PET-CT在非小细胞肺癌放射治疗中的应用进展*

孟鸿宇 江林宫 张火俊

PET-CT在非小细胞肺癌放射治疗中的应用进展*

孟鸿宇①②江林宫①②张火俊①*

放射治疗是非小细胞肺癌(NSCLC)主要的治疗手段之一，并在NSCLC的综合治疗中具有至关重要的作用。随着放射治疗技术的快速发展，三维适形放射治疗、调强放射治疗及立体定向放射治疗等在NSCLC治疗中发挥的作用越来越大，放射治疗精度的提高在提高肿瘤局部控制率的同时有效地降低了正常组织的副反应。现代影像技术的进展及临床应用是精确放射治疗的前提，正电子发射体层显像-计算机断层扫描技术(PET-CT)能有效提供解剖及功能学等影像信息，在NSCLC放射治疗前的诊断及分期、放射治疗计划过程中的精确靶区勾画及放射治疗后疗效的判断等方面发挥越来越重要的作用。

非小细胞肺癌；正电子发射断层扫描；体层摄影术，X线计算机; 放射治疗

DOI∶ 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.11.022

[First-author’s address] 1.Department of Radiation Oncology, Changhai Hospital, the Second Military Medical University, Shanghai 200433, China. 2.Department of Radiology, Changhai Hospital, the Second Military Medical University, Shanghai 200433, China.

肺癌是全世界癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)占85%。目前约有15%～20%的早期NSCLC患者可行手术切除，大部分患者须行包括放射治疗在内的综合治疗，而放射治疗包括体部立体定向放射治疗(stereotactic body radiation therapy，SBRT)及影像引导的调强放射治疗(intensitymodulated radiation therapy，IMRT)等[1-3]。进行放射治疗需要明确诊断、准确分期、精确的靶区勾画及进行疗效的判断和预后。随着现代影像技术的发展，正电子发射体层显像-计算机断层扫描技术(PET-CT)作为一种兼具解剖及功能成像的先进医学成像技术在NSCLC的放射治疗尤其是精确放射治疗过程中发挥的作用越来越大。

1 PET-CT在NSCLC放射治疗前的应用

1.1 PET-CT应用于NSCLC中的代谢示踪剂

PET-CT在NSCLC放射治疗前主要起明确诊断和分期的作用。氟18标记的脱氧葡萄糖(18F-FDG)作为PET-CT的糖代谢示踪剂，可以反应葡萄糖在肿瘤细胞中的代谢状况，敏感地检测原发肿瘤、区域转移淋巴结及远处转移病灶的分布，在NSCLC放射治疗前明确原发灶及转移灶的部位、大小及数目等，指导放射治疗计划的实施。18F脱氧胸苷(18F-FLT)作为PET-CT的另一代谢示踪剂近来受到了越来越大的关注，18F-FLT是胸腺嘧啶的类似物，可直接反映细胞分裂增殖状况，弥补18F-FDG特异性的不足，而两者相结合能提高诊断的准确性。对于炎症、结核等引起的假阳性，18F-FDG显像呈高摄取，而18F-FLT显像呈低摄取，两者呈分离现象是炎症的特点。

1.2 PET-CT在放射治疗前NSCLC诊断中的应用

Wong等[4]研究显示，使用双时相18F-FDG PET时，除了标准化摄取值(standard uptake value，SUV)，时间敏感因子也可反应肿瘤的代谢动力学参数。Suga等[5]对133例FDG高代谢患者(76例NSCLC和57例良性结节)进行双时相PET-CT扫描，结果显示，在NSCLC中延迟SUVmax，显著高于早期SUVmax差异有统计学意义(P＜0.0001)，而良性结节则未见明显差别，同样在NSCLC中SUVmax百分比变化显著高于良性结节，差异有统计学意义(P＜0.01)。因此延迟SUVmax77.6%的灵敏度、80.7%的特异度及78.9%的准确率与传统的早期SUVmax＞2.5相比可认为是鉴别肿瘤良恶性的最佳指标。在NSCLC延迟PET-CT扫描中18F-FDG高摄取与良性结节18F-FDG摄取不同，延迟SUVmax＞5.5有利于高代谢结节更好的鉴别。

1.3 PET-CT对放射治疗前NSCLC分期的优势

Yamamoto等[6]发现在NSCLC中，18F-FLT PET对淋巴结的分期显示出更好的特异性、阳性预测值及准确性；而18F-FDG PET对原发肿瘤则具有更高的敏感性。杨文峰等[7]研究18F-FLT与18F-FDG PETCT对NSCLC淋巴结分期的比较，结果显示，两者对NSCLC原发病灶及区域淋巴结诊断的灵敏度、特异性、准确性和阳性预测值的差异有统计学意义。肿瘤的临床分期越晚，18F-FLT最大标准摄取值(SUVmax)越高，但18F-FDG SUVmax则无此趋势。二者在不同病理类型及分化程度之间的差异无统计学意义。Zhang等[8]研究显示，PET-CT与CT相比使NSCLC患者的TNM分期发生改变(8/23，占35%)，其中包括T分期(4/23，占17%)与N分期(7/23，占30%)。Kim等[9]对69例NSCLC患者进行DTP PET-CT扫描，比较早期SUV、延迟SUV和RI对LN分期的诊断效果，延迟SUV是最精确的变量。因此，双时相PET-CT对NSCLC淋巴结分期可以提高诊断的准确性。以根治术后纵隔淋巴结分期为金标准，对有肺部并发症的NSCLC患者，双时相显像对纵隔淋巴结转移诊断的敏感性、特异性、准确性、阳性及阴性预测值较单时间点显像明显提高，而无肺部并发症的患者两者结果相近[10]。

2 PET-CT在NSCLC放射治疗中的应用

2.1 PET-CT指导靶区的精确勾画及治疗计划的设计

精确放射治疗对靶区勾画提出了更高要求。PET利用代谢程度的不同可以将正常组织与肿瘤组织区分开，应用于NSCLC的靶区勾画，很大程度上改善了放射治疗计划的制定。靶区勾画的过程中，可将18F-FDG PET获得的信息作为常规CT的补充。Yu等[11]发现18F-FDG PET-CT与病理结果更相近，可更好的用于肿瘤靶区(GTV)的勾画。Wanet等[12]在CT肺窗和纵隔窗上与采用不同技术勾画的PET图像比较肿瘤大小与病理体积的差异，结果显示CT图像上显示的肿瘤比病理体积大；而在PET图像上，采用梯度勾画法测量的肿瘤大小与病理体积更接近。Koksal等[13]对30例NSCLC进行CT和PET-CT扫描，并分别勾画GTV，制定放射治疗计划。结果显示，PET-CT可以更好地鉴别坏死肺组织与肿瘤，从而提高了放射治疗靶区勾画的准确性，并减少了NSCLC伴有肺不张的患者放射治疗中周围器官不必要的放射性损害。Vojtisek等[14]对31例局部进展期NSCLC的患者，根据CT及PET-CT勾画靶区及危及器官，比较两种方法所得靶区体积的大小差异。结果显示，应用PET-CT融合图像勾画靶区更精确，这对正常组织并发症发生率(NTCP)关系密切，但对于肿瘤控制率(TCP)意义不大。李万龙等[15]通过对43例接受手术治疗的NSCLC患者研究显示，影像学的GTV与病理学的GTV是基本吻合的，因此在三维适形放射治疗及调强放射治疗和立体定向放射治疗过程中进行定位时可用前者代替后者。而临床靶区(CTV)需要在GTV的基础上外放一定范围，腺癌95%的侵袭范围需要外放7 mm，鳞癌仅需5 mm。王天禄等[16]研究对77例NSCLC患者行三维适形放射治疗，单因素分析结果显示，引起PET-CT和CT靶区勾画差异的因素主要是肺不张、T分期；多因素分析结果显示唯一影响GTV的只有肺不张。Meng等[17]对39例NSCLC患者术前采用18F-FDG PET-CT图像，分析肿瘤的不同代谢指标与术后病理组织学观察到的肿瘤镜下浸润范围的相关性，发现肿瘤18F-FDG摄取情况(SUVmax和代谢体积-MTV)与镜下浸润范围呈正相关，提示18F-FDG摄取越高，CTV需要外放范围越大。

2.2 PET-CT功能成像与生物靶区勾画关系

随着PET-CT等功能影像逐渐用于靶区勾画并参与制定放射治疗计划，生成了生物靶区(BTV)及生物调强放射治疗(BIMRT)等概念。BTV指由一系列肿瘤生物学因素决定的靶区内放射敏感性不同的区域，同时考虑肿瘤区内及正常组织的敏感性差异，且均可通过分子影像学技术显示。而BIMRT则是指利用先进的IMRT技术，最大程度地杀灭肿瘤和最大限度地保护周围敏感的正常组织[18]。IMRT能够对复杂肿瘤靶区产生适形剂量分布，同时通过物理手段尽可能降低临近周围正常器官的受照量，以提高放射治疗的疗效。

18F-FDG PET显像由于受到正常组织放射反应及炎性细胞浸润等因素的影响，在一定程度上影响到BTV的精确勾划；而18F-FLT PET可直接反映细胞分裂增殖状况，特异性较高，与18F-FDG PET具有良好的互补性，二者联合应用更有利于BIMRT的精确实施。

随着放射治疗技术的快速发展，射波刀作为最新出现立体定向放射治疗技术，突出优点在于大剂量、高精度、实时影像引导及同步呼吸追踪等被越来越多的用于NSCLC患者的治疗。由于射波刀对靶区勾画要求更高，PET-CT融合图像则有助于更精确地靶区勾画，保护病灶周围的正常组织，减少患者的不良反应。

3 PET-CT在NSCLC放射治疗后的应用

3.1 PET-CT中SUVmax在NSCLC放射治疗后疗效判断

屈伟强等[19]回顾性分析了进行三维适形放射治疗的51例晚期NSCLC患者前后分别行PET-CT扫描，根据实体瘤疗效评价标准(RECTST)判断放射治疗疗效，并进一步分析在放射治疗前后SUV的变化、近期疗效及无进展生存期(PFS)的关系。结果显示，SUV的变化率与影像学疗效评价显著相关，不同SUV变化组中明显下降组和下降组的PFS差异有统计学意义(P＜0.05)。因此治疗前后SUVmax的变化可以预测NSCLC患者的影像学疗效及PFS。Staoh等[20]发现NSCLC患者SBRT治疗后，进行18F-FDG PET-CT扫描时SUVmax、肿瘤代谢活性体积(MTV)及糖酵解代谢量(TLG)可以作为预后的指标，而当肿瘤病灶＞3 cm时仅MTV与TLG可预测无病生存期(DFS)。Mehmet等[21]对151例NSCLC患者的研究结果提示，肿瘤的SUVmax与年龄、性别及病理组织学类型无关，与肿瘤大小存在显著相关性，但与远处转移及淋巴结受累无关，故SUVmax不能预测转移的存在。但赵世俊等[22]人的近期研究发现SUVmax与肿瘤大小、组织学分级及病理分期呈正相关关系。

3.2 NSCLC放射治疗后预测指标尚未统一

Huang等[23]的研究显示，MTV的变化(29.7%)可作为复发的独立预后因素。但Takeda等[24]研究显示SUVmax是最有效的局部复发预测指标，高SUVmax者为改善局部控制可考虑剂量递增，SUVmax与局部复发、远处转移及生存是否有关决定了进一步随访的必要。徐晓庆等[25]通过探讨18F-FDG PET对NSCLC预后的研究显示，原发灶的18F-FDG SUVmax与患者的预后相关，治疗前后SUV低的患者预后较SUV高的患者对放、化疗的敏感性好，后者复发概率相对高，预后较差。但是放射治疗前后SUV的变化能否作为独立的预后因素尚存在争议。

4 展望

PET-CT是现代影像技术的重要发展，其在NSCLC放射治疗前，可以清晰地对病灶进行显示从而指导治疗方案；在放射治疗实施过程中，可以精确地指导靶区的勾画及放射治疗计划的制定；在放射治疗后能够判断疗效及预后[26]。目前，国内已有医院开展PET-CT模拟定位系统，将放射治疗计划整合到PET-CT中，用图像融合生物靶区定位技术更准确定位肿瘤大小与位置，有助于制定放射治疗计划时给出更精确地照度及剂量分布指数。因此，PET-CT已成为放射治疗定位和制定治疗计划的新手段。

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Application and development of PET/CT in radiotherapy for non-small cell lung cancer

MENG Hong-yu, JIANG Lin-gong, ZHANG Huo-jun
China Medical Equipment,2015,12(11)∶67-70.

Radiation therapy is one of the main means of treatment for non-small cell lung cancer (NSCLC). With the rapid development of modern technology, three dimensional conformal radiotherapy, intensity modulated radiotherapy, stereotactic radiotherapy play a very important role in this field. The use of the state-of-art radiation modality can definitely improves the accuracy of the treatment, which results in improving the local control rate of tumor and reducing the adverse reaction of normal tissue. Advances in modern imaging device and its clinical application is the premise of precise radiotherapy. Positron emission tomography and computed tomography (PET-CT) can effectively provide anatomical and functional information; it plays a more and more important role in the diagnosis of NSCLC before radiotherapy, the process of precise target delineation and also the evaluation of therapeutic efficacy after radiotherapy.

Non-small cell lung cancer; Positron-emission tomography; Tomography, X-ray computed; Radiotherapy

孟鸿宇，女，(1991- )，硕士研究生。第二军医大学附属长海医院放射治疗科，研究方向：影像医学与放射治疗。

1672-8270(2015)11-0067-04

R816.41

A

2015-03-09

长海医院1255项目基金(CH125520800)“影像学及介入新技术研究和临床应用”

①第二军医大学附属长海医院放射治疗科 上海 200433

②第二军医大学附属长海医院影像医学科 上海 200433

*通讯作者：chyyzhj@163.com