文摘
在过去的5年,正电子发射断层扫描术(PET),通常使用18地理地理F氟量2 deoxy-glucose (FDG),已成为一个重要的肺癌患者的影像学特征。
目前,正使用的呼吸道肿瘤主要用于诊断和分期。标准指标的评价是一个不确定的孤立肺结节或质量,在正被证明是比计算机断层扫描(CT)更准确的区分良性和恶性病变。几项研究也令人信服地表明,局部区域淋巴结分期的正(与CT图像相关性)明显优于CT,阴性预测价值等同于甚至优于纵隔镜检查。正也提高了extrathoracic登台,通过检测病变错过了在传统成像或描述模棱两可的病变在传统成像。许多欧洲国家已经或计划报销这些迹象。大型随机研究现在应该关注影响准确的肿瘤成像技术对治疗效果和成本效益。
正在进行的专门研究中心专注于摄影的使用更先进的临床应用,如放射治疗规划响应评价放疗或化疗(感应)后,后续和早期发现复发和预后信息在活的有机体内测量肿瘤葡萄糖代谢。
经过短暂的注意在技巧的运用和总结当前常见的诊断和分期的迹象,本文将主要处理两个正的更先进的临床应用局部晚期nonsmall细胞肺癌:诱导化疗放疗计划和评估。
最后,它应该被提到一个全新领域的正电子发射断层扫描在分子生物学中的应用,使用新的放射性药物的探针,在广泛调查。这些技术有前途的未来使用的早期反应监测化疗或放疗期间,在小说的评价肺癌分子靶向治疗,甚至基因疗法。
超过200000新病例被诊断为肺癌的欧盟(EU)。这种疾病是目前为止最常见的肿瘤相关性死亡的原因。由于吸烟女性的增加,总发病率的增加,预计在21世纪第一个十年。
传统的成像,包括胸部x线摄影、计算机断层扫描(CT)、超声、磁共振成像、诊断有重要作用,过渡和后续的肺癌患者。虽然这些成像测试允许精致的解剖细节,他们通常不会提供一个明确的诊断或登台。因此,更多的侵入性测试与组织抽样通常是必需的。正电子发射断层扫描(PET)最初是作为一种研究工具用于脑功能的研究1,2和评估心脏代谢3,4。然而,在过去的5年,> 80%的迹象已经作为一个创新的成像技术在肿瘤病人。不同的应用程序在肺癌表1中列出⇓。
的使用18F检测氟量2列车deoxy-glucose (FDG) pet在呼吸道肿瘤是基于可视化的能力组织的葡萄糖代谢之间的差异。肿瘤细胞糖酵解速率远高于non-neoplastic细胞,增加细胞吸收葡萄糖,可能由于葡萄糖转运蛋白的表达增加5- - - - - -8。FDG的葡萄糖模拟氧气分子在位置2是正电子所取代18氟,经历相同的吸收葡萄糖,但新陈代谢困和积累己糖激酶的磷酸化后的肿瘤细胞9- - - - - -11。
正电子同位素,等18氟,有过多的质子,因此不稳定。他们通过发射正电子的衰变,亚原子,带正电,反粒子的带负电荷的电子。发布的正电子在这个过程中动能,旅行很短的距离,然后用一个电子湮灭掉。这个毁灭创建两个511 keV光子,发射方向相反。大量的检测这些湮灭的探测器环宠物相机生成高分辨率图像(5 - 10毫米)的网站FDG在体内积累12。优惠积累FDG在肿瘤细胞允许区分良性和恶性组织。通过这种方式,正赞美解剖信息标准成像与代谢信息。
技术方面
不同的收购协议
全身图像是最常用的临床肿瘤研究。在这种技术,配合注入病人以外的宠物相机。吸收后段1 h,需要获得一个好的tumour-to-normal组织相比,病人是相机定位。因为宠物相机的视野只有10 - 15厘米,不同床位置需要扫描获得全身调查。最后,不同床位置的数据重建全身图像由计算机算法,考虑的物理衰变FDG示踪剂在考试。这种技术的优点是,它允许快速采集的信息(通常是< 45分钟)全身。缺点是由于没有进行衰减校正,这种技术只生成图像视觉解释,没有任何配合定量信息。
Attenuation-corrected图像需要氟- 18 -去氧葡萄糖摄取能获得更多的信息。的一个重要数字发射光子的吸收在病人的身体。这吸收取决于身体的位置(如。表面的损伤不减毒比位于身体的深层)和周围组织的类型(如。肺组织衰减比肌肉组织)。由于光子发射的强度损伤的位置依赖,强度出现在nonattenuation纠正全身氟- 18 -去氧葡萄糖摄取并不真正反映了实际的图片。如果光子的衰减的图像纠正所谓透射扫描,估计病人的衰减特性,量化的FDG代谢成为可能。传输扫描,可以执行(“冷传播”)之前或之后(“热传输”)FDG注入,大大延长了采集时间。此外,使用传输扫描允许标准摄入值(SUV)报告。病变是一种半定量的指数的SUV的葡萄糖利用率得到正常化FDG在损伤的累积注入剂量和患者体重13。
最初,光子的传输扫描正确的衰减只能执行前壁注入(冷传输)。配合注射后,病人保持完全静止的宠物∼照相机1 h,所需的时间获得一个好的tumour-to-normal组织对比。收购的发射图像,通常局限于两个或三个床的位置,然后全身图像完成考试。需要总相机时间接近3 h为整个序列。通过引入热传输(即。注射后收购传输图像,交替发射图像)的新宠物设备和开发新的重建方法来减少传输时间,全身衰减修正图片现在可以获得在60 - 80分钟14,15。
促进更广泛的可用性的方法18F检测氟量2 deoxy-glucose正电子发射断层扫描成像
几个因素实际上阻碍了摄影作为一种工具的广泛使用免费的CT诊断和分期nonsmall细胞性肺癌(NSCLC)。然而,技术的进一步发展可以预期在商业同位素经销商能够提供配合,所以不再需要一个现场回旋。FDG的半衰期是110分钟,所以实际分布半径200 - 300公里应该是可行的。
另一个因素将宠物相机的可用性。是否便宜双头γ相机巧合成像(GCI)将是一个有效的替代仍然是不确定的,需要大量的仔细对照临床研究。事实上,结论的使用正呼吸道肿瘤主要是基于研究使用高性能宠物相机(所谓的专用的PET扫描),具有高分辨率和灵敏度。因为高成本的一个专门的宠物相机,GCI已经检查作为一个潜在的选择。然而,晶体在这些伽玛相机很难阻止本领用于高能光子相比用于专用系统,从而降低正电子发射检测,因此,敏感16。一些研究已经GCI在肺癌和专门的宠物相比,在数量有限的情况下,从23-31病人17- - - - - -20.。一些系列,这通常包括较大的病变显示在这两种技术,表明这两种技术是等价的。在更具挑战性的一项研究中,GCI发现13(93%)的14肺结节,20(65%)的31个转移性纵隔淋巴结,而且只有27(42%)64远处转移的宠物20.。另一项研究发现86%的总体精度与正肺癌分期,相比与GCI只有64%19。这表明GCI的敏感性明显降低病变< 2厘米。显然,这影响小的检测在纵隔淋巴结转移存款或遥远的网站。应该小心当推断结论临床决策与专门的宠物获得情况GCI使用。
常见的临床适应症
标准的临床适应症摄影成像在肺癌患者详细的在最近的一次审查21。在这个贡献,这些迹象只会重复简单,强调临床应用。
孤独的肺结节或肿块的诊断
这个问题不确定的孤立肺结节的鉴别诊断是众所周知的。钙化或没有增长2年里是一种良性病变的暗示,但钙化或比较器胸片通常缺乏22,23。支气管镜检查通常是nondiagnostic和胸廓的针吸活检并发症,如气胸、要求在5 - 10%的排水过程24,和可能的假阴性结果,导致不可接受的早期肺癌患者的期望25,26。
正因此被广泛的研究作为一个有前途的非侵入性成像测试区分良性和恶性结节27- - - - - -37。基于12个精心设计的前瞻性研究,可以得出结论,正被证明是准确区分良性与恶性病变1厘米的21。一个整体(范围83 - 100)的敏感性为96%,特异性为79%(52 - 100)和准确性为91%(86 - 100)可以预期。
潜在缺陷敏感性是由于大量的宠物需要新陈代谢活跃的恶性肿瘤细胞诊断。因此,假阴性结果可以发生在病变< 1厘米29日,30.,34,35,38在较低的肿瘤代谢活动(如。类癌肿瘤30.,39),或者在支气管肺泡细胞癌38,40- - - - - -42。
氟- 18 -去氧葡萄糖摄取特异性中的错误是由于在炎症条件下,如细菌性肺炎43化脓性脓肿或曲霉病肉芽肿性疾病,活跃的结节病44、肺结核、组织胞浆菌病、coccidiomycosis韦格纳氏病或矿工的肺。氟- 18 -去氧葡萄糖摄取这些病变,归因于增加粒细胞和巨噬细胞的活动45。
局部区域淋巴结分期
在非小细胞肺癌淋巴结(LN)扩展决定预后和治疗的选择。事实上,病人没有在纵隔恶性LNs通常用简单的手术切除治疗。患者患病的纵隔LNs的候选诱导化疗,手术和(或)放疗紧随其后46- - - - - -50。因此相当感兴趣的临床评估这些纵隔LNs的尽可能准确。
CT是最常用的非侵入性纵隔的分段方法,但远非令人满意,不如侵入性手术分期准确51- - - - - -54。在潜在肿瘤放射诊断的数据组,胸的敏感性和特异性,CT只有52%和69%55。鲁汶肺癌组(LLCG)发现,最好的结果当LNs≥1.5厘米的最大横断面直径被认为是转移性56。使用这个标准,敏感性69%,特异性71%。因为这个非常适度CT的准确性,入侵分期的纵隔镜检查直到最近仍纵隔淋巴结分期的唯一可靠的工具。摄影作为一种非侵入性治疗的使用工具的决心LN传播因此被检查在几个精心设计的前瞻性研究27,57- - - - - -72年。正被证明是比CT在局部区域淋巴结分期更准确。在(N2-N3)存在与否的区别(N0-N1)纵隔LN疾病,全面(67 - 100)的敏感性为89%,特异性为92%(79 - 100)和90%的准确性(78 - 100)预计会为正,相比之下的敏感性为65%(20 - 86),特异性为80%(43 - 90),和75%的准确性对CT (52 - 79)21。的优越性正可以用这一事实来解释LNs CT的大小是一个相对的标准;正正确识别小恶性节点和大良性的节点。
假阴性结果可能发生肿瘤时沉积在纵隔淋巴结很小,特别是在所谓的“最低限度的N2”,一个合理的手术切除后预后可以预期73年。假阳性图像可能包含anthracosilicosis LNs32与高代谢活动或炎症组织。因此,纵隔镜检查的使用仍建议证明N2和N3疾病患者积极的纵隔淋巴结的宠物。开始前纵隔映射的纵隔镜检查是合理的化疗诱导的协议,需要确保没有一个N0和N1疾病患者被拒绝的机会直接手术切除治疗基于假阳性的宠物。
Extrathoracic分期
extrathoracic转移患者不再适合长期缓解或治愈。应该意识到当前的标准分期根据临床和生物因素和成像测试,如CT、超声,或骨显像74年,75年,远非完美。激进的治疗后明显局部疾病,∼20%的病人还是会有一个遥远的早期复发76年- - - - - -78年时,由于微转移存在初始阶段79年,通常在肾上腺、骨头、大脑、肝脏80年。
大多数瀑特异性研究的检测在肺癌患者没有远处转移的局部区域分期研究。骨转移,一项研究发现一个等价的摄影和标准治疗骨显像的敏感性,但对摄影(98%更高的特异性与61%)81年。另一项研究表明,正更敏感于骨显像,并允许更好的区分良性和恶性病变82年。
肾上腺群众,产于≤20%的非小细胞肺癌患者在最初的陈述83年- - - - - -85年,往往是诊断挑战。摄影可以补充其他成像方法。一些小型系列突出摄影的高灵敏度的检测肾上腺转移86年- - - - - -88年。一个模棱两可的病变在CT氟- 18 -去氧葡萄糖摄取没有宠物通常会不会转移,但应该小心的解释小病灶。关于FDG-positive肾上腺病变,病理证明,例如,穿刺之前需要获得决定不实用的疾病86年。
在评价肝转移,摄影的主要优势是能够区分肝脏病变,并非由传统的研究。在一项研究中,正准确地显示肝转移患者在两个负面传统成像和模棱两可的结果在9个常规肝脏成像。此外,正可以排除转移4例怀疑传统成像89年。
正也可以揭示转移,否则逃脱临床检测,如。其他肺小结节,软组织病变,腹膜后LNs,几乎没有明显的锁骨上LNs,等。因为全身正能够阶段内部和extrathoracic网站在一个检查,因为它比传统的更准确成像,据报道改变病人管理在19 - 41%的病人58,90年- - - - - -93年。
尽管大量的数据表明,正可以补充传统成像探测的extrathoracic转移,显然是缺乏足够的数据来表明,正可以取代它。相反的局部区域进行大量的数据,大部分的瀑特异性研究小而不包括足够数量的小病灶,这挑战的技术。
使用18F检测氟量2 deoxy-glucose正电子发射断层扫描在放射治疗计划
大部分的正对局部区域进行了非小细胞肺癌分期的研究或实施术前设置。然而,正可以等价的兴趣在放射治疗计划nonmetastatic不适合手术的病人(如。由于心肺限制或侧LN疾病)。精确定义的局部区域肿瘤负荷不仅会影响治疗的目的,即。治疗或缓和剂,而且治疗体积,因此,毒性。几项研究表明一个重要关系辐照量和放射性肺炎的可能性94年- - - - - -97年。不同的参数从/剂量体积直方图与放射性肺炎的发生率,如。肺容量的百分比超过20 Gy (Vlung20)94年。这些参数的能力来预测肺炎和指导剂量升级协议是目前正在接受调查的前瞻性研究98年,99年。
经典放射治疗计划使用传统的成像技术,如胸片和CT,描述为照射肿瘤并画目标卷。这种方法的主要限制是穷人界定某些肿瘤的CT及CT无法区分良性和恶性LNs。正可以帮助限制正常组织的体积辐照的病人,在他们FDG-PET-defined局部区域肿瘤小于CT-defined局部区域肿瘤扩散传播。外面地理失误也可能有助于减少辐射领域,在病人谁FDG-PET-defined局部区域肿瘤扩散比CT-defined局部区域肿瘤更广泛的传播。
一项研究报道摄影所产生的附加信息在12个划定肿瘤患者不佳。CT和正卷对应七个病人,但在三,CT异常大于正,在两个,正扩展该地区以外的异常CT变化One hundred.。另一个回顾性研究强调了实质性的减少正辐射领域,尤其是在postobstructive肺不张101年。由于发生的34个病人,得出的结论是,在十34例治疗领域的大小可能是减少。
关于LNs的参与,理论研究的潜在影响摄影在NSCLC患者的放射治疗计划是在作者的中心102年。成像和手术病理资料的105例患者纳入两个以前公布的潜在淋巴结分期协议被用于分析59,61年。这种方法的主要优点是,侵入性手术分期988 LN站从105年患者可用,所以病理信息的黄金标准可以用来解释放疗研究结果。
理论计划为73名患者有积极的LNs出现在CT和/或摄影。对于每个病人,辐照量(肿瘤体积(制造)总值)定义基于CT和正与CT图像。对于每一个制造中心,肿瘤覆盖率评估的完整性,使用可用的手术病理数据作为黄金标准(表2⇓)。制造基于肿瘤和LNs判断是正独自CT会覆盖所有病理节点55年的73名患者(75%)。此外,使用正数据,病理LNs的报道会出现在65名患者(89%,p = 0.0005)。CT-defined体积相同的28个病人FDG-PET-defined体积,留下45(62%)的病人,在这些额外的收购正数据改变治疗量。16例(22%),FDG-PET-defined成交量大。11这些,这被证明是正确的手术病理数据,和其他五个,增大不必要的在四个还不够。29例(40%),FDG-PET-defined成交量小于CT-defined卷:在25例,这是正确的,随着FDG-PET-defined体积覆盖所有病理节点;在一个病人,减少不恰当;在三个病人,摄影,和CT-defined数量太小了。根据病理数据,因此,这种变化的体积是正确的36例(49%),不合适在两个(3%)和七不足(10%)。 Insufficient correction of the radiotherapy volumes was either due to LN stations with only minimal-N2 disease73年相邻节点之间或本地化错误(如。右下气管支气管的水平(4 r)和隆突下)(7)水平。
更详细的分析了连续10个病人谁PET-GTV小于CT-GTV。对于这些患者来说,理论构建了放射治疗计划CT-GTV和PET-GTV。体积/剂量体积直方图为目标规划、肺总量,Vlung20计算。这些10位病人的剂量学研究显示平均提前规划目标卷29±18% (±1 sd) (p = 0.0002),最高66%的一个病人,当从摄影实施额外的信息。V的lung20,减少27±18% (±1 sd) (p = 0.001),最大的一个病人的59%。一个典型的例子是图1所示⇓。
基于这些发现,得出的结论是,使用局部区域淋巴结分期正大幅改善在某些病人肿瘤的报道。它还减少了其他病人的治疗量,导致降低辐照正常组织的体积,因此降低毒性,强化治疗的机会。
其他组已经报道了利用正子信息在现代放射治疗的可行性。肺CT和摄影图像配准和融合,基于chamfer-matching方法,可以验证在两个解剖胸幻影影像和临床病人图像103年。详细分析五个病人显示一个小空间误差coregistration(< 4毫米)。作者得出结论,coregistration系统可以促进目标定义和治疗计划。另一项研究也得出了类似结论CT和GCI图像104年。三维(3 d)融合这些图像被用于虚拟仿真在12例,使用四个地标画在病人的皮肤上。再次,匹配误差很小(< 5毫米)。四个人和extrathoracic Anatometabolic融合纠正淋巴结分期分段。在这些患者中,V /剂量体积直方图显示的减少lung20平均为23%。
两个回顾性研究研究了正的效用在CT-based放射治疗计划。在一个,据报道,摄影数据影响34% 35(12)的治疗计划检查和导致光束孔径的扩大部分(边缘的肿瘤扩散),≤15毫米105年。的影响,观察冠状胸摄影图像在放射治疗计划的时间前后治疗领域15 nonoperated病人评估106年。发现四个15例(27%)会有不同的治疗卷基于免费摄影信息。
现代放射治疗非小细胞肺癌使用3 d形技术和升级,这表明辐照总值的疾病,从而消除了选择性节点辐照为了减少正常组织的体积辐照毒性并保持在可接受的水平107年。当这种类型的规划目的是,纵隔肿瘤扩散应尽可能准确,以避免,一方面,地理了,另一方面,最大限度地减少正常组织的卷辐照。未来潜在的比较研究可以清晰的确定最佳使用正的设置及其降低毒性方面的潜在优势,强化治疗,更好的局部控制和增加生存。
评估诱导化疗后的反应
如果潜在的可操作的NSCLC患者的纵隔镜检查是阳性N2期疾病,直接手术切除的结果(或放疗)非常令人失望73年,108年- - - - - -110年,主要是由于系统性复发111年。有效的系统性疗法(诱导化疗(IC)),其次是切除纵隔解剖,这些患者可能是一个更好的治疗选择46- - - - - -50,112年。在这些治疗方法,众所周知,可行的肿瘤细胞的间隙纵隔(争取降期可射频)和原发性肿瘤病理反应,对预后非常重要113年- - - - - -118年。在我们的数据,估计5年存活率等患者病理完全缓解(pCR)是54%,而在那些没有pCR只有15%119年。
争取降期可射频和初次肿瘤反应通常是手术切除标本后进行评估。然而,理想情况下,这些信息应该手术,为了选择患者争取降期可射频或好的根治手术病理反应与纵隔解剖,避免这个专业治疗在那些不太可能从中受益。CT尚未被证明是一个好工具。众所周知,小减少患者在CT测量还是能够有纵隔LN肿瘤反应,争取降期可射频或主而那些重要的减少仍然可以转移LNs或可行的肿瘤。然而,诱导后re-mediastinoscopy往往是困难的或不完整的,由于广泛的纤维化引起的化疗和抽样前纵隔镜检查。
根据有利的经验和正首次在非小细胞肺癌淋巴结分期诊断59,62年,未来的协议于1996年开始评估cisplatin-based IC IIIA-N2 NSCLC的阶段。有关具体问题研究摄影在集成电路是否会比CT更可靠的评估纵隔LN争取降期可射频,如果一些摄影发现将预测结果在整个联合疗法。试点项目最近发表的结果120年。15个患者检查。他们都有负的标准分期extrathoracic转移75年和手术证实IIIA-N2 NSCLC。患者治疗三个周期的集成电路,包括标准的LLCG时间表,根据长春地辛,异环磷酰胺、顺铂121年。IC后CT评价反应是根据标准回复标准进行122年和病人在不扩大LNs CT被认为是LN争取降期可射频消融。回应了手术的病人与LN解剖或激进的放射治疗(25 - 33分数2 Gy)在心肺耐力不足。患者没有明确回应,放射治疗对合并通常由3 Gy -分数。
摄影图像IC。之前和之后获得的图像预处理和post-IC解释前瞻性,蒙蔽外科病理数据和仅用于研究目的。氟- 18 -去氧葡萄糖摄取患者并不高于纵隔的纵隔血池活动,被认为是LN争取降期可射频消融。原发性肿瘤的反应是SUV表示为百分数降低,根据公式100 - (SUV帖子/越野车精准医疗)×100。主要肿瘤反应正被定义为在SUV一滴≥50%。
CT正确预测纵隔LN六九操作的情况下,争取降期可射频但错误地认为争取降期可射频和持久性的转移性纵隔节点在两个。相比之下,摄影是正确的所有实例。
正决定集成电路后的预后也优越。患者的存在与否,争取降期可射频消融在CT有着相似的生存,但有一个显著的差异之间的整个形态相结合治疗后生存团体有或没有争取降期可射频摄影(p = 0.01)。相同的发现是目前看主要肿瘤的反应。生存患者之间出现的差异不显著降低产品的两个垂直的直径> 50% (即。响应)CT。看着正响应,然而,组织之间的显著差异在生存有或没有降低50% SUV的主要肿瘤在IC (p = 0.02)。的一个可能的解释为什么正响应是相当重要的,一个高SUV IC意味着持久的高度增殖后,可能chemoresistant肿瘤细胞,这可能是负责(系统性)在治疗后复发。
这些有前途的初步结果导致的结论是,正有潜力成为一个可靠的无创性技术评估集成电路,选择集成电路后患者治疗的局部区域,和开始一个更大的前瞻性多中心研究。
本研究的中期业绩最近报道,在另一个会议123年。虽然正评估的准确性争取降期可射频略有减少,预测预后的价值似乎证实,如图2所示⇓。当反应后正IC被定义为纵隔间隙和减少> 50%的原发性肿瘤的SUV,找到一个非常重要的预后歧视(p = 0.008)。相反,CT只有有限的值(p = 0.10),正如已经指出,从过去的经验。
结论和前景
正,这是赠送的CT,现在有一个临床迹象在非小细胞肺癌的诊断和分期还款在越来越多的欧洲国家。总结可能的临床和Stroobants克里斯丁建议的实施。梵斯丁凯斯特21在最近的一次审查是如图3所示⇓。现在在这些当前临床适应症的使用正需要进一步验证在大规模多中心的研究,主要关注治疗效果和成本效益。
其他迹象,如评估无线电或化疗,放疗计划,进一步检测复发和预后的决心也需要精心设计的前瞻性调查,但在更专业的中心。
最后,一个全新的领域使用分子探针在正电子发射断层扫描正在探索中。一个重要的新路径数量正在调查中。希望正电子发射断层扫描检查与这些分子示踪剂将成为充分可靠、可控的评价受体,运输蛋白质或细胞内的酶。这是主要的重要性评估大量的小说肺癌分子靶向治疗,而现在进入第二和第三阶段试验124年。
确认
作者要感谢许多其他同事参与18地理地理F氟量2 deoxy-glucose正电子发射断层扫描鲁汶肺癌组的研究项目(LLCG)(按字母顺序):Data-nursing LLCG (b . Anrys d·斯特恩),核医学(p .杜邦l . Mortelmans Stroobants),病理(e . Verbeken),肺病学(m . Demedts k . Nackaerts),放射学(j . Bogaert, w•德魏夫j . Verschakelen),放疗(y列文,l . Van Uytsel),胸外科(p . De Leyn g . Deneffe t . Lerut d . Van Raemdonck)。
- 收到了2001年6月14日。
- 接受2001年6月14日。
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