pet在肿瘤放疗中的应用实用教案

PET（正电子发射(fsh)体层显像） 利用发射正电子的放射性核素标记的生物(shngw)活性分子（葡萄糖、氨基酸、核甘酸等），通过示踪原理反映生物(shngw)活体内的生化改变和代谢信息的核医学显像技术第1页/共114页第一页，共115页。用于PET扫描(somio)的正电子核素 核素 半衰期 15O 2分 13N 10分 11C 20分 18F 110分第2页/共114页第二页，共115页。 PET的工作(gngzu)原理光子探测示意图符合电路探测器电子正电子511Mev湮没辐射光子原子核511Mev湮没辐射光子探测器第3页/共114页第三页，共115页。PET的设备(shbi)分类 专用型PET（dedicated PETdPET) 特点：环形探测器 优点(yudin)：灵敏度、空间分辨率高 缺点：价格昂贵 兼容型PET（hybrid PET hPET) 特点：双探头或多探头 优点(yudin)：较高的性/价比，既可做PET显像又可做 SPECT 显像 缺点：灵敏度、空间分辨率低第4页/共114页第四页，共115页。第5页/共114页第五页，共115页。18F-FDG-PET的成像原理(yunl) 第6页/共114页第六页，共115页。FDG在细胞内的浓聚程度与细胞内糖酵解水平(shupng)呈正相关恶性肿瘤组织(zzh)的特点细胞快速增生细胞膜葡萄糖载体增多细胞内磷酸化酶的活性增高第7页/共114页第七页，共115页。FDG-PET图像(t xin)的判读目测(m c)图像法半定量分析法第8页/共114页第八页，共115页。目测(m c)图像法 1级 没有(mi yu)明显摄取 2级 摄取低于本底 3级 摄取与本底相等 4级 摄取高于本底 5级 摄取远高于本底 恶性：4、5级 良性：1、2、3级第9页/共114页第九页，共115页。半定量分析(dnglingfnx)法SUV或SUR感兴趣区的平均(pngjn)放射性活性（MBq/ml)/注入的放射性核素总量（ MBq/ml)/病人的体重（g)以SUV判断良恶性的临界值尚无统一标准第10页/共114页第十页，共115页。PET在NSCLC放疗(fn lio)中的应用 在NSCLC放疗中的应用 PET/CT融合对NSCLC放疗靶区的影响 图像融合存在的问题和解决方法(fngf) 展望第11页/共114页第十一页，共115页。FDGPET在肺癌(fi i)中的应用 肺内孤立性结节（SPN）的定性 肺癌的治疗前临床分期 改变治疗策略 影响放疗靶区的勾画(guhu) 监测肿瘤对治疗的反应 鉴别放疗后残存或复发与放疗后反应 预测预后第12页/共114页第十二页，共115页。PET在肺癌的定性诊断和治疗前的分期(fn q)中的价值已得到广泛的认可PET对SPN的恶性判断的价值 灵敏度 95.9% 特异度 76.6% 精确度 91.1% 阴性预测值 92.4% 阳性预测值 86.2% 多数研究显示PET参与的临床分期(fn q)较传 统分期(fn q)精确第13页/共114页第十三页，共115页。肺癌肺癌(fi i)的临床分期的临床分期目的：正确区分目的：正确区分I-IIIaI-IIIa期和期和IIIb-IVIIIb-IV期肿瘤。期肿瘤。作用作用(zuyng)(zuyng)：直接关系到治疗方法的选择，预后判断：直接关系到治疗方法的选择，预后判断第14页/共114页第十四页，共115页。第15页/共114页第十五页，共115页。MacManus报道PET检出的传统检查未发现的远处转移 期 7.5 期 18 期 24结论( jiln)：拟行根治性治疗的病人治疗前的 PET检查是必要的，可以使部分已有远处转移的病人避免不必要的根治性治疗第16页/共114页第十六页，共115页。PET分期对NSCLC治疗策略(cl)的影响 澳大利亚的Kalff等的一项前瞻性研究：PET的参与导致47.5%（28/59）的病人分期(fn q)改变第17页/共114页第十七页，共115页。分期的改变导致 （26/59）44.1的病人(bngrn)治疗策略改变第18页/共114页第十八页，共115页。 hPET后分期(fn q) a b 分期(fn q) 分期(fn q) hPET 6 1 1 0 0 2/8 前 1 3 0 1 1 2/6 1/6分 a 2 2 3 0 1 1/8 4/8期 b 0 0 0 11 0 2 0 1 5 8 8/16 (张碧媛）第19页/共114页第十九页，共115页。hPET前治疗策略 病人(bngrn)数 hPET后治疗策略 病人(bngrn)数 根治性手术 3 按计划手术 2 高姑息放疗加化疗 1拒绝手术，根治 19 按原计划根治性 17性放疗 放疗 姑息性放疗加化疗 2 高姑息性放疗加化疗 11 按原计划治疗 11低姑息性治疗 16 按原计划姑息治疗 8 高姑息性放疗加化疗 5 根治性手术 2 根治性放疗 1 hPET 的参与，导致36.7的病人(bngrn)分期改变，24.5%的病人(bngrn)治疗策略的改变第20页/共114页第二十页，共115页。 文献报道：PET的参与可导致2462的肺癌病人的分期改变 PET引起的分期改变可能使32的病人避免不必要的手术(shush)，而使19的病人获得手术(shush)机会第21页/共114页第二十一页，共115页。PET分期(fn q)对生存率的影响分期 1年生存率 2年生存率传统分期 44 0PET分期 69 44PET分期较传统分期精确，可使病人获得更恰当的治疗(zhlio)，提高生存质量，延长生存期 第22页/共114页第二十二页，共115页。NSCLC的放疗(fn lio) 对于不能手术(shush)或拒绝手术(shush)的患者，放疗是并发症最少也是最有效的非外科治疗方法 根治性放疗：拒绝手术(shush)的期、期、a期及部分b期 姑息性放疗：能耐受治疗的任何期别有症状者第23页/共114页第二十三页，共115页。NSCLC的放疗(fn lio)疗效 早期NSCLC根治性放疗的五年生存率1336 局部晚期(wnq)NSCLC放疗的长期肿瘤控制是令人失望的： 中位生存期 100cm2, 理论上需要高达100Gy的剂量才能提供足够的肿瘤控制 周围正常肺组织、心脏、脊髓的放射耐受性低，限制了靶区剂量 肿瘤随呼吸上下移动 通过CT确定(qudng)的靶区不够精确 确诊时已存在的远处微转移未被检出第25页/共114页第二十五页，共115页。新的放疗(fn lio)技术 3DCRT IMRT 目的：最大限度的提高(t go)肿瘤剂量而最大限度的减少正常组织的受照体积，提高(t go)TCP同时降低NTCP，即提高(t go)治疗比 面临的困难：靶区不确定第26页/共114页第二十六页，共115页。影响(yngxing)靶区不确定的因素 肺癌伴肺不张或阻塞性肺炎(fiyn) 肿瘤与周围组织粘连，分界不清 N分期的不确定第27页/共114页第二十七页，共115页。PET对肺不张和肺癌(fi i)的鉴别第28页/共114页第二十八页，共115页。PET和CT确定(qudng)的肿瘤体积的差异 测量21例伴肺不张的病人的肿瘤(zhngli)体积：VPET VCT 4例 VPETVCT: CT上认为是肺不张的组织PET证实(zhngsh)为肿瘤17例VPETPTVCT原因PTVPET PTVCT原因 Hebert19962023排除肺不张NestleMunley 19991999343534%的病人射野35边界扩大15mm包括未被CT检出的转移纵隔淋巴结35.3的病人平均缩小19.3排除肺不张Erdi 2002 1163.6的病人平均增加19包括未被CT检出的转移纵隔淋巴结36.4的病人平均缩小19%排除肺不张 第53页/共114页第五十三页，共115页。第54页/共114页第五十四页，共115页。PET/CT融合(rngh)图像确定的靶区的精确性Vanuytsel等比较了73例CT或PET上纵隔淋巴结阳性(yngxng)的病人，以融合图像或仅用CT确定的GTV，并与病理结果对照 GTVCT涵盖了75 的转移淋巴结 GTVPET/CT则包括了89的转移淋巴结 （P0.05) 第55页/共114页第五十五页，共115页。PTV的几何改变(gibin)对TCP和NTCP究竟有多大的影响？目前(mqin)的研究病例数少、观察时间短，多数是剂量学分析，尚未有临床试验的报道。第56页/共114页第五十六页，共115页。肺的受照体积与放射性肺炎(fiyn)发生率的关系 V20 放肺发生率 40% 36%第57页/共114页第五十七页，共115页。PET/CT确定(qudng)的靶区的剂量学分析 Vanuytsel等分析了10例PTVPET/CTPTVCT 的DVH分布(fnb)，以V lung(20)预测放射性肺炎的发生几率 结果：PTV的缩小导致V lung(20)平均下降 27，理论推测可降低约7的放肺发生率 另一项研究： PTV的缩小导致V lung(20)平 均下降 17第58页/共114页第五十八页，共115页。PET/CT引起(ynq)的剂量学改变是否能转化为临床可见的治疗增益呢？ 目前的研究多是理论(lln)上的推测，尚无临床随访结果证实第59页/共114页第五十九页，共115页。PET/CT融合用于放疗(fn lio)存在的问题 融合的精确度不理想(lxing) PET/CT机的孔径不足以容纳定位体模 PET图像用于定量分析的最佳显像条件有待摸索第60页/共114页第六十页，共115页。影响异机图像(t xin)融合精确度的因素 理想(lxing)的图像融合应精确地使体位标记点对点对应，但参考点的选择有一定难度 CT和PET图像不是在同一时间、同一体位获得，误差较大 呼吸运动的影响第61页/共114页第六十一页，共115页。异机融合(rngh)的误差1澳大利亚的Kiffer等测量了10例病人(bngrn)的PET和CTmm， PET/CTcm左右，这对精确放疗以mm计的精确度的要求而言是难以接受的第62页/共114页第六十二页，共115页。异机融合(rngh)的误差2经模型试验测定(cdng)，融合误差2cm的肺内结节的定性诊断，hPET的灵敏度和特异度并不逊于dPET hPET 具有更好的性价比，更易(n y)在临床普及,有一定临床应用价值 带有低分辨率CT的hPET，实现解剖和功能图像的融合，提高了hPET的定位能力第75页/共114页第七十五页，共115页。 研究进展第76页/共114页第七十六页，共115页。 随着新的放射性示踪剂的开发，PET的应用已深入到肿瘤增殖速率、肿瘤血管生成、肿瘤基因表达、乏氧细胞、细胞凋亡的检测等领域，使肿瘤的放疗向着生物(shngw)调强的方向迈进第77页/共114页第七十七页，共115页。不同(b tn)示踪剂的PET研究 核酸代谢：11C胸腺嘧啶、124I脱氧尿嘧啶 1）反映肿瘤细胞增殖活性 2）预测(yc)肿瘤对化疗反应 临床资料显示，在化疗一周后即可见11C标记的胸腺嘧啶摄取明显降低，而且降低程度FDG第78页/共114页第七十八页，共115页。肿瘤受体的检测：性激素受体 1)了解活体内(t ni)肿瘤细胞受体状态 2)监测对激素治疗反应性。 3)目前应用较成功的18Fluorestrodiol 4)有研究显示：FES摄取程度与病理上的ER表达状态相关。FES摄取程度变化反映了ER被阻断程度。第79页/共114页第七十九页，共115页。蛋白质代谢： 11C蛋氨酸 优点(yudin)：1）诊断特异性有所提高 2）用于肿瘤对治疗反应性好 缺点：1）11C同位素半衰期短 2）生物学信息难以解释（因为其中包含了氨基酸和非蛋白转化过程中的信息） 目前氨基酸标记的PET扫描尚难常规用于 临床。第80页/共114页第八十页，共115页。PET对细胞凋亡的检测： 动物实验(shyn)研究中第81页/共114页第八十一页，共115页。乏氧对肿瘤放疗的影响1）乏氧的存在会影响肿瘤放疗敏感性和治疗效果2）乏氧易使肿瘤产生放射抗拒、激活血管内皮生长因子、产生耐药的基因扩增、引起P53基因突变3）氧分压与生存率和复发率显著(xinzh)相关第82页/共114页第八十二页，共115页。PET对乏氧的检测（ 18FMISO ）Rasey等报道(bodo)： 37例不同肿瘤患者进行18FMISO PET显像，定量分析肿瘤内乏氧体积 结果：36/37(97%)存在乏氧区域 平均 FHV（fractional hypoxic volume) NSCLC(21) 47.6 头颈部肿瘤(7) 8.8% 前列腺癌(4) 18.2% 其他肿瘤(5) 55.2%第83页/共114页第八十三页，共115页。 虽然PET在以上领域的研究还只是起步阶段，但初步的结果已显示了PET作为一种分子功能显像技术的巨大发展潜力 PET提供的生物学信息对调强放疗靶区内不均匀( jnyn)剂量的施予具有重要的指导意义第84页/共114页第八十四页，共115页。 展望(zhnwng)第85页/共114页第八十五页，共115页。第86页/共114页第八十六页，共115页。第87页/共114页第八十七页，共115页。 谢谢 谢谢第88页/共114页第八十八页，共115页。 PET/MRI/CT 在脑瘤放疗(fn lio)中的应用第89页/共114页第八十九页，共115页。Gross 等的研究(ynji)： 18例脑胶质瘤 44 GTV PET/MRI 比GTV MRI 大1ml 22% GTV PET/MRI 比GTV MRI 大15ml 50%的病人GTV 10%第90页/共114页第九十页，共115页。PET与MRI确定(qudng)的肿瘤体积比较第91页/共114页第九十一页，共115页。第92页/共114页第九十二页，共115页。 结论：由于脑组织的本底葡萄糖代谢率较高，FDGPET仅在小部分病人中提供更有意义的信息 美国的另一项研究亦得出(d ch)相同结论第93页/共114页第九十三页，共115页。 有研究显示11CMETPET对低分级(fn j)的胶质瘤（葡萄糖代谢率低）显示了更大的潜力 Nuutinen的研究显示在14例低分级(fn j)的胶质瘤中11CMETPET使27的病人的GTV小于T2加权MRI图像确定的GTV 11CMETPET的作用尚需更广泛的研究第94页/共114页第九十四页，共115页。 FDGPET 在头颈部肿瘤(zhngli)放疗中的应用第95页/共114页第九十五页，共115页。PET/CT在头颈部肿瘤(zhngli)放疗中的作用 区分肿瘤和粘膜水肿 对颈部淋巴结的检出精确性优于CT/MRI 治疗后肿瘤残留或复发的早期发现 肿瘤残留或复发与放射性损伤(snshng)的鉴别第96页/共114页第九十六页，共115页。常用发现(fxin)颈淋巴结转移的手段及临床价值第97页/共114页第九十七页，共115页。PET应用于头颈部肿瘤放疗面临的困难头颈部正常(zhngchng)组织（如：唾液腺、咀嚼肌）的生理摄取值较高，使得PET图像的解释变得困难PET图像上缺乏解剖标志，图像融合时参考点的选择困难进行不同扫描时的体位变动引起融合误差第98页/共114页第九十八页，共115页。日本(r bn)北海道大学的前瞻性临床试验 21例病人，12例口咽癌，9例鼻咽癌 所有病人以同一体位固定装置做FDGPET扫描、MRI和CT扫描 比较 GTV/CTV PET/CT/MRI与 GTV/CTV CT/MRI的差异(chy) 5例IMRT，16例3DCRT 放疗量：PET（）区为GTV 65-66Gy PET () 而CT/MRI可疑为CTV 40-50Gy第99页/共114页第九十九页，共115页。结果( ji gu)：89的病人原发灶GTV未改变，1例增加49，1例下降45%第100页/共114页第一百页，共115页。18FDG -PET/MRI fusion for NPC第101页/共114页第一百零一页，共115页。GTV delineation on the interactive MRI/CT planning system.第102页/共114页第一百零二页，共115页。PET检出39个有转移(zhuny)的颈部淋巴结，而CT/MRI检出28个 N0 N1 3例 N1 N2 1例第103页/共114页第一百零三页，共115页。upstaging of N classification by 18FDG-PET/CT fusion第104页/共114页第一百零四页，共115页。对正常(zhngchng)组织的影响15例对侧腮腺旁FDG（）者对侧腮腺得到(d do)很好保护，DVHGy，Gy第105页/共114页第一百零五页，共115页。IMRT based on GTV delineation using 18FDG-PET/MRI fusion for T3N0M0 squamous cell carcinoma of the oropharynx第106页/共114页第一百零六页，共115页。临床随访结果：原位复发（口咽癌T3）2例，颈淋巴结复发（N3）例，同时(tngsh)复发1例（N0）无一例单独的淋巴结复发发生在CTV预防剂量照射区内第107页/共114页第一百零七页，共115页。结论PET对颈淋巴结的分期精确性优于CT/MRIPET/CT/MRI比单用CT/MRI确定的靶区精确PET（）而CT/MRI可疑的病变作为CTV，给予预防剂量照射是安全的，可以更多地保护(boh)腮腺组织第108页/共114页第一百零八页，共115页。放疗后肿瘤残留或复发放疗后肿瘤残留或复发(f f)的早期发现的早期发现第109页/共114页第一百零九页，共115页。现有的临床体检现有的临床体检(tjin)(tjin)和检查手段均难达到早和检查手段均难达到早期目的期目的原因：原因：1 1）病灶常处于粘膜下）病灶常处于粘膜下 2 2）治疗后水肿和）治疗后水肿和/ /或纤维化影响了诊断或纤维化影响了诊断 3 3）放疗后活检对判断肿瘤残留）放疗后活检对判断肿瘤残留/ /复发价值复发价值 存在争论存在争论 4 4）手术切取活检能提高诊断准确性，但）手术切取活检能提高诊断准确性，但 易引发放射损伤出现易引发放射损伤出现第110页/共114页第一百一十页，共115页。PETPET在鉴别头颈肿瘤治疗后肿瘤残留或复发在鉴别头颈肿瘤治疗后肿瘤残留或复发(f f)(f f)中的价值中的价值第111页/共114页第一百一十一页，共115页。 鉴别肿瘤复发或残留鉴别肿瘤复发或残留(cnli)与放射损伤与放射损伤第112页/共114页第一百一十二页，共115页。PET对脑瘤放疗(fn lio)后残留或放射损伤的鉴别第113页/共114页第一百一十三页，共115页。感谢您的观看(gunkn)！第114页/共114页第一百一十四页，共115页。NoImage内容(nirng)总结PET（正电子发射(fsh)体层显像）。18F-FDG-PET的成像原理。目的：正确区分I-IIIa期和IIIb-IV期肿瘤。在同一张图像上同时获得解剖学信息和分子功能信息。肿瘤受体的检测：性激素受体。FES摄取程度变化反映了ER被阻断程度。所有病人以同一体位固定装置做FDGPET扫描、MRI和CT扫描。PET检出39个有转移的颈部淋巴结，而CT/MRI检出28个。感谢您的观看第一百一十五页，共115页。