较常见的部位。有无肺门和纵隔淋巴结转移是比原发肿瘤大小更重要的观察肺癌预后的指标。也是确定是否治疗术的主要依据。一般出现肺门、纵隔、同侧或对侧锁骨上淋巴结转移已经不适合手术治疗。
纵隔镜是确定纵隔淋巴结转移的较可靠的技术,(灵敏度87-91%),但是一种有创检查。CT诊断纵隔淋巴结转移主要根据淋巴结大小,直径小于1cm不考虑转移,直径大于1.5cm考虑转移淋巴结,,其灵敏度和特异性均在70%左右。
PET/CT在诊断肺门和纵隔淋巴结转移的灵敏度和特异性均较高,如果肺门以及纵隔淋巴结FDG高摄取,高于纵隔血池,一般考虑转移,部分淋巴结转移灶可见融合呈粗条状、串珠状、不规则状的浓聚,可考虑转移。淋巴结结核时有浓聚,但CT上可以看到钙化或密度增高。
肺门炎症和炎症性反应性淋巴结也可出现明显的浓聚,甚至SUV可以很高。但肺门炎症常表现短条状,与支气管走向基本一致。老年患者或经常咳嗽、咳痰的患者可见双侧肺门淋巴结有轻中度放射性聚集,都应该考虑炎症。
Gupta等总结了54例NSCLC患者PET/CT检测的纵隔淋巴结,以病理结果为标准:PET灵敏度96%,特异性93%,准确率94%;CT灵敏度68%,特异性65%,准确率66% ;CT 图像反映直径<1厘米的淋巴结为阴性。 PET/CT反映的直径<1厘米的淋巴结的灵敏度97%,特异性82%,准确率95%[5]。
(2)PET/CT对肺癌其他转移灶的检出
PET/CT一次检查可获得全身的体层影像,方便易行。PET/CT对肺癌常见的纵隔、肺门淋巴结转移为同侧或对侧、有无锁骨上淋巴结转移以及全身远处器官转移(包括骨骼、肾上腺、肝、脑及腹部转移等)具有较高的灵敏度和准确性(>90%)。可以从不同断面和角度进行观察,从而获得准确的分期。CT、 MR在检出肺内小病灶时和脑内转移灶优于PET,但PET/CT的检出效率已经有了较大提高。脑内转移的典型表现为结节状或块状浓聚灶,可稍高于白质,高于白质近于灰质和明显高于灰质。
多见转移灶周边环状浓聚并中心缺损,转移灶位于白质较位于灰质易检出。肉芽肿、脓肿、结核等有时可见限局性高摄取,出现假阳性。灰质局灶性低代谢区应高度怀疑脑转移。多数研究认为PET在检出骨转移方面优于SPECT,特异性为96%和66%。PET对脊柱和溶骨性转移的检出灵敏度高于SPECT骨显像,而对于肋骨和颅骨转移灶,PET较SPECT骨显像稍差。经造血生长因子治疗和一些化疗后,骨髓代谢普遍增高,PET可见全身骨髓代谢弥漫性、对称性浓聚,以骨松质为主,这种浓聚并非转移。
3、对肺癌治疗决策的影响
(1)部分病人经PET/CT后因多发现隐匿性转移灶使临床分期上升,避免了不必要的手术;部分患者经PET/CT分期下降,使之获得治疗性手术治疗。减少了因漏诊使治疗不彻底的情况。林祥通:82例NSCLC患者FDG PET/CT与常规影像检查分期: 37例(45.1%)分期得到改变,修正了原治疗方案[6]。Mac Manus 等对153例放疗病人PET前后分期比较;20%病人PET检出未怀疑到的转移灶而改变了治疗范围[7]。
(2)PET/CT在放疗定位中的作用 PET/CT通过提供有代谢活性的肿瘤大小、范围以确定计划靶体积(PTV)。18F-FDG PET/CT可以发现更多肿瘤外部侵犯和或远处转移,扩大了PTV。鉴别良恶性(肺不张、组织坏死等)而缩小由CT定的GTV。Mah:一组患者中的55%经18F-FDG后需要改变放疗方案,其中23%被迫由治疗性放射治疗改变为姑息性放疗。22%发现离原发灶5厘米范围内有转移淋巴结,导致基于PET/CT的PTV远大于基于CT 的PTV 。研究还证实:PET/CT可降低脊髓的照射剂量[8]。
Erdi等比较11例分别基于PET/CT和CT的 PTV,发现7例因包括远处转移淋巴结而使PET/CT PTV大于CT的 PTV, PTV平均体积增加19%;4例因肺不张或脊髓或心脏超过耐受而致PET/CT PTV小于CT的 PTV。PET/CT通过测量肿瘤各区域的SUV反映肿瘤各个区域内肿瘤细胞增殖活性,按需给予不同的照射剂量,实现适形调强放疗[9]。
4、在肺癌疗效监测及残余、复发病灶诊断的作用
(1)PET在评价肺癌疗效方面主要依据肿瘤组织对FDG的摄取变化来反映肿瘤细胞在治疗后活性变化,常能在形态发生改变前灵敏地检测出病灶的代谢改变。治疗前阳性病灶经治疗后完全消失提示完全反应;病灶代谢活性减低,提示不全反应;持续阳性提示疗效差。PET能及时地对治疗方案进行评价并有助于调整治疗方案。
(2)PET/CT放疗后观察疗效是应用PET/CT考核疗效,鉴别放疗后纤维化、坏死、瘢痕组织、残留或复发,因CT 、MRI难从形态学上鉴别肿瘤的残留、复发。Akhurst:365例NSCLC经过放疗后,18F-FDGPET判断治疗后原发灶残留或复发的阳性预测率98%,对远处转移灶的诊断灵敏度接近满分[10]。在PET/CT上放射性肺炎表现为放疗野内不均匀性轻度或中度摄取,一般出现在放疗后1-3月。如果放疗后短时间作PET,由于放射性炎症或肿瘤坏死组织中巨嗜细胞糖酵解影响可出现假阳性,建议放疗后间隔2-3月接受PET。

(3)PET/CT对化疗的疗效评价 Weber:57例III-IV期NSCLC患者化疗(铂类化疗药)1个周期后行PET/CT检查,发现早期PET代谢影像与较后治疗效果有非常好的相关性.预测肿瘤原发灶治疗反应了灵敏度96%,特异性84%[11]。Pottgen:对50例NSCLC患者化疗前后观察18F-FDG PET/CT变化,体积小于7.5cm3 肿瘤化疗后SUV很大值与组织病理学检查相关性(r=-0.54,p=0.02)。纵隔淋巴结转移化疗后以4.1为SUV很大值的阈值,预测纵隔淋巴结转移的灵敏度73%和89%[12]。
5、PET检查肺癌的不足,结合CT可以提高诊断率
(1)假阳性
部分活动性肺结核、感染、或炎症病变可出现FDG高摄取,导致假阳性。Bakheet列出PET检出肺实质假阳性结果的19种原因,包括肺炎、支气管扩张、活动性肺结核、霉菌感染、结节病、组织胞浆菌病、肉芽肿、肺部感染[13]。赵军等: 26例中5例陈旧结核PET阴性,21例活动性肺结核PET均阳性。约32%肺结核患者可出现FDG显像阳性,皮肤试验红斑直径为16.2mm,明显大于显像阴性的8.6mm[14]。而绝大多数慢性炎症、非活动性炎症和大多数急性感染并不出现FDG摄取。也可以结合CT 、MR特征性表现鉴别。
(2)假阴性
PET的假阴性相对少,主要与病灶大小、呼吸运动、肿瘤的生长特征有关。假阴性多出现于代谢较低、分化好、生长缓慢病变。多出现假阴性的有类癌、结节型支气管肺泡癌,这与肿瘤生长缓慢有关。文献上提出SUV与肿瘤的倍增时间有高度相关性。小于0.7cm的肿瘤,由于仪器分辨率低及部分容积效应,常出现假阴性。糖尿病患者高血糖水平也可能导致假阴性,故当血糖>200mg/dl时需适当降糖,待血糖降到200mg/dl以下再注射显像剂。
Higashi:29例细支气管肺泡癌的30个病灶中7个病灶有4个结果阴性。肺泡癌的18F-FDG SUV显著低于其他高分化腺癌,而其他高分化腺癌SUV又显著低于中低分化腺癌[15]。
参考文献:
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2. Dewan NA, Gupta NC, Redepenning LS, et al. Diagnostic efficacy of PET-FDG imaging in solitary pulmonary nodules. Potential role in evaluation and management. Chest,1993,104(4): 997-1002.
3.林崎,姚坚坚,高兴林,等。18F-FDG PET显像在肺部单发肿块的诊断价值及肺癌分期中的应用.广东医学,2004,25(12);1406-1407.
4.Kim Sk,Allen-Auerbach M,Goldin J,et al.Accuracy of PET/CT in characterization of solitary pulmonary lesions.J Nucl Med,2007,48:214-220.
5.Gupta NC, Graeber GM, Bishop HA. Comparative efficacy of position emission tomography with fluorodeoxyglucose in evaluation of small (<1cm). Intermediate(1 to3 cm),and large (>3cm)lymphnode lesions.Chest,2000,117(3):773-778.
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7.Mac Manus MP, Hicks RJ, Ball DL, et al. F-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography staging in radiotherapy candidates with nonsmall cell lung carcinoma: powerful correlation with survival and high impact on treatment. Cancer.2001,
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9.Erdi YE, Rosenzweig K, Erdi AK, et al. Radiotherapy treatment planning for patients with non-small cell lung cancer using positron emission tomography(PET).Radiother Oncl,2002,62(1):51-60.
10.Akhurst T, Downey RJ, Ginsberg MS, et al. An initial experience with FDG-PET in the imaging of residual disease after induction therapy for lung cancer. Ann Thorac surg,2002,73(1):259-264.
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-positron emission tomography/computed tomography in non-small-cell lung cancer for prediction of pathologic response and times to relapse after neoadjuvant chemoradiotherapy. Clin Cancer Res, 2006,12(1): 97-106.
13.Bakheet SM, Powe J. Benign causes of 18-FDG uptake on whole body imaging. Semin Nucl Med,1998,28(4):352-358.
14.赵军,林祥通,管一晖,等.结核病18F-FDG图象表现的多样性.中华核医学杂志,2003.23(增刊):37-39.
15.Higashi K, Ueda Y, Seki H, et al. Fluorine-18-FDG PET imaging is negative in bronchioloalveolar lung carcinoma. J Nucl Med, 1998,29(6): 1016-1020.
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