18F-FDG PET-CT影像測定非小細(xì)胞肺癌體積的可行性分析

李 勇，閆志鈞，王麗范，韓 巍，王家富

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 1.PET-CT室；2.腫瘤科，黑龍江 哈爾濱150001)

惡性腫瘤在進(jìn)行放射性治療時，腫瘤體積的準(zhǔn)確測量是減少腫瘤復(fù)發(fā)，提高治療效果的決定性因素，因此采用適當(dāng)?shù)臏y量方法是放療的最基本原則。按照腫瘤治療效果評估RECIST1.0標(biāo)準(zhǔn)，腫瘤體積測定多采用CT或MR方法[1]，但CT或MR無法測量腫瘤周圍組織受侵犯區(qū)域的大小。為了進(jìn)一步提高腫瘤體積測量的準(zhǔn)確性，一些學(xué)者嘗試采用18F-FDG作為分子靶標(biāo)，用于精確確定惡性腫瘤真實體積及周圍所侵犯的范圍[2]。然而，18F-FDG PET影像勾畫腫瘤范圍仍具有一定的困難。一方面是因為18F-FDG PET影像顯示腫瘤邊緣很模糊、暈征明顯，精確范圍勾畫的難度較大。另一方面，腫瘤利用18F-FDG是動態(tài)和變化的過程，導(dǎo)致18F-FDG代謝影像處于動態(tài)變化過程，十分不利于腫瘤邊界的精確勾畫。

為了探討18F-FDG的穩(wěn)定性和體積測定閾值的問題，本研究篩選19例NSCLC患者作為研究對象(肺內(nèi)僅有單一成團(tuán)塊樣病灶)。觀察72 h內(nèi)NSCLC腫瘤內(nèi)部、邊緣的18F-FDG 的變化，以明確18F-FDG在肺癌生物靶區(qū)勾畫方面的價值。

1 材料與方法

1.1患者資料

選擇2015年12月-2016年12月在我院PET/CT室進(jìn)行影像檢查，沒經(jīng)過治療且病理結(jié)果為非小細(xì)胞肺癌患者19例，TNM分期為Ⅰ-Ⅳ期。其中男性11例 ，女性8例 ，年齡范圍：45-79歲 ，中位年齡60歲。病灶位于左肺上葉5例，下葉4例，右肺上葉4例，中葉4例，下葉2例，病理類型為鱗狀細(xì)胞癌10例，腺癌9例，腫瘤最大徑均大于2 cm。

1.2患者準(zhǔn)備

患者禁食8-12 h。檢查前測量身高、體重、空腹血糖(血糖<小于8.0 mmol/L可行PET-CT檢查)。18F-FDG以0.15 mCi/kg于手背靜脈注射40 min后，采用呼吸門控在72 h內(nèi)行2次PET/CT檢查。

1.318F-FDGPET/CT顯像方法

本實驗使用的是Philips GEMINI GXL16型PET/CT。掃描條件：CT管電流50 mAs，管電壓120 kV。PET一個床位2 min。圖像的空間分辨率為4.5 mm。18F-FDG藥物由日本助友生產(chǎn)的HM-12回旋加速器合成，放射化學(xué)純度≥98%。

1.4研究方案

1.4.1首先采用CT自動勾畫并測量腫瘤體積 均由中文報告系統(tǒng)自動勾畫測量完成，獲得兩次測量數(shù)據(jù)。

1.4.2采用18F-FDG PET-CT測量腫瘤體積 以腫瘤最大SUV值(SUVmax)不同百分?jǐn)?shù)(10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%)作為腫瘤體積勾畫的閾值，自動測量不同閾值時的腫瘤體積，并與CT所測體積進(jìn)行對比，確定與CT所測體積相近的閾值范圍。

1.4.3兩次測量時同一閾值時腫瘤體積的分析 觀察同一閾值兩次測量腫瘤體積大小變化及所包括區(qū)域位置變化，用于分析18F-FDG PET-CT測量的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。其中，腫瘤位置的變化以重疊率為標(biāo)準(zhǔn)，重疊率越高，位置變化越小，穩(wěn)定性越好，反之亦然。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析

利用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS比較差異，體積大小差異用配對樣本t檢驗的方法評估，P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。不同閾值時的變化特點用相關(guān)性分析進(jìn)行評估。

2 結(jié)果

2.1兩次測量的最大SUV值

前后兩次所測量的SUVmax均不相同，表明代謝的動態(tài)性，但兩組數(shù)據(jù)并沒有統(tǒng)計學(xué)差異，行差值t檢驗，t=0.49,P=0.63>0.05，并且相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)r=0.94。

2.2兩次SUVmax10%-SUVmax90%為閾值所測定的腫瘤體積

兩次同一閾值所勾畫的腫瘤體積相近，沒有統(tǒng)計學(xué)差異，P均>0.05；兩次測量數(shù)據(jù)之間具有相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r值為：0.95，兩者相關(guān)性很高，CT值所測量的腫瘤體積均數(shù)介于30%及40%的閾值所測量的體積均數(shù)之間，如表1。

表1 兩次測量的腫瘤體積(cm3)，n=19

※：V10%-V90%代表著(SUVmax10%-SUVmax90%)為閾值所勾畫的腫瘤體積，VCT為CT所測量的腫瘤的體積，t值,P值均代表72小時內(nèi)2次檢查數(shù)據(jù)對比。

2.3兩次不同閾值勾畫的腫瘤體積之間重疊率在50.2%-99.6%，按照閾值逐漸增大，所測定的體積逐漸減小，重疊率逐漸下降，其中以SUVmax50%為閾值時，前后兩組的重疊率均大于80%，見圖1。

V10%-V90%：代表以SUVmax10%-SUVmax90%為閾值所測定的腫瘤體積

3 討論

由于本研究中采用檢查前標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)備流程、呼吸門控技術(shù)及計算機(jī)自動勾畫腫瘤體積技術(shù)后，個體因素、藥物劑量、肺組織移動、人為勾畫誤差等因素的影響被大幅度校正，因此兩次所測結(jié)果與腫瘤自身代謝有直接的相關(guān)性。

3.118F-FDG測量腫瘤體積測量閾值的確定

之所以采用代謝顯像進(jìn)行腫瘤體積的準(zhǔn)確測量，主要是因為常規(guī)采用CT或MR所測量腫瘤體積，并不包括腫瘤直接侵入周圍組織的部分，導(dǎo)致所測定腫瘤體積小于腫瘤真實的大小。為了進(jìn)一步真實的測量腫瘤的體積，本研究采用18F-FDG做為新的測量方法。這是因為反映腫瘤代謝的18F-FDG影像是有可能測定出侵入周圍組織的整體腫瘤范圍，所以對腫瘤的放療范圍的精確定位及治療效果的提高均具有很大的意義。

但是，18F-FDG代謝顯像中所顯示的腫瘤邊緣存在著較大的暈征，邊界模糊，普通方法無法進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。盡管模糊的邊緣可能是腫瘤侵入正常組織的影像反映，但也可能是18F-FDG圖像本身的偽影，因此確定18F-FDG測量閾值十分必要。

為了能夠準(zhǔn)確測量腫瘤體積，許多學(xué)者利用18F-FDG影像中不同指標(biāo)進(jìn)行了腫瘤體積的測量，包括 SUVmax不同閾值法、圖像色暈法、與CT或MR融合法等方法[3,4]。其中，SUVmax閾值法測量腫瘤體積具有明顯的可行性和潛在價值[5]。

本研究中以SUVmax不同比例做為閾值界值進(jìn)行勾畫，在平面或立體空間中所包括的面積或體積會形成 “一環(huán)套一環(huán)”或“一殼套一殼”樣的多環(huán)或多殼樣穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，這對于準(zhǔn)確測定腫瘤體積十分有利。van Baardwijk A等人[6]在腫瘤體積測量的研究中認(rèn)為，SUVmax 34%為閾值的測得腫瘤體積最接近腫瘤病理體積。本研究同樣證實：SUVmax30%-SUVmax40%所測腫瘤體積與CT值所測體積最為接近，P>0.05。所以，采用SUVmax閾值做為腫瘤體積測量的方法是可行的，但具體閾值仍需進(jìn)一步確定。

3.2腫瘤組織攝取18F-FDG的動態(tài)變化與穩(wěn)定性

本研究中，前后測量的SUVmax、同一閾值所包括的腫瘤體積、平均重疊率數(shù)據(jù)有一定變化，也同樣說明了腫瘤組織攝取18F-FDG的動態(tài)變化，且從重疊率數(shù)據(jù)上看，體積越小，重疊率的變化越劇烈。產(chǎn)生這種原因主要與腫瘤微觀、宏觀的生物學(xué)特征相符。微觀條件下，單一腫瘤或小腫瘤細(xì)胞團(tuán)的代謝是變化較快的。宏觀條件下，腫瘤細(xì)胞的空間構(gòu)象是相對穩(wěn)定的，因此腫瘤整體的代謝是相對穩(wěn)定的，這也是18F-FDG PET-CT影像臨床應(yīng)用和腫瘤體積準(zhǔn)確測定的基礎(chǔ)[7]。

從本文中可以看到，前后測定兩次的SUVmax、相同閾值所包括的腫瘤體積、相同閾值所包括腫瘤的平均重疊率均具有明顯的相關(guān)性(r值大于90%)，且不具有統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。多次測量所獲得數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，證明通過18F-FDG PET-CT方法可以準(zhǔn)確測量腫瘤體積。

綜上所述，盡管18F-FDG PET-CT圖像上存在腫瘤的邊緣模糊及18F-FDG分布動態(tài)性等一些不確定因素，使采用18F-FDG準(zhǔn)確測量腫瘤體積存在一定難度，但是通過特定的SUVmax閾值法可以達(dá)到準(zhǔn)確測量腫瘤的目的。不過，目前并沒有一個客觀閾值標(biāo)準(zhǔn)被廣泛認(rèn)可，因此篩選特定閾值做為腫瘤放療生物靶區(qū)測量標(biāo)準(zhǔn)仍是一個有挑戰(zhàn)的科研目標(biāo)。

作者簡介：李勇(1969-)，男，博士研究生，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 PET-CT室 主任醫(yī)師。研究方向：腫瘤影像特異診斷。