基于PET/CT选定阈值与基于4D-CT呼气末时相所勾画非小细胞肺癌原发肿瘤靶区相关性分析

目的 探讨基于PET/CT图像选定阈值与基于4D-CT呼气末时相图像所勾画的非小细胞肺癌(NSCLC)原发肿瘤靶区相关性因素。方法 入组NSCLC患者序贯完成3DCT、4D-CT、¹⁸F-FDG PET/CT胸部定位扫描。基于4D-CT呼气末时相(50%)图像勾画原发肿瘤大体肿瘤体积(GTV_50%)。基于PET图像原发肿瘤标准摄取值(SUV)≥2.0、SUV最大值(SUV_max)的20%勾画内大体肿瘤体积(IGTV)分别命名为IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%。分析IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%与GTV_50%的体积比(VR_2.0、VR_20%)及适形指数(CI_2.0、CI_20%)与GTV_50%最大横径、GTV_50%体积大小、GTV头脚方向位移、GTV三维运动矢量及SUV_max的相关性。结果 VR_2.0和GTV_50%最大横径、GTV_50%体积大小、GTV头脚方向位移、GTV三维运动矢量及SUV_max均无相关性(P>0.05);VR_20%和GTV_50%体积大小、GTV_50%最大横径及SUV_max呈负相关(r=-0.663、-0.669、-0.752,P<0.05)。CI_2.0和GTV_50%体积大小、GTV_50%最大横径呈正相关(r=0.613、0.483,P<0.05)。结论 3D PET图像是包含了多个呼吸周期的中位图像,未能包含肿瘤的全部运动信息,基于3D PET/CT图像所构建的靶区不能准确地代表NSCLC的IGTV。     

基于PET-CT与4DCT的NSCLC的PTV比较

目的 比较NSCLC基于FDG PET-CT与4DCT定义的原发肿瘤PTV间位置及体积差异。方法 15例NSCLC患者序贯完成胸部3DCT、4DCT及FDG PET-CT扫描。在4DCT 10个呼吸时相图像上勾画原发肿瘤GTV并融合获得IGTV₁₀。基于PET图像原发肿瘤SUV_max的15%勾画靶区定义为IGTV_PET。分别基于IGTV₁₀、IGTV_PET外扩10 mm得到PTV_4D和PTV_PET。比较PTV_PET与PTV_4D间位置、体积及DI值差异。结果 PTV_PET和PTV_4D中心点位置差异无统计学意义(P=0.589、0.147、0.096)。PTV_PET和PTV_4D体积差异无统计学意义(P=0.156),但5例PTV_PET相对于PTV_4D变化率>20%,10例PTV_PET>PTV_4D,平均增加30%,5例PTV_PET4D,平均减少11%。PTV_4D对PTV_PET的DI平均值为85%,有7%~46%的PTV_PET未能被PTV_4D所覆盖;PTV_PET和PTV_4D间的DI同三维运动矢量无相关性(P=0.134、0.405)。结论 尽管基于FDG PET-CT与基于4DCT所构建NSCLC原发肿瘤PTV中心点位置及体积差异并不显著,但相互DI值所反映的两靶区空间错位明显且这种错位与肿瘤位移大小并无相关性。     

基于PET-CT的SUV值与基于4DCT的EE时相勾画胸段食管癌GTV相关性分析

目的 探讨基于PET-CT图像SUV阈值≥2.0及20%SUV_max与基于4DCT的EE时相图像勾画胸段食管癌原发肿瘤GTV相关性因素。方法 22例胸段食管癌患者序贯完成3DCT、4DCT、FDG PET-CT 胸部定位扫描。基于4DCT的EE时相图像勾画GTV_50%。基于SUV≥2.0、20%SUV_max分别在PET图像上勾画IGTV_PET并分别命名为IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%。获得GTV_50%最大横径、GTV_50%大小、上下方向位移、三维运动矢量和SUV_max。结果 IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%与GTV_50%间体积比与GTV_50%最大横径、GTV_50%大小、上下方向位移、三维运动矢量均无相关性(P=0.055~0.932);IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%与GTV_50%间CI与GTV_50%最大横径、GTV_50%大小、上下方向位移、三维运动矢量均有相关性(P=0.005~0.033);IGTV_PET20%与GTV_50%间体积比、CI与SUV_max均有相关性(P=0.001、0.016)。结论 基于PET-CT图像构建的IGTV并不能客观真实反映肿瘤空间位置变化及运动信息,而且单一数值的SUV阈值选取也是不可靠的。构建食管癌原发肿瘤靶区时应依据4DCT所构建IGTV纠正PET-CT所构建IGTV边界及其位置。     

4D-CT与PET-CT勾画非小细胞肺癌原发肿瘤IGTV的比较研究

目的：比较基于4D-CT 10个呼吸时相所构建非小细胞肺癌（NSCLC）内大体肿瘤体积（IGTV₁₀）与基于¹⁸F-FDG PET-CT不同SUV值勾画所得靶区（IGTV_PET）间体积及位置差异。方法：10例NSCLC患者序贯完成胸部3D-CT、4D-CT增强扫描,并基于相同体位固定方式及定位参数行¹⁸F-FDG PET-CT扫描。在4D-CT 10个呼吸时相图像上勾画原发肿瘤大体肿瘤体积（GTV）并融合获得IGTV₁₀。基于PET图像不同SUV值（≥1.5、≥2.0、≥2.5、≥3.0）、最大SUV值的不同百分比（≥20%、≥25%、≥30%、≥35%、≥40%）及目测法勾画原发肿瘤靶区（IGTV_PET）,比较IGTV_PET与IGTV₁₀靶区间位置、体积大小、包含度（DI）和适形指数（CI）差异。结果：除IGTV_PET1.5外,其余IGTV_PET与IGTV₁₀中心点坐标在上下方向差异均有统计学意义（Z=-2.703~-2.293,P<0.05）。IGTV_PET2.0与IGTV₁₀体积大小最接近,其次是IGTV_PET20%,二者同IGTV₁₀体积比间差异无统计学意义（Z=-0.415,P>0.05）。IGTV₁₀对IGTV_PET1.5的DI高于IGTV₁₀对其余IGTV_PET的DI（Z=-2.803~-2.429,P<0.05）。IGTV_PET2.0与IGTV₁₀的CI最高,高于IGTV_PET35%、IGTV_PET40%、IGTV_PET2.5、IGTV_PET3.0与IGTV₁₀的CI（Z=-2.803~-2.191,P<0.05）。结论：基于PET SUV值≥2.0及SUV_max的百分比≥20%勾画所得的IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%与基于4D-CT 10个时相GTV构建的IGTV₁₀体积大小较为相近,但IGTV_PET2.0、IGTV_PET20%与IGTV₁₀间空间错位较明显,二者均不能代替IGTV₁₀。     

基于4D-CT的最大密度投影图像与基于PET-CT不同SUV值勾画的胸段食管癌原发肿瘤IGTV比较研究

目的 比较基于4D-CT的最大密度投影（MIP）图像与基于¹⁸F-FDG PET-CT不同SUV值勾画的胸段食管癌原发肿瘤靶区间的体积大小、适形指数（CI）和包含度（DI）。方法 15例胸段食管癌患者序贯完成3D-CT、4D-CT、¹⁸F-FDG PET-CT 胸部定位扫描。在4D-CT的MIP图像上勾画食管原发肿瘤的内大体肿瘤体积IGTV_MIP,在PET-CT的PET图像上分别选择不同SUV阈值（≥2.0、2.5、3.0、3.5）、最大SUV值 （SUV_max） 的不同百分比（≥20%、25%、30%、35%、40%）及人工视觉观察勾画食管原发肿瘤靶区。结果 IGTV_PET2.5、IGTV_PET20%、IGTV_PETMAN与IGTV_MIP体积比值最接近于1,分别为0.86、0.88、1.06;IGTV_PET2.0、IGTV_PET2.5、IGTV_PET20%、IGTV_PET25%、IGTV_PETMAN与IGTV_MIP间CI分别为0.55、0.56、0.56、0.54、0.55,均明显大于其他IGTV_PET与IGTV_MIP间的CI 值（Z=-3.408~2.215,P<0.05）。IGTV_PET2.5、IGTV_PET20%、IGTV_PETMAN与IGTV_MIP 相互间DI值分别为0.77、0.82、0.71和0.67、 0.68、0.82,差异均不明显（P >0.05）。结论 基于PET图像SUV阈值2.5、最大SUV值的20%及人工视觉观察3种方法与基于4D-CT的MIP图像所勾画胸段食管癌原发肿瘤靶区体积大小最接近且空间错位相对较小。     

3DCT、4DCT和PET-CT定义的胸段食管癌PTV比较研究

目的 探讨基于PET-CT图像SUV≥2.5、20%或25%SUV_max与基于3DCT、4DCT构建的胸段食管癌PTV位置及体闫积差异性。方法 18例胸段食管癌患者序贯完成3DCT、4DCT、FDG PET-CT 胸部定位扫描。3DCT图像常规外扩获得PTV_3D;PTV_4D通过10个时相靶区融合获得;基于SUV≥2.5、20%或25%SUV_max分别得到IGTV_PET2.5、IGTV_PET20%、IGTV_PET25%,分别将这3个靶区上下方向外扩3.5 cm,左右前后方向外扩1 cm得到PTV_PET2.5、PTV_PET20%、PTV_PET25%。结果 PTV_3D体积显著大于PTV_4D和PTV_PET(P=0.000~0.044),而PTV_PET和PTV_4D相近(P=0.216~0.633)。PTV_3D、PTV_4D相互间DI分别为0.70、0.95,同三维运动矢量呈负相关(P=0.039)。PTV_PET2.5、PTV_PET20%、PTV_PET25%相互间DI分别为0.74、0.72、0.78、0.73、0.77、0.70,同三维运动矢量无相关性(P=0.150~0.822)。PTV_3D、PTV_PET间相互DI分别为0.86、0.84、0.88、0.63、0.67、0.59。结论 由于各自所包含的靶区信息差异等原因,基于3DCT、4DCT及PET-CT构建的胸段食管癌PTV在空间上很难达到完全重合。利用自由呼吸状态下PET扫描图像来构建胸段食管癌PTV尚需慎重。     

4DCT MIP图像与FDG PET-CT不同SUV阈值勾画NSCLC IGTV的比较研究

目的 比较NSCLC基于4DCT MIP图像与FDG PET-CT不同SUV阈值勾画所得靶区间体积及位置差异。方法 10例NSCLC患者序贯完成胸部3DCT、4DCT增强扫描并基于相同体位固定方式及定位参数行FDG PET-CT扫描。在4DCT MIP图像上勾画IGTV_MIP,分别基于PET图像9种不同阈值自动勾画及手动勾画10种IGTV_PET(IGTV_PET2.0、IGTV_PET2.5、IGTV_PET3.0、IGTV_PET3.5、IGTV_PET20%、IGTV_PET25%、IGTV_PET30%、IGTV_PET35%、IGTV_PET40%、IGTV_PETman)。配对t检验比较IGTV_PET与IGTV_MIP靶区位置、体积、包含度及匹配指数差异。 结果 10种 IGTV_PET与IGTV_MIP 中心点坐标仅在z轴差异有统计学意义(P=0.014~ 0.044)。IGTV_{PET2.0 及IGTVPET20% 与IGTVMIP体积大小最接近,体积比分别为1.02和1.06(P= 0.806)。IGTVPET2.0与IGTVMIP 及IGTVPET25%与IGTVMIP 的匹配指数最高,分别为0.46和0.45(P=0.603 )。IGTVMIP 对IGTV PET20% 及IGTVPET2.0 的包含度最高,分别为0.61 和0.61 (P=0.963 )。 结论 基于PET SUV值2.0及最大值的20%勾画的IGTVPET 与基于4DCT MIP图像构建的IGTVMIP 体积大小最接近、空间错位也相对较少,但就空间位置而言,两者均不能替代IGTVMIP 。基于PETCT勾画NSCLC原发肿瘤靶区时,选择合适的SUV值的同时要参照4DCT进行靶区位置校正。}     

4DCT全时相与PET-CT不同SUV阈值勾画胸段食管癌IGTV的比较研究

目的 比较基于4DCT 10个时相与基于PET-CT不同SUV值勾画的IGTV的大小和CI、DI值。方法 15例胸段食管癌患者序贯完成3DCT、4DCT、FDG PET-CT 胸部定位扫描。在4DCT各时相图像上分别勾画IGTV并融合获得IGTV₁₀。基于不同SUV值(≥2.0、2.5、3.0、3.5)及 SUV_max的不同百分比(≥20%、25%、30%、35%、40%)分别在PET图像上勾画IGTV_PET2.0、IGTV_PET2.5、IGTV_PET3.0、IGTV_PET3.5、IGTV_PET20%、IGTV_PET25%、IGTV_PET30%、IGTV_PET35%、IGTV_PET40%。两两比较采用配对t检验,靶区中心间距与CI、DI值相关性采用Pearson法分析。结果 IGTV_PET2.5、IGTV_PET20%与IGTV₁₀体积相近(体积比0.92、1.08,P=0.985、0.886),IGTV_PET2.0、IGTV_PET2.5、IGTV_PET20%与IGTV₁₀间CI值也相近(0.53、0.52、0.53,P=0.432,1.00,0.414),但三者均明显大于其他6个IGTV_PET与IGTV₁₀间的CI值(0.33~0.50,P=0.000~0.047)。IGTV_PET2.5对IGTV₁₀的DI (0.74)与IGTV_PET20%对IGTV₁₀的DI (0.72)也相近(P=0.542),IGTV₁₀对IGTV_PET2.5的DI (0.67)与IGTV₁₀对IGTV_PET20%的DI也相近(P=0.539)。结论 SUV阈值为2.5及最大值的20%时,基于PET-CT勾画的IGTV_PET与基于4DCT 10个时相构建的IGTV₁₀体积大小接近且空间错位程度相对较小。     

PET-CT和4DCT结合定义非小细胞肺癌内生物靶区的放疗计划剂量学研究

目的 比较基于PET-CT与4DCT所构建非小细胞肺癌（NSCLC）原发肿瘤内生物靶区（IBTV）与生物靶区（BTV）、内靶区（ITV）体积差异,并分析IBTV应用于放疗计划的可行性。方法 15例NSCLC患者序贯完成3DCT、4DCT、¹⁸氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）PET-CT胸部定位扫描。基于4DCT 10个呼吸时相图像勾画原发肿瘤大体肿瘤体积（GTV）并融合获得ITV。基于PET图像标准摄取值（SUV）≥ 2.0阈值勾画原发肿瘤靶区并定义为BTV。以ITV和BTV融合构建内生物靶区（IBTV）,比较IBTV与ITV、BTV体积差异及空间匹配。比较基于IBTV与ITV、BTV放疗计划的剂量学参数差异。结果以中位数（四分位间距）表示。结果 ITV、BTV比较差异无统计学意义（P>0.05）,而IBTV与ITV、BTV三者间差异有统计学意义（F=22.533,P<0.05）。要包括>95%体积的IBTV,基于BTV需要外扩9.0（6.0,12.0）mm,基于ITV需要外扩10.00（7.0,12.0）mm,两者差异无统计学意义（P>0.05）。BTV与ITV的戴斯相似性系数（DSC）为0.72（0.54,0.79）。基于计划生物靶区（PBTV）或者计划内靶区（PITV）制定的调强放疗计划,仅能保证85.6%（80.5%,91.2%）的PITV或者80.2%（74.4%,87.6%）的PBTV体积达到处方剂量,而且均匀性指数（HI）和适形度指数（CI）均不理想。结论 基于PET-CT或者4DCT的放疗计划,难以保证依据ITV或者BTV外扩得到的PTV的合理剂量分布,建议参考IBTV定义PTV和制定放疗计划。