研究背景肺癌是危害人类健康的主要疾病之一，在许多国家居癌症死亡原因的首位。肺癌的诊断与治疗一直是医学研究领域的重点攻关课题。肺癌的诊断包括影像学、免疫学、内窥镜（支气管镜、纵膈镜、胸腔镜）和病理学（痰中脱落细胞、经皮穿刺活检）等检查。影像技术在肺癌的诊断、分期和随访中起着重要的作用。随着临床工作的深入，医学工作者发现单纯CT和PET检查都有一定的局限性。21世纪初，由于电子技术的进步，出现了PET和CT两种设备同机融合的PET／CT，它使影像信息互补，克服了单纯CT和PET的不足，提高了肿瘤定位、定性和定量诊断的准确性，是当今最先进的医学影像设备之一。PET／CT在临床上的应用仅数年时间，在肿瘤诊治中的价值国内外也有文献报道，但缺乏针对单病种的系统研究。本课题设计的目的是通过系统分析和研究PET／CT在肺癌诊断、分期和疗效评价中的作用，提高肺癌的诊治水平，为制定有效的影像学诊断标准提供依据，使PET／CT技术更好的为肿瘤患者服务。研究目的1．通过比较PET／CT与单纯CT和PET在肺部结节或肿块诊断中的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值，评价PET／CT在肺癌诊断中的临床价值；分析CT值和SUV值在肺部良、恶性病变鉴别诊断中的作用；总结PET／CT图像表现类型以及影像学特征，提高肺癌诊断与鉴别诊断的准确性。2．比较分析PET／CT与单纯CT和PET在肺癌TNM分期中的准确性，评价PET／CT在肺癌临床分期中的意义和对治疗方案的影响。3．从形态学改变和分子代谢两个层面比较研究CT和PET在肺癌疗效观察中的作用，评价PET／CT对肺癌疗效评估的意义，探索¹⁸F-FDG PET代谢显像评价肺癌疗效的评定标准。材料与方法1．研究对象参与本研究共209例患者，病理确诊123例，临床确诊86例，其中因肺部结节或包块检查者128例（确诊肺癌94例，肺转移瘤2例，肺良性病变32例），肺癌治疗后随访患者81例。2．显像剂¹⁸F-FDG。自行生产合成，符合质量控制要求。3．成像仪器美国GE公司Discovery LS PET／CT。4．检查方法患者禁食6小时以上，检查当日禁止做剧烈运动。检查前查血糖，测身高、体重。显像剂注射剂量5.55MBq／kg体重，注射后40-60分钟进行全身（从头至股骨上段）或体部（从鼻咽部至股骨上段）显像。延迟显像于注射后3小时进行采集。CT采集条件：球管电压140KV，电流90-120mA，层厚5mm，矩阵512×512，球管旋转速度0.5s／周，扫描方式HQ模式，扫描视野50cm。PET采集和重建条件：层厚4.25mm，矩阵128×128，采集时间4-6min／床位。重建条件：迭代重建，子集28，迭代次数2。重建层厚4.25mm。PET／CT三维图像融合和重建由Xeleris工作站完成。5．图像评定CT图像由有经验的放射科医师阅片。所有CT图像来源于检查前4周内不同医院胸部平扫或增强CT以及本院PET／CT平扫CT图像，如PET提示病变部位，必要时加诊断条件CT扫描。PET图像由核医学医师评估。PET／CT融合图像由放射科和核医学科医师共同阅片和讨论。依据图像表现特征及患者病史、症状、危险因素等综合分析分别独立地做出CT、PET和PET／CT的诊断。最终以病理或临床确诊结果为评定标准，判断各检查手段诊断的准确性及其它相关指标。FDG摄取量用标准摄取值（SUV）的平均值和最大值表示。CT值取相应FDG最高浓聚的部位，用平均值表示。根据1997年世界卫生组织（WHO）颁布的NSCLC TNM临床分期标准，对CT、PET和PET／CT分别进行TNM分期。对肺癌治疗效果的评价：RECIST标准主要基于CT或MRI观察原发病灶（靶病灶）与转移病灶（包括淋巴结转移和脏器转移病灶，非靶病灶）的形态学改变，了解有无新发病灶。PET判定肿瘤治疗效果的标准目前还不十分明确，我们根据自己的经验，参照CT治疗效果评定标准，将靶病灶和非靶病灶按FDG浓聚程度分为FDG阴性，SUV减低，SUV不变，SUV增高和有无新发病灶。FDG阴性指医师视觉判断的病灶FDG代谢与所在器官的正常组织代谢程度相同。SUV减低或增高指检查前后同一病灶自身SUV值的比较，SUV减低或增高20％以上视为摄取减低或增高。首次检查的非手术患者参考我院93例肺癌SUV平均值±1个标准差（12.72±7.24），即大于20为FDG摄取增高，小于6为FDG摄取减低。对于手术病人，原发病灶部位出现FDG摄取即为增高。CT和PET对肺原发病灶治疗效果评价分为：①病灶消失（FDG阴性），②病灶缩小（SUV减低），③病灶稳定（SUV不变），④病灶增大（SUV增高）和⑤无法确定五组。淋巴结转移和脏器转移病灶效果评价分为：①病灶消失（CT：淋巴结大小恢复正常，脏器病灶消失；PET：FDG阴性），②部分缓解（CT：病灶缩小或部分病灶消失；PET：SUV减低），③病灶稳定（CT：大小和数目无变化；PET：SUV无变化），④病灶进展（CT：病灶增大或有新病灶出现；PET：SUV增高或有新阳性病灶出现）四组。对治疗效果的综合评价分为：完全缓解（CR）、部分缓解（PR）、病情稳定（SD）和疾病进展（PD）。CR指所有已知病灶消失（FDG阴性），PR指病灶缩小（SUV减低），PD指病灶增大（SUV增高）或出现新病灶，其他归为病情稳定（SD）。6．统计分析所有数据用SPSS 10.0软件进行T检验、秩和检验、卡方检验和相关分析，P＜0.05为有统计学差异。结果1．肺内结节或肿块的良、恶性鉴别诊断（1）敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值：PET／CT分别为97.92％、93.75％、96.88％、97.92％和93.75％；PET／CT检查前胸部CT为90.22％、43.75％、78.23％、82.19％和60.87％；PET／CT同机CT为94.68％、53.13％、84.13％、85.58％和77.27％；PET为97.92％、56.25％、87.50％、87.04％和90.00％。PET／CT与检查前胸部CT、同机CT和PET比较诊断的特异性、准确性和阳性预测值提高显著（P＜0.01），敏感性（P＜0.05）和阴性预测值（P＜0.01）较胸部CT提高，与同机CT和PET比较无统计学差异（P＞0.05）。（2）在肺部良、恶性组中，CT值有统计学差异（P＜0.001），良性组CT值偏低，波动范围大。CT值小于16.27Hu和大于54.27Hu（本组93例恶性组CT平均值±2个标准差，35.27±2×9.50）多见于良性病变，介于两者之间多系恶性。SUV在肺部良、恶性组之间无显著差异。延迟显像良、恶性病变SUV均增高，有统计学差异（良性组P＜0.05，恶性组P＜0.01），恶性组增高程度略高于良性组。SUV与病灶大小呈明显的正相关（相关系数0.505，P＜0.01），与肺癌类型、病理类型和有无转移无明显关系（P＞0.05）。（3）肺内结节或肿块在PET／CT图像上分为四种表现类型，每一类型的诊断与鉴别诊断要点不同。此外，胸腔积液患者PET／CT检查有助于明确肿块和胸水性质。①肺内结节或包块FDG浓聚并发现远处器官有FDG异常摄取，可明确诊断为恶性肿瘤。本组128例病人PET／CT检查后发现，远处器官有异常FDG浓聚者占32.0％，其中68.3％的患者合并有肺门、纵膈、锁骨上淋巴结FDG摄取，2例肺内病灶诊断为转移灶，原发灶为结肠和肝脏，病理或临床随访结果证实诊断完全符合。②肺内结节或包块FDG浓聚且伴有肺门或纵膈淋巴结FDG摄取，多考虑为恶性病变，但也存在一定的假阳性。32例肺部良性病变伴有肺门或纵膈淋巴结FDG显影6例，假阳性率18.8％。4例结核诊断正确，主要依据代谢高的淋巴结趋于钙化。2例误诊为肺癌（结节病和结核各1例）。③肺内结节或包块FDG浓聚，全身其余部位未见异常FDG浓聚灶，常考虑为恶性病变，但要排除假阳性。本组32例肺良性病变中，10例为单个病灶FDG显影，假阳性率31.3％。PET／CT诊断全部正确，其中炎性病变7例，结核2例，炎性肉芽肿1例。主要根据PET／CT图像特点并结合病史、其他影像学资料以及相关实验室检查等综合分析。94例肺恶性病变，单个病灶显影24例，PET／CT诊断正确22例，2例误诊为肺炎性病变。④肺内结节或包块无FDG摄取，多考虑为良性病变，但要排除假阴性。本研究病灶FDG不摄取17例，其中良性16例，恶性1例（PET误诊为良性）。PET／CT根据CT典型的肺癌表现特征（如浅分叶、偏心性厚壁空洞、兔耳征等）诊断为恶性。2．对肺癌临床分期和治疗方案的影响（1） PET／CT和CT、PET临床T分期结果有统计学差异（P＜0.001）。与PET／CT比较：CT错误分期9.6％，表现在T1和T2期，其原因为CT对合并胸水及肺不张或阻塞性肺炎的病人无法确定肿瘤界限，很难准确测量病灶大小；PET错误分期31.9％，主要在T3和T4期，因PET对交界部位肿瘤定位困难、无法显示邻近组织是否受侵及有无胸水。（2） PET／CT和CT、PET临床N分期结果有统计学差异（P＜0.001）。与PET／CT比较：检查前胸部CT、同机CT和单纯PET诊断错误率分别为36.2％、29.8％和1.06％。PET假阴性很低（1例），但PET对淋巴结转移灶不能准确定位，占12.0％。PET／CT能检出CT上小于1.0cm的淋巴结，比胸部CT、同机CT多发现淋巴结转移灶分别为55.9％和45.5％。PET／CT发现本组的淋巴转移率为60.6％。好发部位为左下气管旁（4L）20％，左气管支气管（10L）32％，锁骨上（X）32％，右气管支气管（10R）33％，隆凸下（7）39％和右下气管旁（4R）40％。淋巴转移与原发肿瘤的发生部位、肿瘤类型、病灶大小、病程和病理类型无明显关系（P＞0.05）。（3） PET／CT和CT、PET临床M分期结果有统计学差异（P＜0.001）。与PET／CT比较：检查前胸部CT、同机CT和单纯PET诊断错误率分别为31.9％、10.6％和1.06％。PET／CT全身扫描能够准确发现远处转移灶，较单纯胸部CT、同机CT和PET多发现远处转移灶分别为82.3％、40.5％和13.4％。PET假阴性虽然很低，但对28.2％的远处转移灶不能准确定位。PET／CT发现本组病例远处转移率为42.6％。其分布为骨转移27.7％，脑转移8.7％，肝脏、肺脏、胸膜转移8.5％，肾上腺转移5.3％，腹膜、胰腺转移2.1％，其他脏器转移3.2％。脑转移和肺转移CT阳性检出率较PET为高；肾上腺转移CT和PET检出率相同；骨骼、肝脏、胸腹膜等其他脏器转移PET检出率较CT为高。脏器转移与原发肿瘤的发生部位、肿瘤类型、病灶大小、病程和病理类型均无明显关系（P＞0.05）。（4） PET／CT和CT、PET临床TNM分组分期结果有统计学差异（P＜0.01）。与PET／CT比较：检查前胸部CT、同机CT和单纯PET诊断错误率分别为44.7％、21.3％和10.6％。PET／CT分期对治疗方案的影响较大。94例患者检查后，30.9％改变了原治疗方案。其中手术治疗61例改为32例，放疗和／或化疗33例改为62例。28例PET／CT检查后，因发生转移或手术切除难度大而放弃手术治疗，1例患者原计划行放化疗，改为手术治疗。3．肺癌疗效评价（1） PET／CT对原发肿瘤效果评价81例100人次PET／CT检查，PET与CT对原发肿瘤效果评价不一致者占24％（P＜0.05），13％的患者CT无法确定是治疗后改变还是肿瘤复发，PET均能够做出准确判断。40人次治疗前后PET／CT比较，PET与CT对原发肿瘤效果评价不一致高达60％（P＜0.05）。主要表现在放疗后的患者，病灶消失CT为6例，PET为9例；病灶好转CT为11例，PET为8例；病灶未变CT为5例，PET为0和病灶加重CT为1例，PET为5例。（2） PET／CT对淋巴和脏器转移效果评价PET和CT对淋巴结转移效果的评价不一致者占29％，有统计学差异（P＜0.01）。如CT评定病灶稳定组67例，而PET评定病灶稳定仅43例，其余3例阴性，3例缓解，18例进展。PET较CT多发现新发病灶19例。PET和CT对脏器转移效果评价不一致占20％（P＜0.01）。如CT评定病灶稳定组73例，而PET评定病灶稳定仅53例，其余阴性2例，减低6例，进展12例。PET较CT多发现新发病灶12例。（3） PET／CT对治疗效果的综合评价PET和CT两种显像方法对治疗效果评价不一致占25％（P＜0.01），6％的患者CT无法确定是治疗后改变还是肿瘤复发，PET均能够做出准确判断。PET较CT多发现淋巴转移48.7％，脏器转移31.6％。PET对CT完全缓解14例修正3例，部分缓解14例修正3例，病灶稳定25例修正19例，对CT无法判断的6例患者，PET修正为部分缓解2例，进展4例。结论1．PET／CT对肺内结节或肿块诊断的特异性、准确性和阳性预测值较单纯CT和PET显著提高。在肺部良、恶性病变鉴别诊断中CT值有一定参考作用；SUV帮助不大；SUV与病灶大小呈明显的正相关，与肺癌类型、病理类型和有无转移无明显关系；肺内结节或肿块在PET／CT图像上表现为四种类型，掌握每种类型影像学特征，结合病史和其他实验室检查等综合分析在肺内良、恶性病变鉴别诊断中起重要作用。2．PET／CT对肺癌临床分期明显较单纯PET和CT准确，对制定治疗方案具有重要的临床指导价值。PET／CT能够解决PET对交界部位肿瘤定位困难、无法显示邻近组织是否受侵及有无胸水和CT对合并胸水、肺不张或阻塞性肺炎的病人无法确定肿瘤界限以及准确测量病灶大小的问题；能够检出小于1.0cm的淋巴结转移灶；能够发现意想不到的远处器官转移；能够克服CT在骨骼、肝脏、胸腹膜等和PET在脑及肺转移阳性检出率低的局限性；能够对淋巴结和远处器官转移灶准确定位。3．PET／CT能准确判断肺癌疗效，使再分期更为合理。评价肿瘤治疗效果，以肿瘤代谢改变和形态大小改变依据不同，PET／CT显示病灶代谢与结构变化不同步，PET可发现更多淋巴及脏器转移，CT可帮助准确定位，两者结合可有效反映肺癌治疗后的病情变化。SUV值作为半定量观察指标对肿瘤治疗效果评价有一定意义。4．PET／CT评价肺癌疗效标准探索结论三指出，PET／CT对肺癌疗效能够做到准确判断。因此，我们提出应该建立肺癌治疗的功能显像评价标准，与基于形态学的肿瘤疗效评定的RECIST标准进行对比研究，使再分期更为合理。当然，进一步完善肺癌疗效评定的功能显像标准还需要做很多深入的工作。