摘要：作为一种功能影像，正电子发射断层显像（positron emission tomography, PET）可从分子水平无创探测肿瘤组织的代谢情况，PET/CT融合图像能结合PET提供的功能信息和CT提供的解剖信息，其敏感性、特异性、准确性均明显提高，对于肺癌的正确诊断、准确分期、计划制定与实施以及重新分期、疗效评估、预后判断均有重要意义。山东省肿瘤医院放疗科巩合义

基金项目：国家自然科学基金项目（30670617）

[作者简介] 巩合义（1969-），男，山东莘县人，汉族，山东省肿瘤医院放疗科副主任医师，天津医科大学肿瘤学博士，主要从事胸部肿瘤的精确放疗。

第一作者：gonghy163@163.com   手机13589144815，座机0531-67626162 

近年来，肺癌的诊治取得了长足进步，但术后5年总生存率仍低于50%[1]。应用非侵袭性的影像学手段对肺癌进行及时诊断、准确分期，并据以制定出恰当的个体化治疗方案，以及随后的重新分期、疗效评估、预后判断都是非常重要的。以18F标记的脱氧葡萄糖(FDG)为示踪剂的正电子发射断层成像(positron emission tomography, PET)利用肿瘤组织内葡萄糖转运活跃、己糖磷酸激酶活性高，导致靶本比增高的原理，较好地达到了上述目的。PET/CT图像融合技术能完美结合PET提供的功能信息和CT提供的解剖信息，敏感性和准确性大大提高，为上述目的实现提供了更多依据。

1  PET/CT在NSCLC诊断中的价值

中央型NSCLC的CT或MRI诊断并不难，主要标准为支气管截断及肺门肿块，但当存在肺不张时就难以与肺门肿块区分，而且早期中央型肺癌单纯行CT或MRI检查时，若不仔细观察，极易漏诊。PET/CT

则借助于肿瘤对FDG高摄取、肺不张基本无摄取的特征性改变而轻易识别，也不会造成早期患者的漏诊。

周围型NSCLC诊断的难点在于对孤立性肺结节(solitary pulmonary dodule, SPN)的鉴别诊断。SPN约33%为恶性，54%是炎性

肉芽肿，6%是错构瘤，5%是孤立肺转移，2%是支气管腺瘤[2]。影像学诊断的目的就是鉴别SPN的良恶性，从而决定后续的处理方式。CT依据形态学特征对典型良性结节及典型肺癌均能作出及时明确的诊断，但对那些表现不典型的SPN则无能为力。PET/CT利用恶性肿瘤高摄取FDG的特点，可鉴别直径小至1 cm的肿块性质，即使有较低的FDG摄取，也有可能提示为恶性。PET-CT及螺旋CT诊断结果与病理诊断结果符合率分别为92.3%、73.1%，PET-CT对肺部恶性肿瘤诊断的灵敏度、特异度分别为100.0%、81.3%[3]。应用强化CT效果更加明显，能探测到的恶性SPN的平均直径为1.8 ± 1.2 cm，肿块体积倍增时间为222天；平均SUV为4.7，良性为1.08；强化后CT值为44.8 HU，良性4.8 HU。以SUV>2.5为截断值，PET/CT诊断恶性SPN的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值、阴性预测值分别为76.9%、100%、89.2%、100%、83.3%，以肿瘤倍增时间<400天为截断值，则分别为76.9%、93.3%、85.7%、90.9%、82.3%，以强化后CT值>15 HU为截断值，分别为92.3%、100%、96.4%、100%、93.7%[4]。可见，PET/CT较之于常规解剖影像的诊断优势相当明显，尤其当经皮肺穿刺或纤维支气管镜检查失败时，其意义更强。

但在解读SUV时应注意，0 ~ 2.5仍有可能是恶性[5]，支气管肺泡癌、分化好的腺癌也可出现假阴性，而炎症、肺结核、肉芽肿、手术瘢痕、放疗后反应、动脉粥样硬化斑块、结肠腺瘤样息肉、骨纤维发育不良、良性肿瘤如巨大细胞瘤可出现假阳性[6]。

2  PET/CT在NSCLC分期中的价值

肺癌的预后与临床分期密切相关，0 ~ Ⅳ期的5年生存率从90%降至5%以下。因此，早期发现、早期诊断、早期个体化治疗对于延长肺癌患者的寿命、改善生存质量具有十分重要的意义。Fischer等[2]系统综述了55篇文献得出PET/CT对NSCLC诊断总的敏感性、特异性分别为96%、78%，对纵隔淋巴结分期总的敏感性、特异性分别为83%、96%。认为FDG-PET/CT在周围型肺癌诊断、鉴别诊断及淋巴结分期中具有很高的应用价值。

2.1  PET/CT对NSCLC患者T分期的影响

CT的良好空间分辨率有利于对NSCLC的诊断，它能提供病变的准确解剖位置及其与气管、食管、心脏和大血管等周围重要器官的毗邻关系，而这些恰恰是确定NSCLC患者T分期的关键。PET的空间分辨率相对较差，一般来说，对T分期的影响不大，但对于伴发阻塞性肺炎、肺不张、胸膜受侵和胸腔积液者，CT确定肿瘤边界非常困难，PET则可清晰地分辨出肿瘤组织，尤其当应用衰减校正方法及PET/CT融合图像时更是如此。Halpern等[7]研究显示PET/CT对于T分期准确度为97%，优于单纯PET的67%(P < 0.05)。我们以术后病理为金标准，发现SUV相对值31% ± 11%、绝对值3.0 ± 1.6为最佳截断值，且相对值与病理GTV、直径大小成负相关，对于准确判断GTV大小、精确判定T分期具有重要意义[8]。

2.2  PET/CT对NSCLC患者N分期的影响

CT判断淋巴结是否有转移是以其短径> 1 cm为标准的，但肿大淋巴结不一定是转移所致，而转移淋巴结也不一定体积都增大，故正常和转移淋巴结的大小范围存在交叉。CT也不能检测出纤维镜下及微小异常的淋巴结，而且由于淋巴结周围缺乏脂肪对比，许多小淋巴结在CT上无法显示，其灵敏度和特异性较低。PET利用FDG从代谢水平对纵隔淋巴结进行分期比CT更准确，能检出在CT上看来是正常大小的转移淋巴结，也能排除CT诊断为转移的、因其他原因而导致增大的淋巴结。我们的对照研究表明，PET/CT诊断NSCLC区域淋巴结转移的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值、阴性预测值分别为86%、85%、85%、64%、95%，而常规强化CT分别为69%、71%、70%、43%、88%(P = 0.000、0.000、0.000、0.001、0.001)[9]。若采用2h后双时相扫描，其敏感性提高到91.6%，特异性高达92.9%[10]。我院对46例患者共584枚肺门及纵隔淋巴结进行双时相显像，结果PET/CT诊断淋巴结转移的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值分别为94.8%、92.2%、92.8%、78.9%和98.1%，高于常规显像时的指标(87.3%、84.0%、84.8%、61.9%和95.7%)，可为NSCLC的诊断、分期和治疗提供更多有价值的信息[11]。

2.3  PET/CT对NSCLC患者M分期的影响

NSCLC患者根治性手术后5年生存率仅40%左右，其主要原因之一就是术前未能及时发现远处转移灶，从而低估了临床分期。NSCLC最常见的远处转移部位是骨、脑、肺、肝脏及肾上腺。PET/CT一次扫描即可完成两次全身成像，诊断远处转移的优势比CT更明显。术前PET/CT检查可避免对部分患者不必要的手术治疗，尤其是对Ⅲ期患者的意义更大，因为这部分患者检出无症状远处转移灶的几率较Ⅰ、Ⅱ期更大。新英格兰医学杂志的最新一项研究表明，在NSCLC术前分期中，PET/CT组38.8%(38/98)因证实为ⅢB期、Ⅳ期未能手术，而对照组为19.8%(18/91) (P = 0.004)，以术后1年内出现复发或死亡作为观察终点，PET/CT组60例手术患者中有21例为无效手术，而对照组73例中却有38例(P = 0.05)。可见，术前准确分期对于减少不必要的手术、减轻患者的身体创伤和经济负担具有重要意义，有条件时，可把PET/CT作为NSCLC术前分期的常规手段[12]。

3  PET/CT对NSCLC患者整体治疗计划的影响

准确的术前分期对于确定手术方式和切除范围十分必要，准确的靶区勾画是精确放疗最基础、最重要的一步。PET/CT凭借其对肿瘤原发灶和转移灶检测的高度敏感性、特异性和准确性，改变了20% ~ 30%的患者由常规方法确定的TNM分期，因而对NSCLC患者的整体治疗计划产生了重要影响。

3.1 整体治疗策略的改变

一些原本可行手术或根治性放疗的患者，因PET/CT发现了其他手段无法发现的远处转移灶而改为姑息治疗，从而使这些患者避免了因治疗过度所致的不良反应，在尽量延长生存期的基础上提高了生存质量；另一方面，由于PET/CT排除了纵隔或远处转移而由姑息治疗改为根治性放疗或手术治疗，使这些患者有机会接受积极的干预措施，在提高生存质量的基础上明显延长了生存期。

3.2 放射性肺损伤的减少

目前预测放射性肺损伤的主要指标有双肺V20、V30、正常组织并发症概率（normal tissue complication probability, NTCP），但上述指标属于静态指标，不能动态观测、实时监督。我院[13]利用功能影像无创、可重复进行的特点，探讨了18F-FDG PET/CT标准摄取值在预测放射性肺炎中的价值，结果显示受照肺组织SUV≥1、受照与未受照肺组织SUV之比≥2.5均与放射性肺炎呈独立正相关，其预测放射性肺炎的灵敏度分别为62.5%、72.7%，特异度分别为78.1%、90.9%，比V20的预测作用更有优势。

Nioutsikou等[14]认为，器官功能的异质性是放射诱导产生NTCP的一个重要因素，以功能影像为基础制定放疗计划时，在计划优化过程中将传统剂量体积直方图和NTCP的概念延伸为功能剂量体积直方图(fDVH)和功能NTCP(fNTCP)，将CT图像和PET/SPECT图像进行精确融合后，可以获得功能肺组织和非功能肺组织的相关信息，制定放疗计划时参考这些信息，可避免对有功能肺组织的放射损害。

对于伴阻塞性肺炎或肺不张者，由于肿瘤边界区分较困难，为不至于遗漏肿瘤组织，往往把过多的正常肺组织划入GTV。而且，随着加速超分割的临床应用日益广泛，总疗程明显缩短，不张肺在放疗过程中的复张几乎难以实现，因此，在放疗前即很好地鉴别出肺不张与肿瘤组织对于保护周围正常肺组织非常重要。根据PET/CT勾画的3D-CRT靶区更精确，对周围正常组织保护得更好，放射性肺损伤发生的几率和严重程度均得以明显降低。我们[15]应用PET/CT对58例NSCLC进行分期及放疗计划的制定，结果显示36.2%的患者改变了临床分期，导致27.6%的患者改变了治疗方案，PET/CT分期的敏感性及准确性分别为96.9%、90.6%。PET/CT勾画的GTV体积(42.72 ± 40.74 cm3)明显小于CT(52.20 ± 42.17 cm3) (P < 0. 004)，相应的V20(26.87% ± 7.37% vs 29.05% ± 6.91%) (P = 0. 000)差异也有极显著性统计学意义，这主要是因为PET/CT能区别肿瘤与肺不张、阻塞性肺炎，而且PET/CT检测淋巴结转移更加敏感，因此PET/CT对GTV的勾画更加精确，正常组织受照射量减少，放射性肺炎能得到有效预防。

另一方面，呼吸运动、心脏和大血管的搏动或照射过程中靶区体积、形状的不断变化，对靶区和周围正常器官的剂量分布产生重要影响。目前已成功运用于临床的深吸气末呼吸控制技术(DIBH)、主动呼吸控制技术(ABC)均需事前训练患者，放疗过程中需患者的密切配合，但效果并非十分满意。如果能在勾画靶区时即能缩小PTV，而又不影响疗效，再配合上述技术，效果会更加满意。

3.3 与治疗有关的死亡率下降

由于PET/CT可除外那些有远处转移或广泛纵隔淋巴结侵犯的病例，故可更严格地执行手术或根治性放疗的指征，同时由于根据PET/CT而勾画的靶区更精确，对周围正常组织保护得更好，所以与放疗有关的死亡率下降，这已由Mac Manus等[16]的研究结果所证实。

4  PET/CT判断NSCLC复发的价值

早期发现NSCLC复发灶并及时给予适当的处理措施将有助于延长无瘤生存期，并有可能达到治愈。CT或MR等解剖学检查对于治疗后的纤维灶与肿瘤残留或复发的鉴别存在局限性，而且解剖学影像所探测到的肿瘤大小的改变常滞后于功能影像所显示的生化信息的改变，但PET/CT借助其功能方面的优势在治疗后3天，通过检测葡萄糖代谢即可得出结果。Hellwig等[17]对62例怀疑复发的NSCLC患者进行了73次的PET/CT扫描，并与活检、随访影像结果相比较，结果在55例复发者中，PET/CT准确诊断了51例；在18例缓解者中，PET/CT准确诊断了61例，其敏感性、特异性、准确性分别为93%、89%、92%。复发者SUV明显高于缓解者(10.6 ± 5.1 vs 2.1 ± 0.6, P < 0.001)。在复发者中，SUV<11的中位生存期为18个月，≥11者为9个月(P < 0.01)。SUV可作为一个独立的预后因子预测肺癌术后复发

但治疗后进行PET/CT重复检查的时机尚未达成共识，如果治疗后短期内即进行，由于放射性肺炎或肿瘤坏死组织中巨噬细胞糖酵解的影响，可能出现假阳性；又由于放疗后肿瘤细胞存在间期死亡和增殖期死亡，也可能出现假阴性；再考虑到患者接受的辐射量和经济因素，以及病理类型的肿瘤对不同治疗方法的敏感性不同，结合我们的经验，建议放疗后间隔2～3个月再进行。

5 疗效监测及预后评价

早期预测肿瘤对放化疗的敏感性，一方面有助于了解患者的预后和转归，另一方面有利于提前了解治疗失败的表型，并针对性地制定个体化治疗方案，从而改善预后，并免受不当治疗所带来的毒副作用和经济负担。预测越早，意义越大。Ahuja等[18]较早报道155例NSCLC患者，排除肺癌临床分期、病理类型、治疗方式等因素的影响，结果显示治疗前SUV<10的118例患者的平均中位生存期为24.6个月，SUV>10的37例平均中位生存期仅为11.4个月(P = 0.0049)，肿瘤直径>3cm且SUV>10的平均中位生存期最短，仅5.7个月，多因素分析显示，SUV>10是独立于临床分期、肿瘤大小之外的唯一有意义的预后指标。一项包括13个研究共1474例患者的的meta分析结果表明，SUVmax可作为预测预后的独立指标[19]。

18F-FDG PET还可通过动态观察肿瘤组织的代谢情况，进而判断某种疗法的敏感性。若经过短时间治疗后肿瘤组织摄取18F-FDG明显减少，则证明该方法疗效较好，否则为无效或疗效较差。而此时，肿瘤的大小可能尚未发生明显变化，CT或MRI尚无法得知其对治疗的反应，而PET早在新辅助放化疗后14天即可根据SUVmax的变化预测新辅助放化疗的疗效，并可帮助判断预后[1]。治疗前(P = 0.003)、治疗后(P = 0.002)的高SUVmax能提示预后不良，其变化也接近有意义的统计学结果[20]。

6 需注意的几个问题

6.1 图像融合方式

    由于 PET空间分辨率较差，故多将其功能信息与CT的解剖信息相融合，从而做到优势互补。异机融合利用体表标志或解剖轮廓进行自动或人工融合，因而存在诸如体位固定、图像转换等所造成的误差，有时这些误差可能相当大而影响3D-CRT计划的精确制定与实施，从而使3D-CRT的优势大打折扣。将CT和PET安装在同一旋转机架上、共用同一定位坐标系统的同机融合则很好地解决了这一问题，这是功能影像与放疗结合的发展方向。

6.2 结果判断标准

    多种生理或病理状态如炎症、术后创伤等均可造成诊断结果的假阳性，而由于PET的分辨率较低，病灶过小或肿瘤本身对FDG呈低摄取时会出现假阴性，联合其他示踪剂则能减少这种情况。目前尚缺乏PET/CT判断结果的统一标准，包括目测评估法、肿瘤/正常组织比(TNR)法、标准摄取值(SUV)法、简化动力学(SKM)法和非线性衰减(NLR)法在内的量化方法各有其优缺点，临床上需根据具体情况适当选择。另一方面，可手术切除的NSCLC患者的PET/CT结果最终可得到病理结果的验证，但对于晚期或不能耐受手术的患者来说，其PET/CT结果则无从证实。目前也缺乏随机对照分组研究、 大宗病例研究及某批患者的序列研究。

6.3  GTV勾画方法

目前影响PET/CT图像GTV勾画准确性的关键因素之一是勾画方法。临床多采用SUV的某一绝对阈值或最大标准摄取值(SUVmax)的某一相对阈值，但SUV受多种因素影响[21]，故目前缺乏统一的勾画标准，不同的窗宽、窗位对GTV勾画也有显著影响。另外，还存在因呼吸运动和心脏搏动而影响靶区运动的问题，尤其是前者已成为目前研究的热点。如何选择适合于每个患者的个体化呼吸控制技术，从而做到CT和PET图像的最佳融合将是下一步研究的重要课题。

总之，18F-FDG PET/CT凭借其全身功能显像的独特优势，通过影响肺癌的T、N、M分期而全面影响其临床分期、计划制定，并能实现其它影像手段较难完成的复发鉴别、疗效预测、预后评估，全面影响肺癌诊治的各个环节。随着对PET/CT显像质量控制的不断提高、假阳性和假阴性显像的不断改善、PET/CT图像评价方法的不断优化、新的特异性显像剂的不断研发、多种显像剂的相互补充及分子生物技术的不断发展，其在肺癌临床中的应用前景将会更加广阔。

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