中国辐射卫生  2023, Vol. 32 Issue (1): 66-69, 74  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2023.01.014

引用本文 

陆晓骞, 宗凌燕, 沈琪. 正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)成像在肿瘤筛查中的应用进展[J]. 中国辐射卫生, 2023, 32(1): 66-69, 74. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2023.01.014.
LU Xiaoqian, ZONG Lingyan, SHEN Qi. Progress in application of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging in tumor screening[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2023, 32(1): 66-69, 74. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2023.01.014.

通讯作者

沈琪,E-mail:15961137361@163.com

文章历史

收稿日期:2022-08-26
正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)成像在肿瘤筛查中的应用进展
陆晓骞 1, 宗凌燕 2, 沈琪 1     
1. 南京医科大学附属常州第二人民医院医学装备科,江苏 常州 213001;
2. 常州市第一人民医院装备物资采管处,江苏 常州 213004
摘要:我国是世界癌症发病最多的国家,筛查可以实现肿瘤早期诊断、改善患者预后、提高生存质量、降低死亡率。正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)提供的代谢信息有助于肿瘤筛查初始分期、治疗计划、反应评估,并在较小程度上可用于肿瘤的随访;PET/CT成像在放射治疗中的渐进式整合在肿瘤间和肿瘤内恶性病变的生物异质性中具有其基本原理,需要单独调整辐射剂量以获得癌症患者的有效局部肿瘤控制;PET/CT提供有关肿瘤病变的生物学特征(如代谢、缺氧和增殖)的信息,可以识别放射性耐药区域并利用这些信息来优化治疗计划,PET/CT 减少了肿瘤部位解剖学描绘的不确定性和可变性。本文主要就目前常见肿瘤在PET/CT研究中的应用进展进行综述。
关键词正电子发射断层扫描/计算机断层扫描    肿瘤筛查    放射治疗    
Progress in application of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging in tumor screening
LU Xiaoqian 1, ZONG Lingyan 2, SHEN Qi 1     
1. Department of Medical Devices, Changzhou Second People’s Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Changzhou 213001 China;
2. Department of Equipment and Material Purchase and Supervision, Changzhou Municipal First People’s Hospital, Changzhou 213004 China
Abstract: Worldwide, the incidence of cancer is greatest in China. Tumor screening is effective to achieve early diagnosis, improve prognosis, increase the quality of life, and reduce mortality among cancer patients. Positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging provides metabolic data to support initial staging, treatment planning, and response evaluation in tumor screening, as well as tumor follow-up. The progressive integration of PET/CT imaging in radiotherapy has its basic principle in the biological heterogeneity of inter- and intra-tumor malignant lesions, and the radiation dose is required to be adjusted to achieve effective local tumor control among cancer patients. In addition, PET/CT imaging provides data on the biological features of tumor lesions, such as metabolism, hypoxia, and proliferation, which is useful to identify radiation-resistant regions and optimize treatment plans. These data are effective to reduce the uncertainty and variability in the anatomic description of tumor sites. This review summarizes the application of PET/CT imaging in common tumors.
Key words: Positron emission tomography/computed tomography (PET/CT)    Tumor screening    Radiotherapy    

早期和精确的肿瘤检测是成功治愈癌症疾病的关键因素之一。当癌症早期发现疾病时,治疗通常更成功,而大多数死于癌症患者诊断时多处于晚期。在许多恶性肿瘤中,非侵入性地确定疾病在体内扩散对于肿瘤治疗和预后具有重要意义[1]。近年来,成像仪器、成像探头和定量技术的进步使图像更加精细和高质量,从而实现更准确的诊断。分子成像可以定义为在分子和细胞水平上对生物过程的体内可视化、表征和测量[2]。正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)已被确定为几种主要肿瘤适应症的中央诊断成像方式,这种混合成像模式的独特优势在于它能够通过CT提供高度解析的解剖信息,以及通过PET提供功能和分子信息[3]

最近,PET提供的功能成像与计算机断层扫描(CT)的解剖信息的融合产生了一种强大的新成像工具。通过 PET/CT 同时获取解剖学和功能数据,导致多种癌症的诊断、分期和新陈代谢更加理想[4]。在过去几年中,正电子发射断层扫描PET/CT越来越多地用于肿瘤学。在实践中,PET/CT图像融合可以在视觉上完成,借助特殊软件,或通过包含PET和CT的硬件来完成PET/CT是一种无创诊断技术,在疾病的诊断和定位方面具有显著优势,有助于早期检测肿瘤对新辅助治疗的反应[5]。如果使用PET或PET/CT可以可靠地预测对治疗缺乏反应,则可以停止新辅助治疗或改为另一种治疗,从而避免不必要的不良反应,例如疲劳,恶心和呕吐。PET/CT检测肿瘤的高准确性、敏感性和特异性决定了其准确性用于评估治疗效果。

1 PET/CT在肺癌筛查中的应用

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一,是男性中最常见的癌症,也是世界上女性中第三常见的癌症[6]。PET/CT检查是一种图像诊断方法,可自动检测和区分肺部病变,在胸腔积液的情况下,PET/CT 扫描阴性可减少胸腔穿刺术或胸腔镜活检的次数,此外,对疑似恶性病变进行活检病理检查,并根据诊断结果采用适当的治疗方法[7]。肺癌基于PET/CT参数的反应评估与治疗组织和实体瘤反应标准,可以比肿瘤大小的减小更早地检测到肿瘤代谢活动的变化,其基本原理是18F-FDG摄取的减少将与活癌细胞的损失有关,而在进行性肿瘤中葡萄糖代谢的增加和细胞的物理生长[8]

肺癌的早期发现对于可以降低死亡率的早期治疗干预至关重要。早期检测肺癌的微创方法PET/CT,其联合治疗已被证明对原发性肿瘤和转移的检测具有更高的敏感性,并且还与病理学类型相关[9]。PET/CT肺癌检测的敏感性和特异性高,并比形态学变化更早地检测到代谢变化,在接受诱导化疗的局部晚期患者中,CT扫描有一些局限性,因为小的淋巴结仍然可以携带转移性疾病,而大的淋巴结可能是炎症性的,值得注意的是诱导治疗后的准确再治疗,其中同侧和盂下纵隔淋巴结(N2 病)以及对侧肺门、纵隔、同侧和对侧锁骨上受累(N3 病)对于后续决策及其内在预后价值至关重要[10]

PET/CT能够比CT扫描更精确地评估区域淋巴结扩散,并检测在常规成像中可能遗漏或模棱两可的转移性病变,其可准确区分小至1 cm的良性和恶性病变[11]。通过标准化摄取值测量结节的代谢活性的观察已被证明有助于鉴别诊断,总体敏感性为96%,特异性为79%,准确度为91%,假阴性结果可能发生在 < 1 cm的病变和代谢低的肿瘤中,如类癌肿瘤和细支气管肺泡细胞癌,在炎症性疾病中,预计会出现假阳性结果 [12]

2 PET/CT在胰腺癌筛查中的应用

胰腺癌的早期通常无症状,约80%的胰腺癌患者在晚期被诊断出来,因此失去了最佳治疗时间[13]。然而,如果实现早期诊断和早期治疗,1/3的胰腺癌是有可能治愈的,因此胰腺癌的治疗非常依赖于其早期诊断手术仍然是胰腺癌的唯一治愈性治疗方法[14]。因此,适当的初始分期变得越来越重要,不仅对于获取局部和区域疾病范围,而且对于评估潜在的远处转移性疾病以避免徒劳的剖腹手术也变得越来越重要。在胰腺癌中,早期发现和完全手术切除阴性切除是治愈这种疾病的唯一方法。PET涉及使用放射性核素标记的分子,这些分子被选择用于测量特定功能,将PET与计算机断层扫描(PET/CT)相结合,可以更准确地进行解剖定位,并对PET数据进行衰减校正[15]

Liu等[16]确定了285名早期(可切除或边缘)胰腺癌患者,他们接受了PET/CT作为初始分期检查的一部分,在初始检查(CT + EUS)时,62%的患者被认为是可切除的,38%的患者被认为是边缘可切除的,加用 PET/CT 扫描改变了 10.9%(n=31)患者(95% 置信区间:7.5%–15.1%)的治疗,从欧盟到PET/CT的中位时间为5 d;在19名(61%)患者中通过活检确认转移性病变。与可切除的恶性肿瘤相比,最初被认为具有临界可切除的患者在治疗计划变化中的比例显着更高(16.5%对7.4%);Nie等[17]在接受手术的199例患者中,18.1%(n = 36)被发现术中患有转移性疾病;Patel 等[18]报道2例胰腺癌患者肝脏病变未通过常规CT扫描检测到,而是通过PET/CT扫描检测到,其通过细针穿刺阳性转移性胰腺癌。

在最初被认为患有边缘可切除胰腺癌的患者中,PET扫描改变了16.5%的患者的可切除性状态,并有助于避免徒劳的剖腹手术,在可切除疾病的专利中,加用PET/CT扫描可避免7.4%的患者进行手术,通过 PET/CT 扫描进行额外成像,通过检测隐匿性转移性疾病,避免了徒劳的剖腹手术和潜在的经济负担[19]。及时进行PET/ CT扫描以降低发现不可切除疾病的可能性非常重要。

3 PET/CT在乳腺癌筛查中的应用

乳腺癌(BC)是女性癌症相关死亡的主要原因之一,5年患病率为31.4%,是癌症死亡的主要原因,占所有癌症死亡人数的15.5%[20]。其诊断基于临床检查和影像学检查,并通过组织病理学评估确诊。目前测量转移性乳腺癌治疗反应的标准依赖于肿瘤的大小测量,治疗效果包括从治愈性治疗到姑息性治疗的变化,PET/CT改变了1%~8%的早期乳腺癌患者的初始治疗,7%~13%的局部晚期患者和高达52%的更具侵袭性肿瘤(如炎症性乳腺癌)的患者[21-23]

PET/CT 相对于大多数形态学成像技术的准确性更高,其病理学改变可能为乳腺癌转淋巴结转移[24]。PET/CT 在多种情况下可以对乳腺癌患者的初始分期、治疗反应评估和疑似复发进行评估,其成像改变了5%~52%病例中常规成像的初始分期[25]。在早期或可操作的乳腺癌患者中,该百分比较低,在局部晚期或炎症性乳腺癌患者中该百分比较高,可检测超过20%的局部晚期患者的远处转移,并改变高达52%的炎症性乳腺癌患者的初始分期[26]

4 PET/CT在骨肉瘤筛查中的应用

骨肉瘤是一种侵袭性恶性肿瘤,通常发生在儿童和年轻人身上,在有转移或复发疾病的患者中,术后5年生存率为60%~70%,在有转移或复发的患者中,生存率降低到20%左右[27]。传统的非侵入性技术PET/CT诊断骨肉瘤的技术,可能无法在早期识别单个病变或准确发现小病变,在临床实践中得到广泛应用,在诊断骨肉瘤方面具有更高的准确性、敏感性和特异性,不仅可提供原发病变和转移的诊断信息,还可提供新辅助化疗的组织学反应和预后信息[28]。在各种恶性肿瘤的诊断中,PET或CT比组织代谢活性与解剖信息的结合更能提高诊断准确性。

研究发现,双时间点18F-FDG PET/CT在评估高级别骨肉瘤局部复发具有重要作用,120 min对高级别肉瘤的敏感性、特异性和准确性分别为100%、80%和89%,而对低级别肉瘤的敏感性、特异性和准确性分别为50%、75%和66%,此外,PET/CT可检测肿瘤切除后3年以上局部复发[29]。PET/CT还能敏感地发现一些罕见的骨肉瘤复发病例,该技术成功地发现了一个14岁男孩骨肉瘤复发时的单发腹膜后转移[30]。在罕见骨肉瘤转移的病例中,PET/CT有助于支持诊断,18F-FDG PET/CT或18F-NaF PET/CT(45-47)已成功检测到脑、肾、骨髓甚至脑室转移[31]

PET/CT可提供全身代谢信息,在骨肉瘤转移的检测中具有优势。Byun等[32]在206例骨肉瘤骨转移的检测中,18F-FDG PET/CT显示其敏感性、特异性和准确性分别为95%、98%和98%,比99Tcm-亚甲基二膦酸盐骨显像更加敏感和准确,后者的敏感性、特异性和准确性分别为76%、97%和96%。

5 PET/CT在甲状腺癌筛查中的应用

甲状腺癌预后大多良好,是一种可治疗的疾病。甲状腺切除术后,所有患者PET/CT成像均接受高剂量的放射性碘131I进行消融/治疗,后分化良好的甲状腺癌的价值,用于临床分期和风险分层,PCT/CT减少了转移的不确定病灶数量,并区分了良性生理改变和病理性特征,纵隔的一个病灶均可定位,在肺部观察到弥漫性线性碘摄取,其特征在于CT图像上的感染性,并且在抗生素疗程后显示消退。Al Hatmi等[33]报道12例淋巴结转移阳性的患者在6~12个月的随访中未显示缓解,1名患者在细针穿刺细胞学检查确认疾病后接受了完全淋巴结清扫的再手术,其余患者平面成像显示10个假阳性淋巴结转移(PET/CT阴性)显示完全缓解,所有5例非碘性胃口性转移患者在PET/CT(经18F- FDG PET/CT证实)病理分期均从M0上调至M1,在分化良好的甲状腺癌 ,局限性疾病的 5 年生存率为 99.8%,区域转移的 97.0%和远处转移的 57.3%。

PET/CT已被用于其他肿瘤类型,如结直肠肿瘤,并已用于检测隐匿性转移性疾病,并可能避免手术较大得剖腹手术。在胰腺癌中,使用PET/CT扫描作为早期可切除胰腺癌的分期工作,PET/CT改变了胰腺癌16%的治疗[34-36]

6 小 结

PET/CT在肿瘤诊断中的应用具有准确性、敏感性、特异性等优点。它不仅提供原发病变和转移的诊断信息,而且还提供新辅助化疗的组织学反应和预后。然而,PET/CT在一些地区的经济成本限制了它的广泛应用。如果PET/CT技术得到发展,降低成本,未来将为更多的患者带来好处。

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