18F-FDG PET-CT影像測定非小細胞肺癌體積的可行性分析

李 勇，閆志鈞，王麗范，韓 巍，王家富

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

惡性腫瘤在進行放射性治療時，腫瘤體積的準確測量是減少腫瘤復發，提高治療效果的決定性因素，因此采用適當的測量方法是放療的最基本原則。按照腫瘤治療效果評估RECIST1.0標準，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域的大小。為了進一步提高腫瘤體積測量的準確性，一些學者嘗試采用18F-FDG作為分子靶標，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是動態和變化的過程，導致18F-FDG代謝影像處于動態變化過程，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(肺內僅有單一成團塊樣病灶)。觀察72 h內NSCLC腫瘤內部、邊緣的18F-FDG 的變化，以明確18F-FDG在肺癌生物靶區勾畫方面的價值。

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室進行影像檢查，沒經過治療且病理結果為非小細胞肺癌患者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，病理類型為鱗狀細胞癌10例，腺癌9例，腫瘤最大徑均大于2 cm。

1.2患者準備

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的HM-12回旋加速器合成，放射化學純度≥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 均由中文報告系統自動勾畫測量完成，獲得兩次測量數據。

1.4.2采用18F-FDG PET-CT測量腫瘤體積 以腫瘤最大SUV值(SUVmax)不同百分數(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域位置變化，用于分析18F-FDG PET-CT測量的穩定性和可重復性。其中，腫瘤位置的變化以重疊率為標準，重疊率越高，位置變化越小，穩定性越好，反之亦然。

1.5統計學分析

利用統計學軟件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認為差異有統計學意義。不同閾值時的變化特點用相關性分析進行評估。

2 結果

2.1兩次測量的最大SUV值

前后兩次所測量的SUVmax均不相同，表明代謝的動態性，但兩組數據并沒有統計學差異，行差值t檢驗，t=0.49,P=0.63>0.05，并且相關性較好，相關系數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，沒有統計學差異，P均>0.05；兩次測量數據之間具有相關性，相關系數r值為：0.95，兩者相關性很高，CT值所測量的腫瘤體積均數介于30%及40%的閾值所測量的體積均數之間，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2次檢查數據對比。

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準化準備流程、呼吸門控技術及計算機自動勾畫腫瘤體積技術后，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，因此兩次所測結果與腫瘤自身代謝有直接的相關性。

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行腫瘤體積的準確測量，主要是因為常規采用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，導致所測定腫瘤體積小于腫瘤真實的大小。為了進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，普通方法無法進行準確的測量。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。

為了能夠準確測量腫瘤體積，許多學者利用18F-FDG影像中不同指標進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 “一環套一環”或“一殼套一殼”樣的多環或多殼樣穩定性結構，這對于準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，但具體閾值仍需進一步確定。

3.2腫瘤組織攝取18F-FDG的動態變化與穩定性

本研究中，前后測量的SUVmax、同一閾值所包括的腫瘤體積、平均重疊率數據有一定變化，也同樣說明了腫瘤組織攝取18F-FDG的動態變化，且從重疊率數據上看，體積越小，重疊率的變化越劇烈。產生這種原因主要與腫瘤微觀、宏觀的生物學特征相符。微觀條件下，單一腫瘤或小腫瘤細胞團的代謝是變化較快的。宏觀條件下，腫瘤細胞的空間構象是相對穩定的，因此腫瘤整體的代謝是相對穩定的，這也是18F-FDG PET-CT影像臨床應用和腫瘤體積準確測定的基礎[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性(r值大于90%)，且不具有統計學差異(P>0.05)。多次測量所獲得數據的穩定性，證明通過18F-FDG PET-CT方法可以準確測量腫瘤體積。

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分布動態性等一些不確定因素，使采用18F-FDG準確測量腫瘤體積存在一定難度，但是通過特定的SUVmax閾值法可以達到準確測量腫瘤的目的。不過，目前并沒有一個客觀閾值標準被廣泛認可，因此篩選特定閾值做為腫瘤放療生物靶區測量標準仍是一個有挑戰的科研目標。

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