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肿瘤组织乏氧是恶性实体肿瘤的一个重要生物学特征，其乏氧程度与临床放疗效果密切相关，许多研究表明肿瘤组织的乏氧程度与其对放疗的抵抗性呈正相关。因此，识别和量化肿瘤乏氧不但可预测预后，对某些患者进行放化疗增敏治疗或增加其乏氧区域的放射剂量，还可改善其预后。可是，使用常规临床预后性变量（如肿瘤尺寸、临床分期或组织学类型等）并不能检测出肿瘤的乏氧状态。