18F-FDG PET/CT分子影像在鼻咽癌放射治疗中应用的前瞻性临床研究

摘要

第一章18F-FDG PET/CT在鼻咽癌临床分期中的应用
　　 目的:比较鼻咽癌患者应用18F-FDG PET/CT分期与常规头颈部CT/MRI分期的差异,探讨18F-FDG PET/CT在鼻咽癌分期中的作用,以及对临床治疗决策的指导意义。
　　 方法:62例病理确诊的鼻咽癌初治患者按前瞻性设计的研究方案入组,治疗前依据常规体检、头颈部CT或/和MRI检查等进行AJCC分期(第6版);然后行18F-FDG PET/CT检查后再次分期,以治疗后临床疗效和随访6个月以上的结果分析18F-FDG PET/CT对T、N分期的影响。以一致性度量Kappa值进行一致性检验。
　　 结果:18F-FDG PET/CT检测到1例第二原发肿瘤,4例远处转移,另有1例在放疗50Gy时发现远处转移。常规CT/MRI分期与18F-FDG PET/CT分期中T分期5例(8.1％)不同,N分期19例(30.6％)不同;18F-FDG PET/CT较CT/MRI的优势在于检测出颅底和上颌窦骨质的早期微侵润以及对最短径＜1cm的颈部淋巴结的定性;18F-FDG PET/CT咽后淋巴结检出率54.8％(34/62);与43例同时有MRI的病例比较,PET/CT检出咽后淋巴结的灵敏度、特异性和准确率分别为94.4％,80％和86％。然而,PET/CT在T、N分期中诊断的不正确率分别为3.2％(2/62)、8.1％(5/62)。18F-FDG PET/CT分期与实际的T,N,TNM分期结果的相符程度都达96.8％。
　　 结论:18F-FDG PET/CT检查较常规CT/MRI检查提高了鼻咽癌T/N分期的准确性,尤其在N分期方面,PET/CT对于较小的淋巴结定性有一定优势,PET/CT能较好地显示咽后淋巴结;改变了19.4％(12/62)患者的治疗方案或具体实施过程。18F-FDG PET/CT应成为鼻咽癌常规分期方法的一部分。
　　 第二章18F-FDG PET/CT的代谢定量参数与鼻咽癌临床分期和病理类型的关系
　　 目的:探讨18F-FDG PET/CT的代谢定量参数与初治鼻咽癌患者的临床分期和病理类型的关系。
　　 方法:自2009年3月至2010年lO月,病理确诊为鼻咽癌AJCC分期Ⅰ-Ⅳc期的初治的连续的67例患者按前瞻性设计的研究方案,每例患者治疗前1周内查18F-FDG PET/CT。分析代谢定量参数最大标准化摄取值(maximum standardizeduptake value:SUVmax in primary tumor,SUVmax-P:SUVmax in cervicalmetastasis lymph nodes,SUVmax-N)、肿瘤代谢体积(metabolic tumor volume,MTV:MTV in primary tumor,MTV-P:MTV in cervical metastasis lymph nodes,MTV-N)、病灶总葡萄糖代谢活性(total lesion glycolysis,TLG:TLG in primarytumor,TLG-P:TLG in cervical metastasis lymph nodes,TLG-N)与病理类型和AJCC(American Joint Commission on Cancer)TNM(tumor-node-metastases)分期的关系。
　　 结果:67例患者中57例有颈部淋巴结转移(85.1％);在原发灶肿瘤部位,26例病理ⅡA型患者SUVmax(SUVmax-P)平均值为9.3±4.0(中位值9.6),40例ⅡB型患者的SUVmax-P为12.7±6.4(中位值11.6);在淋巴结部位,24例病理ⅡA型患者的SUVmax(SUVmax-N)为8.0±5.9(中位值5.9),32例ⅡB型SUVmax-N平均值为10.9±7.5(中位值9.2);病理亚型ⅡB的SUVmax-P、SUVmax-N均高于ⅡA型(P=0.030和P=0.031);然而,2种病理亚型在MTV-P,MTV-N,TLG-P,TLG-N上差异无统计学意义。
　　 根据AJCC2002进行TNM分期,不同T分期,SUVmax-P没有明显区别,然而MTV-P(P=0.001)、TLG-P(P=0.012)存在差异,随着T分期的升高而增大,非参数Kruskal Wallis检验均有统计学意义;SUVmax-P与MTV-P显著相关(r=0.465,P＜0.001)。
　　 N分期中,SUVmax-N(P=0.001)、MTV-N(P=0.001)、TLG-N(P＜0.001)在不同N分期之间的差异具有统计学意义,亦随着分期的升高而增大。
　　 TNM分期中,Ⅰ期至Ⅳc期之间MTV-P(P=0.030)、SUVmax-N(P=0.007)、MTV-N(P=0.004)、TLG-N(P=0.002),在不同AJCC TNM分期中差异亦有统计学意义。
　　 结论:18F-FDG PET/CT的SUVmax-P、SUVmax-N与鼻咽癌病理分化程度有关,分化越差的SUVmax越高;MTV-P、TLG-P随着T分期的上升而增大,SUVmax-N、MTV-N、TLG-N亦随着N分期的升高而增大,MTV-P、SUVmax-N、MTV-N、TLG-N在不同TNM分期也不同。18F-FDG PET/CT有助于从分子生物学角度分析鼻咽癌临床特点。建议将18F-FDG PET/CT的代谢定量参数加入AJCC分期和WIIO病理分型系统,将更有利于临床治疗决策的判断。
　　 第三章18F-FDG PET/CT与MRI在鼻咽癌原发灶靶区勾画中的对比研究
　　 目的:对比研究18F-FDG PET/CT不同勾画方法之间及与MRI显示鼻咽原发灶肿瘤靶区的差异,探讨18F-FDG PET/CT勾画鼻咽癌原发灶肿痛大体体积(GTV,gross target volume)的可行性。
　　 方法:74例初治鼻咽癌患者有50例治疗前均进行MRI检奄、18F-FDG PET/CT检查。将MRI图像按照DICOM协议传送到放射治疗计划工作站(Varian Elipse);分别勾画MRI图像上的鼻咽肿瘤靶区(定义为GTV-MR);在18F-FDG PET/CT上分别勾画以下4种原发灶GTV:1、GTV-PETvis(PET-based GTVs obtained by visualinterpretation):目测法手动勾画大于本底的鼻咽部大体肿瘤靶区。2、GTV-PET30:以30％SUVmax为阈值勾画的鼻咽部大体肿瘤靶区;3、GTV-PET40:以40％SUVmax为阈值勾画的鼻咽部大体肿瘤靶区:4、GTV-PET50:以50％SUVmax为阈值勾画的鼻咽部大体肿瘤靶区。采用Wilcoxon检验比较GTV-PET和GTV-MR之间的差异;比较GTV-PETvis与30％、40％、50％的SUVmax阈值勾画体积的差异;比较不同T分期中勾画体积的差异。同时,为了观察不同医师或物理师之间勾画靶区的差异,我们选择了6例在PET/CT上定位的同时在1周内已行鼻咽MRI检查的T2(2例)、T3(1例)、T4(3例)鼻咽癌患者,由2名医师、1名物理师分别勾画GTV-MR(6)和GTV-PETvis(6),计算中位值和2种勾画方法的体积的比值CI。
　　 结果:74例患者中,T1期患者9例,T2期36例,T3期10例,T4期19例。MRI和18F-FDG PET/CT不同方法勾画鼻咽原发灶GTV的体积:GTV-MR、GTV-PETvis、GTV-PET30、GTV-PET40、GTV-PET50的中位值由大到小排列依次为:GTV-MR(17.9cm2)＞GTV-PET30(14.5 cm2)＞GTV-PETvis(10.5 cm3)＞GTV-PET40(9.2 cm3)＞GTV-PET50(6.0 cm1);并且,随着T分期的增加,各种方法勾画的靶区体积均逐渐增加,除了GTV-PETvis与GTV-PET30体积大小之间差异无统计学意义外,其余P值均小于0.01;T1-2(45例)和T3-4患者(29例)之间不同方法勾画的GTV体积由大到小顺序均与上述一致,仅T1-2期患者中,GTV-PETvis与GTV-PET30、GTV-PET40之间,体积比较均无统计学意义。同时,三位观察者之间勾画的GTV-MR及GTV-PETvis的体积均无明显不同。
　　 结论:应用18F-FDG PET/CT目测法勾画的GTV-PETvis或按SUVmax百分数的阈值自动勾画的GTV-PET30、GTV-PET40、GTV-PET50均小于GTV-MR;在不同观察者勾画的体积也同样体现这种差别且不同勾画者之间保持一致性;自动勾画法生成的GTV-PET30与手动勾画法GTV-PETvis之间体秋无明显差异。18F-FDG PET/CT目测法或以30％SUVmax为阈值自动勾画的鼻咽肿瘤靶区,可能实现缩小GTV的范围,保证生物代谢肿瘤体积受足够剂量照射的同时不增加周围正常组织受照量,提高肿瘤治疗增益比。
　　 第四章18F-FDG PET/CT早期预测鼻咽癌患者放疗疗效的价值
　　 目的:探讨18F-FDG PET/CT SUV值在放疗或放化疗过程中的动态变化,分析其与鼻咽痛患者临床指标、近期疗效、预后的关系,探讨18F-FDG PET/CT早期预测疗效的价值。
　　 方法:62例鼻咽癌患者治疗前、放疗50Gy时、放疗结束时以及放疗后1个月分别行18F-FDG PET/CT检查,测量感兴趣区(region of interest,ROI)的18F-FDG摄取值(标准摄取值SUVmax和SUVmean),ROI的边缘定义为目测法的范围。记录治疗前原发灶和颈部转移淋巴结SUVmax-P、MTV-P、TLG-P、SUVmax-N、MTV-N、TLG-N等。放疗50Gy时的SUVmax下降率A SUVmax的计算公式为:[(放疗前SUVmax-50Gy时SUVmax)/放疗前SUVmax]×100％。评价代谢疗效和临床疗效。随访至2011年5月31日,根据随访结果评价18F-FDG PET/CT预测无远处转移生存率的价值。
　　 结果:62例患者100％随访,中位随访时间17.9月(6.2月-26.8月):无病生存时间16.9月(2.6月-26.8月)。鼻咽病灶和颈部转移淋巴结的SUVmax在放疗中均呈下降趋势,放疗50Gy时即呈显著下降(P＜0.001)。在鼻咽原发灶中,放疗50Gy时,37例病理为WHOⅡB型的SUVmax下降率高于24例病理为ⅡA型组(P=0.029)。放疗后代谢完全缓解组治疗前原发灶SUV max-P低于代谢部分缓解组(P=0.001)。单因素分析,结果显示,SUVmax-N＞15或MTV-N＞9cm3或TLG-N＞60为影响远处转移的因素(P＜0.01)。Cox回归多因素分析显示:影响远处转移的独立危险因素为颈部淋巴结的治疗前SUVmax-N(P=0.001)和TNM分期(P=0.036)。
　　 结论:鼻咽癌患者放疗过程中,病灶的SUVmax显著下降,放疗结束时已趋近2.5,放射性粘膜炎症反应似末明显影响SUVmax;病理非角化性癌中,WHOⅡB型组与WHOⅡA型这两种病理业型的放疗生物响应不同;治疗前SUVmax-P与放疗后代谢疗效相关;治疗前SUVmax-N是影响远处转移的独立预后凶素:18F-FDGPET/CT早期评价鼻咽癌放疗生物学响应和预测疗效是可能的。
　　 第五章18F-FLT PET/CT和18F-FDG PET/CT在鼻咽癌应用的对比研究
　　 目的:通过与18F-FDG PET/CT显像对比,探讨18F-fluoro-thymidine(18F-FLT)PET/CT检测鼻咽原发灶和颈部淋巴结转移灶的可行性。
　　 方法:12例初治病理确诊的年龄大于18岁的鼻咽痛患者自愿入组,签署知情同意书,先行18F-FDG PET/CT检查后,第2天行18F-FLT PET/CT检查。评价18F-FLT示踪剂在人体内的分布,并采用感兴趣区(ROI)技术计算鼻咽肿瘤、颈部淋巴结转移灶、正常组织对18F-FDG、18F-FLT摄取比值。采用非参数的wilcoxon检验进行统计学计算。
　　 结果:12例鼻咽癌患者的病灶均明显摄取18F-FLT,诊断效能与18F-FDG一致。18F-FDG和18F-FLT分别作为PET的示踪剂时,鼻咽癌病灶的SUVmax和SUVmean在二者组间都具有显著性差异(P值分别为0.01和0.02),而肿瘤代谢体积(MTV)在两种示踪剂之间的差异没有显著性;在颈部转移淋巴结患者的SUVmax,SUVmean和肿瘤代谢体积两种示踪剂之间差异都无显著性;18F-FLT在正常组织中,造血骨髓显像明显,摄取值较18F-FDG的高;而18F-FLT在脑组织摄取明显低于18F-FDG。
　　 结论:18F-FLT PET/CT具有潜力作为检测鼻咽肿瘤的示踪剂,其临床应用值得进一步研究。