18F-FDG PET/CT在腫瘤治療耐受區域尋找方面的應用

王麗范，王家富，韓 巍，林 琳，李 勇

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院 PET/CT室，黑龍江 哈爾濱150001)

腫瘤患者經過放療、治療后，腫瘤內耐受治療的瘤體部分仍會存活下來，這是腫瘤的復發或者轉移的主要原因之一。如果能夠在治療前確定腫瘤內具有治療耐受的區域，并給予針對性的治療，將獲得更好的治療效果，減少腫瘤復發或者轉移的機率。另外，通過分析治療后腫瘤殘存部分代謝的活性，可以明確治療后仍具有活性的腫瘤部分，對腫瘤再次治療方案精準制定具有其它方法無法比擬的優勢。為了這些目的，本研究采用18F-FDG PET/CT影像相關指標做為衡量標準用于評價腫瘤治療前后不同區域代謝的變化，期望能達到預判斷腫瘤耐受治療的可能區域及治療后準確測定腫瘤體積的可行性。

1 材料與方法

1.1 患者資料

選擇標準：①包括僅單純化療或僅進行過單純放療的患者，治療后腫塊仍存在，并可以CT測量體積。②非小細胞肺癌(NSCLC)，治療前TNM分期為Ⅰ-Ⅳ期。③治療前后在本科均做過18F-FDG PET/CT。所選擇入組的患者共32例，化療組15例、放療組17例。男性18例，女性14例，年齡范圍：41-72歲，平均年齡59.5歲。病理類型為鱗狀細胞癌20例,腺癌12例，中央型肺癌22例，周圍肺癌10例。

1.2 檢查前準備

患者禁食8-12 h。常規測量身高、體重，指尖法測查空腹血糖，濃度<8.0 mmol/L。18F-FDG以0.15 mCi/kg-0.20 mCi/kg靜脈注射，40 min-60 min后行PET/CT全身影像檢查。

1.3 顯像方法

設備是GEMINI GXL16型PET/CT(Philips公司)，采集方式為3D采集模式，圖像對比度分辨率為4.5 mm。掃描條件：CT管電流50 mAs，管電壓120 kV。一個床位采集時間為120 s。18F-FDG 由HM-12回旋加速器(日本助友公司)當日生產合成，放射化學純度≥98%，細菌及致熱源檢測合格。

1.4 圖像分析

本研究采用是PET/CT中PET代謝圖像作為勾畫的基礎，用于評價治療前后的腫瘤代謝的變化。據一些學者的相關研究所獲得的結果[1]，本研究同樣以18F-FDG圖像中腫瘤SUVmax(最大SUV值)的40%做為腫瘤體積勾畫的閾值，以大于SUVmax的90%做為腫瘤治療前后代謝最高區域，然后將治療前后相同閾值內體積進行重疊處理，以評價治療前后PET勾畫腫瘤體積的可靠性及代謝最高區域變化的規律。

1.5 統計學分析

由于是治療前后同一患者對比，所以結果采用Student-t檢驗，P<0.05認為具有統計學差異。

2 結果

以SUVmax40%作為勾畫腫瘤體積的閾值，獲得治療前后腫瘤體積并與CT所測量體積進行對比發現，治療前后PET所測體積與CT所測體積并沒有統計學差異，P>0.05，表1。

表1 腫瘤治療前與治療后兩種方法所測腫瘤體積(cm3，n=32)

以>SUVmax90%為閾值的高攝取區，治療前與后體積沒有明顯的差異，P>0.05。但將治療前后高攝取區(>SUVmax90%所包括的體積)的空間圖像進行相互重疊則發現，化療組與放療組重疊率不一致，化療前后重疊率為73.2%，放療前后重疊率為64.5%，見表2。

表2 不同方法治療前后PET/CT腫瘤高攝取區體積(cm3)

3 討論

據近年一些相關研究[2,3]，以PET圖像SUVmax(最大SUV值)的34%或30%-40%為閾值進行腫瘤邊界勾畫與CT影像所勾畫的腫瘤體積最為接近，本研究也獲得相似的結論。但這些研究注重的是治療前腫瘤體積，而治療后腫瘤體積PET/CT測量方面報道則很少。這是因為：根據治療方法的不同、腫瘤對于治療敏感性的不同，治療后腫瘤的變化情況十分復雜，殘存腫瘤內代謝變化不一定與治療前一致，利用代謝方法所測量的腫瘤體積不一定能適用于所有的治療方法。

本研究選用的患者是經過單純放療及單純化療后仍殘存部分腫瘤的患者，經過SUVmax 40%為閾值進行體積測量，發現PET所測量的體積與CT相比仍具有較高的一致性。這表明，經過單純放療或單純化療后仍可以采用PET代謝方法測量腫瘤體積，結果比較準確。但另一個無法回避的事實是，因為是以CT為對比標準，所以無法證明PET測量方法比CT測量方法更具有優勢。另外，研究中見到SUVmax 30%-70%所確定腫瘤邊界閾值幾乎是重疊的。盡管本研究采用是SUVmax 40%為閾值所獲得研究結果，但SUVmax 30%-70%結果仍不會有太大差別。也同樣表明單純采用SUVmax 40%做為閾值并不是非常精確和唯一的選擇，仍存在著一定的測量誤差。究其原因，主要是因為本研究中所涉及的腫瘤病理資料無法獲得，不能進行病理與圖像一一對比驗證所致，這也是與本研究相類似的研究長時間無法突破的根本原因。

Aerts等人[4]在評價放療前后體積的變化則發現，治療前后腫瘤的最大SUV值區域變化較少，而且位于腫瘤的50%的范圍內。本研究同樣證實，無論何種治療方法，治療前后腫瘤內代謝率較高的區域(大于SUVmax 90%)腫瘤體積所處的空間位置是相近的，將兩者空間經過重疊分析，重疊率均大于60%，說明這一部分高代謝區域在治療后仍具有生物活性，對抗相應治療而存活。腫瘤深層組織由于腫瘤血管的不完整加劇，所導致缺血缺氧的程度更高，而缺血、缺氧是對抗放療、化療的主要原因，故此腫瘤深層耐受治療的能力大于腫瘤邊比，本研究同樣也看到治療前后腫瘤內部高代謝區變化程度小于邊緣這一現象。

針對個體來說，治療后腫瘤壞死導致的18F-FDG分布減低及治療后炎性細胞增生、組織纖維化使18F-FDG攝增高等一系列因素相互糾纏、相互影響明顯干擾腫瘤內部18F-FDG的分布，是代謝最高區域重疊率下降的主要原因[5]。另外不同治療方法及腫瘤所處肺葉的空間位移均會加大重疊下降的程度。

本研究中化療和放療兩者的高代謝區域治療重疊率是不一致的，化療的重疊率高于放療的重疊率。可以做如下理解：①放療是全部腫瘤同時受到打擊，腫瘤內部變化廣泛而劇烈，影響因素會明顯加大。②化療的作用是借助血管和細胞外液的藥物傳遞而發揮作用，相對于放療來說，變化相對平緩，故此化療前后高代謝區的重疊率較高。

本研究中，無論是何種治療，腫瘤高代謝區域(大于SUVmax 90%區域)治療前后重疊仍在60%以上。這一現象證實該區域具有治療耐受性，且多位于腫瘤深層，與幾何中心相近。因此，治療前采用針對手段對抗該區域的治療耐受，將會收到更好的治療效果。評估腫瘤治療耐受區域的手段目前看來，只PET/CT能達到這一目的[6]。

盡管本研究采用SUVmax 40%做為腫瘤界限值進行腫瘤體積勾畫，但這是在前人研究的基礎上采用的方法，仍達不到CT或MR測定法在業內的地位。這與PET代謝顯像、PET生物靶區勾畫等技術應用臨床時間仍較短，積累的臨床經驗不足，患者腫瘤病理無法獲得均有著較大相關性。但可以預見是，隨著腫瘤治療的代謝評估體系PERCIST標準的不斷應用和完善，PET在評估腫瘤耐受區域預測方面的優執會越來越明顯[7]。