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18F- FDG PET/CT仪在肿瘤检查中的应用

  • 投稿立凹
  • 更新时间2015-09-16
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刘侃峰 赵 葵 董孟杰 孙美玲 林丽莉

浙江大学医学院附属第一医院PET中心,浙江杭州 310000

[摘要]PET-CT仪是最先进的分子影像医疗设备,配合显像剂18 F-氟代脱氧葡萄糖,及高分辨率CT,可早期准确的发现、定位肿瘤组织,其在临床中有诸多方面的应用。

[教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ] 正电子发射断层显像术;体层摄影术;X线计算机;分子影像

[中图分类号]R737[文献标识码]A[文章编号]1672-5654(2015)02(c)-0173-02

18F - FDG PET/CT Instrument Application in Tumor Examination

LIU Kanfeng ZHAO Kui DONG Mengjie SUN Meiling LIN Lili

The first hospital affiliated to zhejiang university school of medicine, PET center ,Hangzhou,Zhejiang Province,310000 China

[Abstract]PET-CT machine is the most advanced molecular imaging medical equipment.Cooperate with the Imaging agent 18 F-fluorodeoxyglucose and high resolution CT, we could got the accurate location of tumor tissue and early detection.It had many applications in the clinical.

[Key words]Positron emission tomography technique; Tomography; X-ray computer; Molecular imaging

PET全称为正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography),可以在分子水平反应组织的代谢及功能状态[1]。最为常用的显像剂为18 F-氟代脱氧葡萄糖( 18F-FDG),其可准确反应组织的糖代谢,从而在早期就能准确的发现肿瘤组织;配合高分辨率的螺旋CT,更能实现准确定位肿瘤和了解细微解剖结构。是当今检测肿瘤最为先进的医疗设备,是医学影像学技术的里程碑。

1 18F-FDG PET-CT显像原理

18F-FDG是一种葡萄糖的类似物[2],通过一系列的化学反应,18F基团取代葡萄糖分子的一个OH基团,形成18F-FDG;其与葡萄糖拥有几乎相同的分子结构,因此,可参与体内的葡萄糖代谢;通过静脉注射的18F-FDG可经过葡萄糖转运蛋白的主动转运进入细胞内部;在已糖激酶的催化下,被磷酸化为6磷酸氟化脱氧葡萄糖(18F-FDG-6-P),但由于其是葡萄糖的类似物,无法进一步参与糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖旁路、糖原合成与分解等代谢过程,因此,大量的18F-FDG-6-P会积存于细胞内,之后在葡萄糖6磷酸酶的催化下,转变为18F-FDG,排出体外;绝大多数恶性肿瘤细胞的特点是无限增殖,这就需要大量的能量,反应于代谢方面就是葡萄糖的代谢会一直处于较高的水平,远远高于正常的组织,这就使得18F-FDG大量分布于肿瘤细胞中。

18F在体内会转变为18O、正电子(β+)、中微子及部分能量;β+迅速发生湮灭辐射,转变为2个方向相反、能量各位511KeV的γ光子,然后我们通过符合电路对其探测,找出对应的空间位置,从而找到癌细胞之所在。进一步通过计算机的处理,形成PET功能图像。患者在不移动体位的情况下再次行高分辨率的CT扫描,获得肿瘤更为详尽的解剖图像,其精确分辨率可达2 mm;将所获得的PET图像于CT图像相融合,既可得到PET-CT图像,是临床医生在了解肿瘤代谢信息的同事,获得准确的解剖定位,为疾病的治疗方案、手术及放化疗方案的制定都有极为重要的意义。

2 显像设备及参数

该中心采用德国西门子公司siemensbiographsensation16 PET/CT仪,16排螺旋CT,CT扫描参数:电压120 kV、电流100 mAs,螺距0.8、每环旋转时间0.5 s,层厚5 mm;PET采用LSO晶体,轴向视野16.2 cm,3D方式采集,一般6~7床位,2 min/床位,图像重建采用有序子集最大期望值迭代法(OSEM),使用感兴趣区〔ROI)工具测量标准摄取值(standard uptake value,SUV mean),利用CT数据对图像进行衰减校正,并进行图像对位融合。

3 优势于不足

18F-FDG PET-CT的优势在于检查肿瘤的早期性和高敏感性,与传统的影像检查方法CT、MRI比较,其反应的是组织的代谢活动信息;任何肿瘤的形成和进展都有一定的过程,首先DNA等细胞遗传信息改变开始,其次细胞代谢水平发生变化,最后才是解剖结构的改变。传统的影像检查方法只能发现最后一步的改变,而18 F-FDG PET-CT则可在肿瘤早期代谢发生变化、解剖结构尚未改变时发现病灶,所以说其对肿瘤的检查更为早期,更为敏感。18 F-FDG PET-CT的另一大优势是全身扫描,探测范围全面,可对全身的病情做出详尽的评估和检测,可明确肿瘤的原发灶及远处转移灶,可发现尚无临床症状的隐匿性肿瘤病灶;对于检查不明确的病灶,再进行局部有针对性的检查或活检等临床手段,其在根本上指导了临床对疾病的诊疗过程,合理、高效的利用现有的医疗资源,避免的过多的不必要的检查。在发达国家,18 F-FDG PET-CT已经作为肿瘤等疾病诊断及指导治疗的最为有效的手段。

18 F-FDG PET-CT也有其自身的不足之处,首先,其价格昂贵,单次检查费用高达7 000~10 000元(各个地区略有不同);造成其昂贵的原因,其一是PET-CT机器多为进口,造价昂贵,每年还要支付给国外公司高昂的维修保养费用,可喜的是国产PET-CT机器以经投入使用,功能及技术可正在逐步完善;其二是所注射18 F-FDG药物昂贵,18 F-FDG药物的生产需要专门的医用回旋加速器,价格不菲,且数量少于PET-CT机器数量(杭州地区仅有2台),其生产药物所需前体18O-H2O常年依赖进口,诸多原因造成PET-CT检查费用居高不下,相信随着国内相关技术的进步,其会逐步得到改善,使其可以应用于更多的患者。18 F-FDG PET-CT的另一个不足之处是假阳性和假阴性的存在。18 F-FDG PET-CT在本质上反映的是糖代谢水平,部分特殊肿瘤糖代谢水平较低,如印戒细胞癌、高分化肝癌等,造成假阴性的存在;部分炎症和感染性病灶糖代谢水平较高,加上脑、心脏、消化道、肾脏、膀胱等器官的生理性摄取,造成了假阳性的存在;正因为如此,18 F-FDG PET-CT图像才需要专科的、有经验的核医学医生进行判读,找出真正的肿瘤所在,之后交由临床医生做进一步的处理。

4 临床应用

①肿瘤的早期诊断及鉴别良恶性:肿瘤组织的重要特征就是无限增殖[3-4],造成其糖代谢异常增高,在肿瘤组织发生结构改变之前,其代谢就已经发生改变,因此,葡萄糖代谢显像是在早期诊断恶性肿瘤最为灵敏的方法之一。例如肺部发现单个结节灶,PET显示FDG代谢异常增高,则提示为恶性肿瘤可能[5-7]。若FDG代谢未见明显增高,则考虑良性病变可能性大。

②确定恶性肿瘤的分期、分级:18F-FDG PET-CT是全身扫描,探测范围广,可对全身的病情做出详尽的评估和检测,可明确肿瘤的原发灶及远处转移灶,可发现尚无临床症状的隐匿性肿瘤病灶;对肿瘤的分期有非常大的帮助,肿瘤的分期的明确,才能保证治疗方案的准确制定,使得治疗更加有针对性,更加有效;于此同时也可以提供准确的穿刺、活检部位及需要手术切除的部位。

③寻找原发灶及远处转移灶。比如很多患者以颈部淋巴结肿大为首发临床表现,但无法明确颈部病灶是原发灶还是远处转移灶,18 F-FDG PET-CT可以快速、无创的明确诊断。

④疗效评估:对肿瘤患者采取一定的治疗后,往往需要对病情做进一步的评估,以确定治疗是否有效,机体恢复情况及治疗方案是否需要调整,这些PET-CT都可以很好的解决。

⑤对肿瘤复发的诊断和对肿瘤进行再分期:肿瘤在手术治疗或放化疗后,术区或周围往往会出现纤维化、坏死等病灶,应用CT、MRI的传统检查方法很难将这些病灶与肿瘤术后残留灶及复发灶相鉴别,18 F-FDG PET-CT可以很好的区分这些病灶,并对治疗后的病灶分布进行再次的分期分级。

5 18 F-FDG PET-CT检查的注意事项

FDG因其反映的是葡萄糖代谢水平,所以受检患者必须严格控制血糖水平,将血糖水平控制到11.1 mmol/L以下,过高的血糖水平会是正常组织出现高代谢的摄取,影响图像的生成和判读;患者要保证空腹4~6 h,如何患者有糖尿病,可应用胰岛素等药物控制血糖至正常范围,方可进行检查。注射药物后应保持安静,减少走动和谈话,肌肉的运动会提高肌肉组织的葡萄糖摄取,干扰肿瘤显像,造成错误的诊断结果;过多的谈话会是喉部FDG代谢异常增高,特别怀疑喉部疾病的患者更应该注意避免干扰;如有颅内病灶者,尽量避光;患者注射药物之后,要尽量多喝水多排尿,便于药物循环吸收并充盈胃;胃部充盈不佳,会给诊断带来不确定性,需要反复的再次检查,或胃镜检查,加重患者的负担;检查前排尿,避免膀胱区的病灶受到遮挡而漏诊。

6 结语

18 F-FDG PET-CT作为非侵袭性,全身性的肿瘤检查手段,使医学影像达到了一个崭新的高度,具有里程碑样的意义,其可以在分子水平反映肿瘤的代谢变化,可早期、准确的对肿瘤进行诊断,能够在肿瘤的早期将其发现,具有非常重要的临床意义,我们一直提倡,“早发现、早治疗”的原则;肿瘤发现的越早,其治愈的机会就越大,可以选择的治疗方法也越多,可以系统的手术切除辅助放化疗,之后预防性治疗并定期复查,最大程度的保证了患者的存活时间和存活率,提高了患者的生活质量;反之,目前的医疗技术水平对晚期肿瘤的治疗方法不多,只能保守的放化疗和对症治疗,很难有手术彻底切除的机会;这使得各种晚期肿瘤患者的生存时间极短,生活质量较差;因此, PET-CT检查,为患者提供了检查肿瘤的利器,指明了治疗肿瘤的正确方向,评估全身状况,检测疗效,并制定个体化的治疗方案;虽然有其自身的局限性和不足之处,但随着技术的不断进步,新型示踪剂的研发,PET-CT机器的不断完善和更新换代,其在肿瘤临床方面的应用必将拥有广阔的前景。

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参考文献]

[1]王荣福.PET/CT分子影像新技术应用[M].北京:北京大学医学出版社,2011:750.

[2]翟士桢,杨志,杜进.18F-FDG 的放射性标记、显像原理与临床研究进展[J].同位素,2011(S1):59-67.

[3]王荣福,于明明.PET/CT 在肿瘤临床中的应用价值[J].肿瘤学杂志, 2009(1):73-75.

[4]廖凤翔,熊晓春,徐荣,等.18F-FDG PET/CT 的临床应用[J].南昌大学学报:医学版,2012(6):35-38.

[5]张曙光,宋平平,张百江.PET/CT 在肺癌治疗应用价值研究的现状[J].中华肿瘤防治杂志,2013(5):392-395,400.

[6]王全师,吴湖炳,王明芳,等.PET/CT 显像在肺癌诊断及分期中的初步应用[J].中华核医学杂志,2005(2):75-77,129.

[7]Chung JK,Lee YJ,Kim SK,et al.Comparison of [18F]tluorodeoxyglucose uptake with glucose transporter- 1 expression and proliferation rate in human glioma and nonsmall- cell lung cancer[J].Nucl Med Commun,2004,25(1):11-17.

(收稿日期:2014-11-21)