PET-CT用于評價食管鱗癌放療中18F-FDG高攝取區域的空間動態變化的前瞻性研究

劉 琪，余 雯，蔡旭偉，朱正飛，傅小龍，.復旦大學附屬腫瘤醫院放射治療中心，復旦大學上海醫學院腫瘤學系，上海 0003；.上海交通大學附屬胸科醫院放療科，上海00030

?

PET-CT用于評價食管鱗癌放療中18F-FDG高攝取區域的空間動態變化的前瞻性研究

劉 琪1，余 雯2，蔡旭偉1，朱正飛1，傅小龍1，2
1.復旦大學附屬腫瘤醫院放射治療中心，復旦大學上海醫學院腫瘤學系，上海 200032；2.上海交通大學附屬胸科醫院放療科，上海200030

［摘要］背景與目的：放療為食管癌重要的治療方式之一，但療效并不理想。目前認為腫瘤在PET-CT上高攝取的區域可能與放射抵抗有關。本文通過觀察放療前和放療中兩次PET-CT所顯示的食管原發病灶18F-FDG高攝取區域的空間位置關系，從而推測依據放療前的PET圖像上所顯示的食管癌原發灶高18F-FDG攝取的信息進行區域選擇性加量放療的可行性。方法：入組2011—2013年在復旦大學附屬腫瘤醫院放療科接受同步放化療治療的初治食管鱗癌患者。所有患者在放療前和放療40 Gy時（第2次同步化療前）分別行18F-FDG PET-CT掃描。在第1次PET圖像上原發灶勾畫首先以標準攝取值（standard uptake value，SUV）=2.5、5和40%~70%SUVmax-pre為閾值在PET圖像上自動勾畫得到大體腫瘤體積（gross tumor volume，GTV）2.5pre、GTV5pre、GTV40%pre、GTV50%pre、GTV60%pre和GTV70%pre。在第2次PET圖像上，以SUV=2.5和70%~90%SUVmax-dur為閾值勾畫得到GTV2.5dur、GTV70%dur、GTV80%dur和GTV90%dur。計算兩次PET圖像上以閾值自動勾畫的區域的空間交集分數（overlap fraction，OF），即兩個感興趣區（region of interest，ROI）的交集的體積與兩個ROI相對較小的體積的比值。結果：共入組22例患者。所有患者的原發灶SUVmax、SUVmean均有顯著下降（P=0.003和P<0.0001）。殘留高攝取區域與治療前GTV50%pre的OF達到70%以上，其中熱點區域GTV90%dur完全處于原發灶的高攝取區域內，OF達到100%。以不同閾值勾畫的體積有很大差異，而放療前和放療中的食管癌原發灶高代謝區域盡管體積變化很大，但空間位置保持相對的穩定。結論：放療中食管鱗癌原發灶的SUV顯著下降，但食管癌原發灶殘留的18F-FDG高攝取區域仍然較穩定的落在治療前原發灶GTV及治療前PET上所顯示的18F-FDG高攝取區域內，提示依據治療前PET圖像來選擇性對食管癌原發病灶的部分區域進行局部加量放療是可行的。

［關鍵詞］食管癌；放療；PET-CT

Correspondence to: FU Xiaolong E-mail: xlfu1964@hotmail.com

食管癌是常見惡性腫瘤之一，根治性放化療是局部晚期食管癌標準治療方式。但是據報道采用50.4 Gy的劑量進行放療后，仍然有90%的局部失敗發生在照射野內［1］。基于調強放療的同期加量放療（simultaneous integrated boost-intensity modulated radiation therapy，SIB-IMRT）可對原發灶區域給予高劑量照射同時亞臨床灶或選擇性治療區予以較低劑量的照射，理論上不僅可獲得良好的靶區適形度，減少加量區周圍高劑量的范圍，更好地保護危及器官［2］，而且從生物學角度有可能減少腫瘤克隆源細胞的加速再增殖，并顯示出更好的腫瘤控制率。SIB-IMRT在頭頸、乳腺腫瘤的應用中均顯示了一定的優勢［3-4］。而來自于美國MD Anderson癌癥中心的資料顯示，對食管癌病灶大體腫瘤體積（gross tumor volume，GTV）以SIB-IMRT技術設計放療計劃，對比常規的2D-CRT和調強放療技術，GTV的處方劑量提高28%（64.8 Gy vs 50.4 Gy），但心臟、肺、肝臟和脊髓的受照射劑量均有所降低［5］。

復旦大學附屬腫瘤醫院放射治療中心自2007年起開展一項Ⅱ期臨床研究，對局部晚期食管鱗癌患者采用SIB-IMRT技術進行總劑量為計劃靶體積（planning target volume，PTV）-G 63 Gy/28次、PTV-C 50.4 Gy/28次的放療，前期的結果顯示出較好的局部控制率及較低不良反應發生率［6］。但目前該照射技術并未在臨床大規模開展，原因可能是擔心提高局部照射劑量會增加食管穿孔等并發癥的發生風險。根據既往的研究，腫瘤內部可能存在異質性，即便是放療加量，也不意味著GTV內所有區域都要接受同樣高劑量的照射。從現有的放療劑量投照實施看，依據一定腫瘤生物學特性而實施不同劑量分布完全可能。Meijer等［7］報道在原發灶18F-FDG高代謝區域內依據標準攝取值（standard uptake value，SUV）閾值或依據同質像素點的數目等方式來確定加量區域都是可行的，周圍型的肺癌病灶最高可加量至130 Gy，且可能提高局部控制率。已有報道顯示，在非小細胞肺癌放療過程中，18F-FDG高攝取區域即使體積和SUV有顯著變化，但仍保持空間的相對穩定性［8］。但對于食管癌由于尚無此類研究開展，因此對18F-FDG高攝取區域行局部選擇性加量放療仍只存在理論性可能。此外，在放療過程中食管癌原發灶的生物代謝信息會發生怎樣的變化，是否可為局部的放療加量提供更多的信息也仍不明確。本研究是一項前瞻性研究，旨在通過觀察患者經過一定劑量的放療后，食管原發灶的高攝取區域的空間位置及生物代謝特征的變化，來驗證對食管癌依據18F-FDG PET-CT信息來實施局部加量的可行性。

1 資料和方法

1.1 研究對象

入組條件包括：① 食管鏡病理確診為鱗癌，食管鋇餐檢查支持食管癌診斷；② 治療前未接受放化療；③ 分期檢查無遠處轉移；④放療開始前和放療第20次時愿意接受18F-FDG PET-CT檢查；⑤ 放療前均進行了評估，包括病史、體檢、實驗室檢查、胸部X線片和心電圖等；⑥ 患者治療前至少可進半流質飲食，KPS評分＞70，無糖尿病、肺部感染性疾病，無嚴重心、肝、腎疾病和腫瘤治療史。排除條件包括：① 患者未完成預定放療；② 治療過程中出現遠處轉移。

1.2 治療

所有患者接受同步放化療，在模擬機下進行定位設野，行逆向調強技術等中心照射。放療靶區定義GTV必須包括原發灶及與原發灶分界不清的鄰近轉移淋巴結，臨床靶體積（clinical target volume，CTV）為食管癌GTV上下各外放2 cm及雙側鎖骨上、上縱隔淋巴結引流區，PTV-G為GTV均勻外放1 cm，PTV-C為CTV均勻外放0.5 cm，手動修正PTV外界至皮緣內0.5 cm并避開脊髓。靶區勾畫必須參考PET-CT和定位CT的信息。PTV-G放療分次劑量為2.25 Gy，PTV-C分次劑量為1.8 Gy，總照射次數為28次，PTV-G達到總照射劑量63 Gy，PTV-C劑量為50.4 Gy。同步化療開始于放療第1、28天，接受2個療程PF方案化療。鞏固化療最早開始于放療結束后1個月，化療均不超過4個療程。

1.3 PET-CT掃描

所有患者均于放療前及放療20次時行18F-FDG PET-CT檢查，第1次為分期診斷需要做全身檢查，第2次為頸胸段局部PET-CT掃描。患者在檢查前禁食6 h以上，靜脈注射7.4 MBq/kg（0.2 mCi/kg）18F-FDG，靜臥l h后以德國Siemens公司的BIOGRAPH SENSASTION 16HR PET-CT機掃描。患者睡全碳素平板床，仰臥位，雙手抱肘置于前額，常規全身掃描范圍自顱底至股骨中段，頸胸段局部掃描范圍為顱底至橫膈下。在FOV（視野）中心X、Y、Z軸方向（以視野內左右方向為X軸，上下向為Y軸，掃描軸向為Z軸）上的空間分辨率分別為4.1、4.2和4.7 mm。CT掃描采用120 mA、120 kV，掃描層厚5 mm，重建層厚5 mm，并用于PET圖像衰減校正。PET掃描軸向野每個床位16.2 cm，采集時間2 min/床位，三維采集。PET圖像采用CT圖像進行衰減校正，有序子集最大期望值法進行迭代重建，4次迭代，8個子集，重建FOV 700 mm，矩陣168×168，像素大小為4.1 mm×4.1 mm× 4.7 mm，平滑濾波的半高寬為5 mm。

1.4 PET-CT圖像信息評價

將PET-CT掃描圖像傳至圖像處理軟件工作站行感興趣區（region of interest，ROI）勾畫及圖像分析。首先采用剛性融合的方法將每個患者2次的PET-CT圖像進行融合，解剖標志差異較大時以食管的配準為基本要求，以放療前的PET作為主要圖像，以放療20次的PET作為次要圖像。經患者的身高和體表面積等標化過的SUV值可由軟件自動獲得，在第1次PET圖像上原發灶勾畫首先以SUV=2.5、5和40%～70%SUVmax-pre為閾值在PET圖像上自動勾畫得到GTV2.5pre、GTV5pre、GTV40%pre、GTV50%pre、GTV60%pre和GTV70%pre。各ROI均手動修除可能包括的心臟、肺和正常食管等組織，再參考CT圖像手工修正食管邊界。在第2次PET圖像上，以SUV=2.5 和70%～90%SUVmax-dur為閾值勾畫得GTV2.5dur、GTV70%dur、GTV80%dur和GTV90%dur。按照放療射野，CTVpre定義為食管PTV-C扣除PTV-G的部分，即PTV-G上下接受了預防劑量50.4 Gy照射的食管亞臨床病灶。由于殘余病灶的確定并無依據，以CTVpre的SUV值作為參考依據了解正常食管接受照射后的生物代謝變化情況。在第2次PET圖像上因急性放射性食管炎引起的病灶附近管壁水腫增厚、FDG代謝增高難以同病灶區分，包括在勾畫靶區內。利用軟件自動讀取各ROI的SUVmax和生物代謝體積（metabolic tumor volume，MTV）等信息。所有患者觀察兩次PET圖像上食管原發灶ROI的SUV及MTV的變化情況。空間位置驗證采用如下方法計算：空間交集分數（overlap fraction，OF）定義為兩個ROI的交集的體積與兩個ROI相對較小的體積的比值，以百分數表示。若OF=1認為兩個ROI達到空間位置的吻合。計算A與B的OF公式為：

1.5 統計學處理

采用SPSS 13.0軟件分析數據。所有基線特征采用一般統計描述。均值以x±95%CI表示。采用雙側檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2011年4月—2013年12月共22例患者符合入組條件納入研究。所有患者全部進行了根治性放療，PTV-G放療總劑量為63 Gy，分割劑量為2.25 Gy，中位治療時間為39 d。除3例因Ⅳ度骨髓抑制未進行第2個療程同步化療外，其余19例患者均在放療開始第1、28天進行2個療程同步化療。化療方案均為PF方案（5-氟尿嘧啶2000 mg/m2，持續靜脈滴注96 h+順鉑25 mg/m2，靜脈滴注，第1～3天）。臨床分期按照美國癌癥委員會（American Committee on Cancer，AJCC）第6版分期。患者一般情況見表1。

表1　患者一般特征Tab.1 Patient’s characteristics

對22例患者的治療前及治療中PET圖像進行分析，原發灶GTV2.5pre治療前的SUVmax中位值為12.6（4.4～38.7），體積為30.5 cm3（2.1～130.4 cm3），治療中SUVmax中位值為5.3（3.3～14.7）。治療前和治療中原發灶GTV的SUVmean分別為4.81（95%CI： 4.27～5.35）和2.81（95%CI：2.44～3.18，圖1）。原發灶GTV的SUVmax和SUVmean在大多數患者中呈下降趨勢，但4號和6號患者的SUVmax分別由5.50、4.40上升到5.70、4.70，6號患者的SUVmean由3.10上升到3.32，可能是由較明顯的急性放射性食管炎引起的。治療前GTV5pre區域內的SUVmean-5的均值為7.27（95%CI：5.21～9.39），而CTVpre區域內的SUVmean-C的均值為1.80（95%CI：1.55～2.05），差異有統計學意義（P=0.000 8）。治療中GTV5pre區域內的SUVmean-5的均值為3.38（95%CI：2.02～4.73），而CTVpre區域內的SUVmean-C的均值為2.01（95%CI：1.31～2.71），差異有統計學意義（P=0.002，圖2）。

圖1　22例患者放療前和放療中食管癌原發灶SUVmax和SUVmean的變化Fig.1 SUVmaxand SUVmeanof all 22 patients pre-radiotherapyand dur-radiotherapy

圖2　治療前與治療中PET上GTV5pre內的SUVmean與CTVpre內的SUVmean的比較Fig.2 SUVmeanof GTV5preand CTVprepre-radiotherapy (the left figure） and dur-radiotherapy （the right figure）

治療中以不同閾值勾畫的FDG高攝取區的體積占以2.5為閾值確定的原發灶GTV的百分比見表2。治療前PET上的腫瘤內FDG高攝取區（40%～70%SUVmax）小于以2.5為閾值確定的原發灶GTV，而殘余病灶內的高攝取區域的體積小于治療前原發灶GTV。

表2　以各閾值勾畫的GTV與原發灶GTV比較Tab.2 Comparison between the GTV outlined based on different thresholds and the GTV of primary tumor

治療前PET和治療中PET圖像上各種閾值勾畫的FDG高攝取區域的OF見圖3。殘留的病灶高攝取區域依舊處于原發灶GTV內，其中在第2次PET上以90%SUVmax為閾值勾畫所得的GTV90%dur完全位于原發灶內（OF=100%），以80%SUVmax為閾值勾畫所得的GTV80%dur和原發灶GTV的OF為95.2%（95%CI：83.6～106.9%），以70%SUVmax為閾值勾畫所得的GTV70%dur和原發灶GTV的OF為84.7%（95%CI：68.6～100.0%）。對比治療前后的FDG高攝取區域，GTV90%dur與GTV40%pre、GTV50%pre、GTV60%pre和GTV70%pre的OF均達到100%。GTV80%dur與GTV40%pre、GTV50%pre、GTV60%pre和GTV70%pre的平均OF分別為91.8%、87.4%、80.7%和74.4%，GTV70%dur與GTV40%pre、GTV50%pre、GTV60%pre和GTV70%pre的平均OF分別為89.5%、82.4%、76.4%和71.4%。GTV90%dur與治療前GTV的OF能夠達到100%，可能與治療后高攝取區域的體積較小（平均體積為0.1 cm3）、包含的像素點太少有關。

圖3　治療前PET與治療中PET以不同SUVmax閾值勾畫的GTV之間的OFFig.3 OF of pre-radiotherapy with dur-radiotherapy relative maximal SUVmaxthresholds are shown

3 討 論

在腫瘤病灶內選擇放射抵抗性高的區域進行加量放療是目前研究的一個熱點。分子影像學技術使得腫瘤內不同區域顯示出不同的生物學特征［9-10］，使篩選穩定的加量放療區域成為可能。選擇性加量放療的一個好處是可以對某些高危區域給予更高劑量照射，在提高局部控制率的同時降低周圍正常組織的受量［11］，從而從目前將腫瘤當成一個同質性個體不加選擇進行均一劑量照射改變為根據腫瘤的放射生物異質性特征進行“Dose Painting”的治療模式。目前食管癌的放療療效仍不理想，局部失敗是治療失敗的重要原因之一，盲目提高照射劑量會導致放射性肺、食管、脊髓和心血管等損傷的發生概率大幅增加。采用SIB-IMRT放療技術從理論上帶來了劑量學優化的希望，在大規模開展臨床試驗之前，必須解決的重要問題包括：① 在放療過程中是否存在放射抵抗的區域，需要更高劑量的照射；② 如何找出需要進行加量放療的區域；③ 驗證需要加量放療的區域在放療過程中是否保持穩定和連續。

在利用PET來指導局部加量的研究中，不同示蹤劑均可作為信息來源的工具。但受到臨床可行性影響，我們將目光聚焦在18F-FDG上。18F-FDG作為最常用的PET示蹤劑其特異度并不高，常常受到許多干擾因素影響，但是已有許多研究報道18F-FDG的攝取與食管癌的治療反應及預后有關［12-14］，因此本研究仍選用18F-FDG作為示蹤劑。其他的示蹤劑如18F-FMISO和18F-FLT等在食管癌的應用較少，因此需要開展更多的對照性研究來了解這些示蹤劑的作用和價值，同時這些示蹤劑未獲批常規應用于臨床，也影響了其應用價值。用18F-FDG PET-CT指導食管癌局部加量從理論上來說是值得研究的。首先，放療抵抗區域常常與18F-FDG高攝取相關，但目前尚不清楚其具體關系。其次，尚不清楚食管癌原發灶在放療過程中的18F-FDG攝取的變化規律，要實現依靠治療前的PET信息在放療前指導選擇加量區域，驗證其可行性很大程度上需要探討放療前FDG高攝取與放療中的殘留FDG高攝取是否在空間位置上有很大的重合性。

有研究顯示，治療前18F-FDG異常攝取的區域的體積大小與放療后的總生存和局部控制率有關［15］。還有研究顯示，在治療過程中18F-FDG攝取的動態變化可以預測局部控制率［16］。本研究觀察了在根治性放化療過程中，食管癌原發灶的18F-FDG攝取的變化情況，以及治療前和治療中18F-FDG高攝取區域的空間位置的變化情況，結果顯示：① 在治療過程中，食管鱗癌原發灶的SUV顯著下降，即使受急性放射性食管炎的影響也未明顯上升，因而治療過程中PET-CT所提示的生物代謝信息還是具有研究意義的；② 對治療前與治療中PET上GTV5pre內的SUVmean與CTVpre內的SUVmean的比較，差異均有統計學意義（P=0.000 8和0.002），若假定GTV5pre是一個高危區域，可見經過一定劑量的照射后，該區域的腫瘤細胞活性仍顯著高于接受預防劑量照射的正常食管和亞臨床病灶；③ 在放療過程中，原發灶的生物代謝殘留體積相對治療前有所變化，但描述18F-FDG高代謝區域穩定性的參數OF顯示治療前的18F-FDG高代謝區域在治療過程中保持相對的穩定（治療后高攝取區域與治療前高攝取區域的OF都在60%以上，與治療前相對低攝取區域的OF都在80%以上）。本研究結果與Bosmans等［17］和Aerts等［18］的報道一致。前者的研究發現，在治療過程中，異質性的腫瘤體積有顯著變化，后者認為非小細胞肺癌的18F-FDG高攝取病灶在治療過程中保持相對穩定。而18F-FMISO所顯示的高攝取區域在空間重合性上較差，這可能也是限制其臨床應用的問題之一。

由于本研究為探索性的，在研究過程中采用了治療前40%～70%SUVmax和治療中70%～90%SUVmax作為自動勾畫閾值確定高代謝區域，盡管已有報道認為基于PET-CT勾畫食管癌原發灶靶區的大小與病理結果有較高的符合度［19-20］，但實際上對高低18F-FDG攝取區域的界定閾值并沒有很多依據，而且確定一個最佳閾值需要考慮靶與本底的比值、圖像重建的算法和掃描設備參數等許多因素［21］。本研究選擇上述閾值主要是基于簡便、易重復和軟件易實現的目的，同時，太低的閾值會包括大部分的腫瘤組織使選擇性加量的意義不大，而太高的閾值會使包括的組織太少而治療不足。進行選擇性加量放療的區域也并未確定標準，可以是SUV大于某個絕對值的體積（如SUV＞5），也可以采用SUVmax或SUVmean的百分比閾值來確定，這需要進一步的大樣本的數據來研究。此外，盡管本研究結果顯示，18F-FDG高攝取區域在治療過程中具有空間穩定性，但選擇哪些放療前高危區域來加量更具有臨床價值尚需要劑量學研究的進一步論證。

本研究的不足之處還包括樣本量太小，不能充分代表食管癌放療過程中的生物代謝的變化情況；圖像融合采用的是剛性融合的方法，未考慮某些組織在治療過后發生形變和兩次掃描的擺位誤差等，對組織器官空間位置的還原難免產生一定的影響。本研究顯示，在放療過程中腫瘤內的18F-FDG高攝取區域保持空間穩定，而SUV和體積絕對值大小則有顯著的變化，基于此結果可進一步研究對治療中放射抵抗的區域進行選擇性加量放療的可行性。

［參 考 文 獻］

［1］WELSH J， SETTLE S H， AMINI A， et al.Failure patterns in patients with esophageal cancer treated with definitive chemoradiation［J］.Cancer， 2012， 118（10）： 2632-2640.

［2］BOS L， DAMEN E， DE BOER R， et al.Reduction of rectal dose by integration of the boost in the large-field treatment plan for prostate irradiation［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2002， 52（1）： 254-265.

［3］MONTEJO M， SHRIEVE D， BENTZ B， et al.IMRT with simultaneous integrated boost and concurrent chemotherapy for locoregionally advanced squamous cell carcinoma of the head and neck［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2011，81（5）： e845-e852.

［4］SINGLA R， KING S， ALBUQUERQUE K， et al.Simultaneous-integrated boost intensity-modulated radiation therapy （SIB-IMRT） in the treatment of early-stage left-sided breast carcinoma［J］.Med Dosim， 2006， 31（3）： 190-196.

［5］WELSH J， PALMER M， AJANI J， et al.Esophageal cancerdose escalation using a simultaneous integrated boost technique［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2012， 82（1）：468-474.

［6］YU W W， ZHU Z F， FU X L， et al.Simultaneous integrated boost intensity-modulated radiotherapy in esophageal carcinoma： Early results of a phase Ⅱ study［J］.Strahlenther Onkol 2014， 190（11）： 979-986.

［7］MEIJER G， STEENHUIJSEN J， BAL M， et al.Dose painting by contours versus dose painting by numbers for stage II/III lung cancer： practical implications of using a broad or sharp brush［J］.Radiother Oncol， 2011， 100（3）： 396-401.

［8］AERTS H， VAN BAARDWIJK H， PETIT S， et al.Identification of residual metabolic-active areas within individual NSCLC tumours using a pre-radiotherapy（18）Fluorodeoxyglucose-PET-CT scan［J］.Radiother Oncol，2009， 91（3）： 386-392.

［9］PIERT M， MACHULLA H， PICCHIO M， et al.Hypoxiaspecific tumor imaging with18F-fluoro-azomycin arabinoside ［J］.J Nucl Med， 2005， 46（1）： 106-113.

［10］BENTZEN S.Theragnostic imaging for radiation oncology：dose-painting by numbers［J］.Lancet Oncol， 2005， 6（2）：112-117.

［11］DOGAN N， KING S， EMAMI B， et al.Assessment of different IMRT boost delivery methods on target coverage and normaltissue sparing［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2003，57（5）： 1480-1491.

［12］VAN HEIJL M， OMLOO J M， VAN BERGE HENEGOUWEN M I， et al.Fluorodeoxyglucose positron emission tomography for evaluating early response during neoadjuvant chemoradiotherapy in patients with potentially curable esophageal cancer［J］.Ann Surg， 2011， 253（1）： 56-63.

［13］HATT M， VISVIKIS D， PRADIER O， et al.Baseline18F-FDG PET image-derived parameters for therapy response prediction in oesophageal cancer［J］.Eur J Nucl Med Mol Imaging， 2011， 38（9）： 1595-1606.

［14］CALAIS J， DUBRAY B， NKHALI L， et al.High FDG uptake areas on pre-radiotherapy PET/CT identify preferential sites of local relapse after chemoradiotherapy for locally advanced oesophageal cancer［J］.Eur J Nucl Med Mol Imaging， 2015，42（6）： 858-867.

［15］HATT M， VISVIKIS D， ALBARGHACH N， et al.Prognostic value of18F-FDG PET image-based parameters in oesophageal cancer and impact of tumour delineation methodology［J］.Eur J Nucl Med Mol Imaging， 2011， 38（7）：1191-1202.

［16］SHARMA N， SILVERMAN J， LI T， et al.Decreased Posttreatment SUV on PET scan is associated with improved local control in medically inoperable esophageal cancer［J］.Gastrointest Cancer Res， 2011， 4（3）： 84-89.

［17］BOSMANS G， VAN BAARDWIJK A， DEKKER A， et al.Intra-patient variability of tumor volume and tumor motion during conventionally fractionated radiotherapy for locally advanced non-small-cell lung cancer： a prospective clinical study［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2006， 66（3）： 748-753.

［18］Aerts H， BOSMANS G， VAN BAARDWIJK A， et al.Stability of18F-deoxyglucose uptake locations within tumor during radiotherapy for NSCLC： a prospective study［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2008， 71（5）： 1402-1407.

［19］MAMEDE M， FAKHRI G.ABREU-E-LIMA E， et al.Preoperative estimation of esophageal tumor metabolic length in FDG-PET images with surgical pathology confirmation［J］.Ann Nucl Med， 2007， 21（10）： 553-562.

［20］ZHONG X， YU J， ZHANG B， et al.Using18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography to estimate the length of gross tumor in patients with squamous cell carcinoma of the esophagus［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2009， 73（1）：136-141.

［21］DAISNE J， SIBOMANA M， BOL A， et al.Tri-dimensional automatic segmentation of PET volumes based on measured source-to-background ratios： influence of reconstruction algorithms［J］.Radiother Oncol， 2003， 69（3）： 247-250.

Spatial dynamic distribution and stability of18F-FDG uptake locations within primary tumor during radiotherapy for esophageal squamous cell carcinoma

LIU Qi1， YU Wen2， CAI Xuwei1， ZHU Zhengfei1， FU Xiaolong1,2（1.Department of Radiation Oncology， Fudan University Shanghai Cancer Center， Department of Oncology， Shanghai Medical College， Fudan University， Shanghai 200032， China；2.Department of Radiation Oncology， Shanghai Jiao Tong University Chest Hospital， Shanghai 200030，China)

［Key words］Esophageal squamous cell carcinoma； Radiotherapy； PET-CT

［Abstract］Background and purpose: Radiotherapy （RT） is one of the most important therapeutic tools for esophageal cancer.Because tumors are heterogeneous， including for18F-FDG uptake and， most likely， for radioresistance， selective boosting of high FDG uptake zones within the tumor has been suggested.Therefore， it is critical to know whether the location of these high FDG uptake patterns within the tumor remains stable during RT.Methods: Twenty-two patients with esophageal squamous cell carcinoma treated with concurrent chemo-radiation underwent repeated18F-FDG PET-CT scans before RT and after 20 fractions of RT.On all scans， the high and low FDG uptake regions were auto-delineated using several standard uptake value （SUV） thresholds， varying from 40% to 70% of SUVmaxon the pretreatment scan ［gross tumor volume （GTV）40%pre， GTV50%pre， GTV60%pre， GTV70%pre］and from 70% to 90% of SUVmaxon the dur-treatment scan （GTV70%dur， GTV80%dur， GTV90%dur） and fixed thresholds of 2.5 and 5 （GTV2.5pre， GTV5pre）.The volumes and overlap fractions （OF） of these delineations were calculated to demonstrate the stability of the high FDG uptake regions during RT.Results: The high uptake regions within the tumor during RT largely corresponded （OF＞70%） with the 50% SUVmaxhigh FDG uptake area （GTV50%pre） of the pretreatment scan.The hotspot within the residual area （GTV90%dur） was completely within the GTV and pre-radiotherapy high uptake regions （OF=100%）.Although the location of the high FDG uptake patterns within the tumor during RT remained stable， the delineated volumes varied markedly.Conclusion: The location of the high FDG uptake areas within the tumor remained stable during RT.This knowledge may enable selective boosting of high FDG uptake areas within the tumor.

DOI:10.3969/j.issn.1007-3969.2016.02.008

中圖分類號：R735.1

文獻標志碼：A

文章編號：1007-3639(2016)02-0161-07

通信作者：傅小龍 E-mail：xlfu1964@hotmail.com

收稿日期：（2014-11-24 修回日期：2015-05-25）