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第—部分：非小细胞肺癌患者肺、血池和肝脏本底值测定目的：通过测量非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者不同器官以及同一器官内不同部位PET CT本底SUV值,为临床上较为常用的靶本底比值(source to background ratio, SBR)法勾画非小细胞肺癌PET CT靶区提供合理的靶本底参数。材料与方法：选择2010年5月至2012年4月在我院PET中心行PET CT检查的85名非小细胞肺癌患者进入本研究。入组必须满足：1)血糖低于8.0mmol/L;2)未经任何根治性治疗；3)无远处转移。分期经两名放射治疗医师和两名放射诊断医师按AJCC/WHO2007版肺癌分期共同决定。采用Siemens Biographl6(HR) PET CT仪采集图像,获取的PET图像采用CT图像进行衰减校正,有序子集最大期望值法(oldered subsets expectation maximization, OSEM)进行迭代重建,4次迭代,6个子集,重建FOV700mm,矩阵168x168,像素大小为4mm x4mm x4mm,平滑滤波的半高宽(FWHM)为5mm。图像在True D软件进行选取感兴趣区域(region of interest, ROI)读取SUV值作为本底。每位患者的左肺上叶(left upper lobe,LUL)、左肺下叶(left lower lobe, LLL)、右肺上叶(right upper lobe, RUL)、右肺中叶(right middle lobe, RML)、右肺下叶(right lower lobe, RLL)、主动脉弓层(aorta)和肝左区(liver left zone, LILZ)、肝中区(liver median zone, LIMZ)口肝右区(liver right zone, LIRZ)以及肿瘤原发灶进行ROI勾画并记录最大SUV值(SUVmax)和平均SUV值(SUVave)。通过变异系数(coefficient of variance,CV)和方差分析方法分析各组织间以及组织内的SUV差异。结果：本研究显示,LUL、LLL、RUL、RML和RLL中的SUVmax的均数±标准差分别为0.71±0.25、0.83±0.38、0.75±0.42、0.77±0.42和0.99±0.51,SUVave的均数±标准差分别为0.40±0.13、0.48±0.19、0.41±0.19、0.45±0.24和0.57±0.31。LUL和LLL之间的SUVmax和SUVave差异有统计学意义(P=0.0128和P=0.0011),同样在LUL与RLL(P=0.000和P=0.000)、LLL与RLL(P=0.0217和P=0.0255)、RUL与RLL (P=0.0011和P=0.0001)以及RML与RLL (P=0.0030和P=0.0069)之间的差异有统计学意义。血池的SUVmax和SUVave分别为2.24±0.41和1.62±0.33。肝脏的左、中、右区的SUVmax分别为3.17±0.59、3.17±0.54和3.24±0.58,其SUVave分别为2.26±0.35、2.32±0.37和2.33±0.40。肝脏内不同区域的SUVmax和SUVave之间无统计学差异。肺脏、血池和肝脏SUVmax的CV值分别为51.3%、18.3%和17.7%：其SUVave的CV值分别为49.2%、20.3%和16.1%。结论：在非小细胞肺癌患者中,组织本底SUV值不仅在不同的器官间存在差异,而且在同一器官内不同部位SUV值也存在着差异,临床上在应用靶本底相关方法勾画靶区、进行疗效评估或者预后评判时,必须注意此差异。第二部分：模拟呼吸运动影响模体PET CT靶体积目的：通过模拟人三维呼吸运动比较运动状态和静止状态下采集PET CT图像之间的靶体积差异,探讨运动状态下PET CT靶体积合理的勾画方法。材料与方法：实验用模体NEMAICE-body Phantom Set模体,内有6个固有球体,体积分别为0.52ml、1.15ml、2.6ml、5.5ml、11.4ml和26.5ml(内径分别为10mm,13mm,17mm,22mm,25mm和37mm)的有机玻璃标准球体。向模体内添加放射性浓度为0.16uCi/ml的均匀18F-FDG溶液,以模拟人体内肺组织的正常本底。自制的模拟呼吸运动平板是由三块亚克力有机玻璃板组成,分别为驱动板,位移槽板和平载板。驱动板是一块上面固定着一减速电机,连接着调速器等,用于牵动平载板；位移槽板用于引导平载板运动；平载板用于使平载板沿斜槽内的斜块作三维运动。动态与静态PETCT扫描Siemens Biograph16(HR) PET CT仪。CT扫描采用120mAs,120Kv,扫描层厚5mm,重建层厚4mm。PET扫描1个床位,轴向视野每个床位15.5cm,采集时间2.5min/床位,三维采集。PET图像采用CT图像进行衰减校正,有序子集最大期望值法(OSEM)进行迭代重建,4次迭代,6个子集,重建FOV700mm,矩阵168x168,像素大小为4mm x4mm x4mm,平滑滤波的半高宽(FWHM)为5mm。勾画靶区软件为MIM5.6.6。先将重建好的CT和PET图像数据(DICOM格式)导入该软件,软件融合PET和CT数据,然后选用不同方法勾画靶区。靶体积勾画方法包括SUV2.5、SUV40、SUV50、静态SBR法和动态SBR法。比较分析何种勾画方法更接近实际球体体积。4D CT扫描动态和静态模体,用于比较动态PET扫描所得靶体积的比较。结果：在动态组,静态SBR法(不考虑运动因素影响)勾画的体积结果与真实体积的相关系数最优(r=0.969,p<0.000)。在静态组中,50%SUVmax法勾画的体积结果与真实体积的相关系数最优(r=0.971,p<0.00)。结论：静态靶本底比值法在勾画靶区时可能更贴近临床实际。第三部分：组织本底值对肺癌PET CT靶体积确定的影响目的：应用不同勾画方法勾画非小细胞肺癌PETCT靶区,探讨组织本底SUV值对SBR法勾画PETCT靶体积的影响。材料与方法：选择2010年5月至2012年4月在我院PET中心行PETCT检查的37位非小细胞肺癌患者进入本研究。入组条件包括：1)血糖低于8.0mmol/L;2)未经任何根治性治疗；3)无远处转移。分期经两名放射治疗医师和两名放射诊断医师按AJCC/WHO2007版肺癌分期共同决定。采用Siemens Biograph16(HR) PETCT仪采集图像,CT扫描采用120mAs,120Kv,扫描层厚5mm,重建层厚4mm。PET扫描5个床位,轴向视野每个床位15.5cm,采集时间2.5min/床位,三维采集。PET图像采用CT图像进行衰减校正,有序子集最大期望值法(OSEM)进行迭代重建,4次迭代,6个子集,重建FOV700mm,矩阵168x168,像素大小为4mmx4mmx4mm,平滑滤波的半高宽(FWHM)为5mm。将图像上传至True D工作站,应用True D软件勾画肺癌PET CT靶体积。每位患者的左肺上叶(left upper lobe, LUL)、左肺下叶(left lower lobe, LLL)、右肺上叶(right upper lobe, RUL)、右肺中叶(right middle lobe, RML)、右肺下叶(right lower lobe,RLL)、主动脉弓层(aorta)和肝左区(liver left zone, LILZ)、肝中区(1iver median zone, LIMZ)和肝右区(liver right zone, LIRZ)以及肿瘤原发灶进行勾画感兴趣区域(region of interest, ROI)并记录最大SUV (SUVmax)值和平均SUV(SUVave)值。分别采用SUV绝对值2.5法(SUV2.5)、最大SUV值的40%和50%法(SUV40,SUVso)和靶本底比值法(source to background ratio, SBR法)进行靶区勾画。SBR法分别采用全肺、肿瘤所在肺叶、血池和肝脏的SUVmax和SUVave做为本底参数(勾画靶区简写为GTVTLAGTVLLA、GTVAA、GTVLA、GTVTLM、GTVLLM、 GTVAM和GTVLM)。比较不同方法勾画的靶体积与做为参考的CT靶体积之间的差异。结果：用于PET CT靶区勾画的12种方法GTVCT、GTV2.5、GTV40%、GTV50%、 GTVTLA、GTVLLA、GTVAA、GTVLA、GTVTLM、GTVLLM、GTVAM和GTVLM勾画的靶体积结果中位数分别为16.28、11.82、8.01、5.47、16.22、16.69、10.58、9.05、14.24、14.59、9.05和7.36cm3。不同方法勾画得出的靶体积存在较大差异。SUV2.5SUV40,SUV50与CT靶体积的相关系数分别为0.788,0.660和0.628。应用不同靶本底做为SBR法参数勾画的靶体积与CT靶体积相比以,肿瘤所在肺叶的平均SUVave为本底SBR法(GTVLLA)所得的相关系数最高(r=0.81)。结论：本研究提示,SBR法相对于其他方法与参考CT靶体积更加接近。本底值参数的选取影响SBR法靶区勾画结果。在应用SBR法勾画时建议应用肿瘤部位所在肺叶的本底平均值(SUVave)。