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。     

基于3D-CT、4D-CT和锥形束CT定义的非小细胞肺癌内靶区比较

目的 比较基于三维CT（3D-CT）、四维CT（4D-CT）和锥形束CT（CBCT）图像定义的非小细胞肺癌（NSCLC）内靶区（ITV）位置和体积差异。方法 31例周围型NSCLC患者,完成胸部3D-CT和4D-CT定位扫描,放疗首次拍摄CBCT。在3D-CT、4D-CT最大密度投影（MIP）、CBCT图像上勾画大体肿瘤靶区（GTV）,定义GTV到临床靶区（CTV）的外扩边界为7 mm,获得CTV_3D、ITV_MIP 和ITV_CBCT。基于CTV_3D在左右、前后方向外扩5 mm,头脚方向外扩5 mm得到ITV_{5 mm}、外扩10 mm得到ITV_{10 mm}。比较靶区间位置、体积、相似度和相互包含关系差异。结果 肺上叶组中,ITV_{10 mm}、ITV_{5 mm}、ITV_MIP 和ITV_CBCT的中位比值分别为2.33、1.88和1.03,中下叶组的分别为2.13、1.76和1.10,两组间差异均无统计学意义。全组ITV_MIP 与ITV_CBCT间相似度的中位数为0.83,大于ITV_{10 mm} 与ITV_CBCT间（0.60）和ITV_5mm 与ITV_CBCT间的相似度（0.66）（Z=-4.86、-4.86,P<0.05）。全组ITV_CBCT未被ITV_{10 mm}、ITV_{5 mm}、ITV_MIP 包含比例的中位数分别为0.10%、1.63%和15.21%,而ITV_{10 mm}、ITV_{5 mm}、ITV_MIP未被ITV_CBCT包含的比例分别为57.08%、48.89%和20.04%。肺上叶组和中下叶组ITV_CBCT未被ITV_{5 mm}包含比例的中位数为1.24%和5.8%,两组差异无统计学意义。结论 基于4D-CT定义的个体化ITV不能有效地包含基于CBCT定义的在线ITV,利用源于4D-CT的ITV制定放疗计划,可能导致脱靶。基于常规3D-CT均匀外扩定义的ITV能够较好包含源于CBCT的ITV,但体积远远大于后者。     

基于3D-CT与4D-CT定义的非小细胞肺癌计划靶区比较

目的 探讨基于3D-CT轴位扫描所定义的计划靶区(PTVvector)与基于4D-CT定义的计划靶区(PTV4D)的位置和体积差异.方法 适合三维适形放疗(3D-CRT)的非小细胞肺癌(NSCLC)患者共28例,其中,16例肿瘤位于肺上叶为肺上叶组,12例肿瘤位于肺中下叶为肺中下叶组,均于同次CT模拟定位时序贯完成胸部常规3D-CT轴位扫描和4D-CT扫描.基于3D-CT图像GTV及其运动矢量定义PTVvector:GTV外扩7 mm形成CTV,在CTV基础上依据4D-CT测得的肿瘤三维运动矢量均匀外扩形成ITVvector,然后再外扩3 mm,形成PTVvector;基于4D-CT图像各时相GTV融合定义PTV4D:10个时相的GTV分别外扩7 mm形成各时相的CTV,10个时相的CTV融合形成ITV4D,ITV4D外扩3 mm形成PTV4D.对比PTVvector和PTV4D靶区位置、体积及包含度差异,分析三维运动矢量和相关参数的相关性.结果 肺上叶和肺中下叶两组肿瘤中心三维运动矢量中位数分别为2.8和7,0 mm,差异有统计学意义(z=-3.485,P<0.05).肺上叶组PTVvector和PTV4D中心点坐标仅在x轴上差异有统计学意义(z=-2.010,P<0.05),肺中下叶组两靶区中心点坐标仅在;轴上差异有统计学意义(z=-2.136,P<0.05).肺上叶组PTV4D与PTVvector比值的中位数为0.75,肺中下叶组为0.52,两比值与肿瘤三维运动矢量的相关性差异均有统计学意义(r=-0.638、-0.850,P<0.05).PTVvector与PTV4D彼此间包含度的中位数分别为66.39%和99.55%,两者与肿瘤的三维运动矢量相关性差异有统计学意义(r=-0.814、0.613,P<0.05).结论 基于4D-CT定义的PTV4D明显小于基于3D-CT定义的PTVvector,两者的比值及相互包含度均与肿瘤三维运动矢量显著相关.     

基于3D-CT与4D-CT定义的非小细胞肺癌计划靶区比较

目的 探讨基于3D-CT轴位扫描所定义的计划靶区(PTVvector)与基于4D-CT定义的计划靶区(PTV4D)的位置和体积差异.方法 适合三维适形放疗(3D-CRT)的非小细胞肺癌(NSCLC)患者共28例,其中,16例肿瘤位于肺上叶为肺上叶组,12例肿瘤位于肺中下叶为肺中下叶组,均于同次CT模拟定位时序贯完成胸部常规3D-CT轴位扫描和4D-CT扫描.基于3D-CT图像GTV及其运动矢量定义PTVvector:GTV外扩7 mm形成CTV,在CTV基础上依据4D-CT测得的肿瘤三维运动矢量均匀外扩形成ITVvector,然后再外扩3 mm,形成PTVvector;基于4D-CT图像各时相GTV融合定义PTV4D:10个时相的GTV分别外扩7 mm形成各时相的CTV,10个时相的CTV融合形成ITV4D,ITV4D外扩3 mm形成PTV4D.对比PTVvector和PTV4D靶区位置、体积及包含度差异,分析三维运动矢量和相关参数的相关性.结果 肺上叶和肺中下叶两组肿瘤中心三维运动矢量中位数分别为2.8和7,0 mm,差异有统计学意义(z=-3.485,P<0.05).肺上叶组PTVvector和PTV4D中心点坐标仅在x轴上差异有统计学意义(z=-2.010,P<0.05),肺中下叶组两靶区中心点坐标仅在;轴上差异有统计学意义(z=-2.136,P<0.05).肺上叶组PTV4D与PTVvector比值的中位数为0.75,肺中下叶组为0.52,两比值与肿瘤三维运动矢量的相关性差异均有统计学意义(r=-0.638、-0.850,P<0.05).PTVvector与PTV4D彼此间包含度的中位数分别为66.39%和99.55%,两者与肿瘤的三维运动矢量相关性差异有统计学意义(r=-0.814、0.613,P<0.05).结论 基于4D-CT定义的PTV4D明显小于基于3D-CT定义的PTVvector,两者的比值及相互包含度均与肿瘤三维运动矢量显著相关.

Abstract：

Objecttve To compare the positional and volumetric differences of planning target volumes(PTVs)based on axial three-dimensional CT(3D-CT)and four-dimensional CT(4D-CT)for the primary tumor of non-small cell lung cancer(NSCLC).Methods Sixteen NSCLC patients with lesions located in the upper lobe and 12 patients with lesions in middle and lower lobes,totally 28 patients, initially underwent three-dimensional CT scans followed by 4D-CT scans of the thorax under normal free breathing.PTVvector was defined on gross tumor volume (GTV) contoured on 3D-CT and its motion vector. The clinical target volumes(CTVs)were created by adding 7 mm to GTVs,then, internal target volume (ITVs)were produced by enlarging CTVs isotropically based on the individually measured amount of motion in the 4D-CT,lastly,PTVs were created by adding 3 mm setup margin to ITVs. PTV4D was defined on the fusion of CTVs on all phases of the 4D data.The CTV wag generated by adding7 mm to the GTV on each phase.then,PIVs were produced by fusing CTVs on 10 phases and adding 3 mm setup margin.The position of the target center,the volume of target and the degree of inclusion(DI)were compared reciprocally between the PTVvector and the PTV 4D The difference of the position,volume and degree of inclusion of the targets between PTVvecter and PTV4D were compared,and the relevance between the relative characters of the targets and the three-dimensional vector was analyzed based on the groups of the patients. Results The median of the 3 D motion vector for the lesions in the upper lobe was 2.8 mm, significantly lower than that for the lesions in the middle and lower lobe ( 7.0 mm, z = - 3. 485, P < 0. 05 ). In the upper lobe group there was only significant spatial difference between the PTVvector and PTV4D targets in the center coordinate at the x axe (z = -2. 010, P < 0. 05 ), while in the middle and lower lobes there was only significant spatial difference between the PTVvector and PTV4D targets in the center coordinates at the z axe (z = -2. 136,P <0.05). The median of ratio of PTV4D and PTVvector, of the upper lobe group was 0. 75, significantly higher than that of the middle and lower lobes group (0. 52, z = - 2. 949, P < 0. 05 ).A significant correlation was found for the motion vector and the ratio of PTV and PTV4D in both groups ( r = - 0. 638, - 0. 850, P < 0. 05 ). For all patients, the median of D[ of PTV4D in PTVvector was 66. 39% ,while the median of DI of PTVvector, in PTV4D was 99. 55% , both showed a positive significant correlation with the motion vector (r = -0. 814,0. 613 ,P < 0. 05). Conclusions PTV4D defined based on 4D-CT simulation images is obviously less than PTV defined based on 3D-CT simulation images. The ratio and DI of both targets are related with the three-dimensional motion vector of the tumor.     

大体肿瘤靶体积/肺体积预测Ⅲ期非小细胞肺癌根治性放疗后放射性肺炎的发生风险

目的 分析接受根治性放疗的Ⅲ期非小细胞肺癌患者放射性肺炎(radiation pneumonitis, RP)发生相关的临床、剂量学因素。方法 回顾性分析北京大学肿瘤医院放疗科2013年1月至2014年12月收治的126例接受胸部根治性放疗的Ⅲ期非小细胞肺癌患者,统计性别、年龄、病理类型、肿瘤位置、糖尿病史、高血压病史、吸烟史、治疗开始季节、治疗前体力状况(采用美国东部肿瘤协作组ECOG评分)、放疗前化疗方案、同步化疗方案、放射性肺炎分级等临床因素,以及GTV体积、肺体积(lung volume, LV)、全肺V₅、V₁₀、V₂₀、V₃₀、平均肺剂量(MLD)等剂量学参数。对各因素与2级以上放射性肺炎(RP≥2)进行相关性分析。结果 126例患者中发生≥2级放射性肺炎者31例,占24.6%。单因素分析显示,年龄、治疗前ECOG评分、同步化疗方案、GTV/LV比值与≥2级RP具有相关性(R=0.157~0.222,P<0.05);多因素分析显示,年龄、同步化疗方案、GTV/LV比值与≥2级RP发生显著相关(Wald=4.754、6.422和14.79,P<0.05)。结论 Ⅲ期非小细胞肺癌患者接受胸部根治性放疗时,年龄增加和GTV/LV比值≥3.2%是≥2级RP发生的危险因素;同步使用单药小剂量紫杉醇也可能导致放射性肺炎发生危险增加。     

18F-FLT PET/CT显像在非小细胞肺癌放疗靶区勾画中的作用

目前临床大多以CT检查结果为常规放疗靶区勾画的依据.NSCLC合并肺不张、胸腔积液或阻塞性肺炎时,CT上较难判断肿瘤真实边界,不同医师勾画的GTV存在较大差异.18^F-FDG PET显像越来越多地被用于指导放疗靶区的勾画,不过其在肿瘤诊断中存在一定的假阳性或假阴性[4].18^F-FLT能反映肿瘤细胞增殖状态,较18^F-FDG有更高的特异性.笔者观察了14例NSCLC患者的18F-FDG和18^F-FLT PET/CT显像结果与CT检查结果对诊断分期和GTV勾画的影响,探讨18F-FLT在NSCLC放射治疗计划制定中的作用.     

PET/CT在非小细胞肺癌分期中的应用

非小细胞肺癌（NSCLC）分期对治疗方法的选择及判断预后具有重要价值。传统的方法主要是CT及MRI，近年由于PET的出现，特别是PET／CT的应用，实现了分子影像与解剖影像的有机融合，使疾病的诊断从宏观解剖结构深入到微观细胞分子水平，可对病灶进行精确的定性、定位、定期和定量。     

非小细胞肺癌手术前后相关肿瘤标志物变化及与预后的相关性分析

目的观察非小细胞肺癌患者手术前后血清CEA、CA125、CYFRA21-1的变化及与手术治疗效果的关系。方法手术前、后常规采集确诊为非小细胞肺癌(NSCLC)的57例患者血清标本,采用电化学发光免疫分析方法检测血清中CEA、CA125、CYFRA21-1的表达情况,评估其变化,并随访2年。结果 57例NSCLC患者中,术前血清肿瘤标志物增高者37例(64.9%),血清CEA、CA125、CYFRA21-1增高率分别为40.4%、33.3%及45.6%;Ⅰa期NSCLC分别为0%0、%和0%,Ⅰb期NSCLC分别为25%、12.5%和12.5%;Ⅱa期NSCLC分别为35.7%、28.6%和57.1%,Ⅱb期NSCLC分别为55.6%、44.4%和55.6%;Ⅲa期NSCLC分别为55.0%、50.0%和60.0%。手术后,NSCLC血清CEA、CA125、CYFRA21-1降低或降至正常值分别为78.3%、57.9%、76.9%。术后NSCLC血清肿瘤指标较术前增高的患者2年生存率为63.2%,术前增高术后降低或降至正常的患者术后2年生存率为76.3%。结论手术前后血清肿瘤标志物变化与手术治疗效果有关;术后肿瘤标志物明显降低者,患者预后较好。     

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。     

PET/CT MTVwb与临床TNM分期对非小细胞肺癌患者预后的评估价值比较

目的探讨正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)全身肿瘤代谢容积(MTVwb)和TNM分期对非小细胞肺癌(NSCLC)患者预后的评估价值。方法收集本院85例NSCLC患者的临床资料,均行PET/CT扫描,采用半自动方法测量MTVwb,分别采用生存分析和Cox比例风险回归模型评价MTVwb和TNM分期对患者预后的影响。结果NSCLC患者经PET/CT扫描后测量MTVwb为3.12~37.06cm 3,平均为(16.04±1.14)cm 3,中位数为17.13cm 3。截止至末次随访时间,患者生存时间为1~40个月,平均(9.78±2.25)个月,中位生存时间为5.25个月。85例患者随访1、2、3年总生存率分别为48.24%、37.65%、28.24%。不同性别和年龄的患者3年总生存率比较,均无明显差异(P>0.05)。不同TNM分期的患者3年总生存率比较,存在明显差异(P<0.05);随着TNM分期的提高,患者3年总生存率明显降低(P<0.05)。以MTVwb的中位数为临界值,提示MTVwb<17.13cm 3的NSCLC患者3年总生存率明显高于MTVwb≥17.13cm 3者(P<0.05)。经Cox比例风险回归分析发现,MTVwb是影响NSCLC患者预后状况的独立预测因子(P<0.01),而性别、年龄和TNM分期均未显示出统计学意义(P>0.05)。结论与TNM分期系统相比,PET/CT MTVwb可更好地预测NSCLC患者的预后状况,可能是评价患者生存结局的独立预测因子。     

FDG PET imaging for grading and prediction of outcome in chondrosarcoma patients

The aims of this study were to assess the potential of fluorine-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG PET) for tumor grading in chondrosarcoma patients and to evaluate the role of standardized uptake value (SUV) as a parameter for prediction of patient outcome. FDG PET imaging was performed in 31 patients with chondrosarcoma prior to therapy. SUV was calculated for each tumor and correlated to tumor grade and size, and to patient outcome in terms of local relapse or metastatic disease with a mean follow-up period of 48 months. Chondrosarcomas were detectable in all patients. Tumor SUV was 3.38±1.61 for grade I (n=15), 5.44±3.06 for grade II (n=13), and 7.10±2.61 for grade III (n=3). Significant differences were found between patients with and without disease progression: SUV was 6.42±2.70 (n=10) in patients developing recurrent or metastatic disease compared with 3.74±2.22 in patients without relapse (P=0.015). Using a cut-off of 4 for SUV, sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values for a relapse were 90%, 76%, 64%, and 94%, respectively. Combining tumor grade and SUV, these parameters improved to 90%, 95%, 90%, and 95%, respectively. Pretherapeutic tumor SUV obtained by FDG PET imaging was a useful parameter for tumor grading and prediction of outcome in chondrosarcoma patients. The combination of SUV and histopathologic tumor grade further improved prediction of outcome substantially, allowing identification of patients at high risk for local relapse or metastatic disease.     

PET-CT在非小细胞肺癌中的应用

PET-CT实现了功能影像和结构影像的同机图像融合,诊断灵敏度及准确性好,对淋巴结分期准确,可以鉴别病灶的良恶性以及判断治疗后残存肿瘤的活力,使肺癌诊断的定性、定位、定量及定期更准确。本文综述PET-CT在非小细胞肺癌患者诊断和分期、疗效观察、治疗决策及放疗计划制订中的应用及存在的问题。     

Is standardised 18F-FDG uptake value an outcome predictor in patients with stage III non-small cell lung cancer?

Purpose Recent studies have demonstrated the relevance of ¹⁸F-FDG uptake as an independent prognostic factor for recurrence of operable non-small cell lung cancer (NSCLC). This corresponds with the experimental finding that FDG uptake correlates with the proliferative activity of tumour cells (Higashi et al., J Nucl Med 2000;41:85-92). On the basis of these observations, we studied the influence of FDG uptake on prognosis and occurrence of distant metastases in patients with advanced NSCLC.Methods One hundred and fifty-nine patients with NSCLC of UICC stage IIIA or IIIB were included in the study. In all patients, neoadjuvant treatment was planned to achieve operability. FDG PET was performed as an additional staging procedure prior to the initiation of therapy. Clinical outcome data in terms of overall survival, disease-free survival and incidence of distant metastases could be obtained for 137 patients and were correlated with the average standardised uptake value of the tumour (SUV_avg). Furthermore, other factors influencing SUV_avg and patient outcome (histological tumour type, grading, UICC stage, tumour size) were analysed.Results SUV_avg was significantly influenced by tumour histology, UICC stage and tumour size. No significant difference could be shown for grading. In 38 out of the 159 patients (24%), FDG PET revealed previously unsuspected distant metastases. The incidence of distant metastases significantly correlated with SUV_avg. Overall survival tended to decrease with increasing SUV_avg; however, significance was only reached when a cut-off of 12.0 was applied (p=0.05).Conclusion FDG uptake is an independent prognostic factor in patients with UICC stage III NSCLC, although less distinctively so than has been reported for stage I/II tumours.An erratum to this article can be found at