医学影像在肿瘤放疗中应用培训

医学影像在肿瘤放疗中应用

2002年12月1第一页，共82页。放射治疗发展时期1维根据临床判断和经验及体表标志来设野剂量计算只能选择感兴趣点2维设野依据X片所显示的解剖结构等剂量曲线3维根据3维图像进行设野剂量显示为体积剂量并可作统计分析2第二页，共82页。计划验证图像采集现代肿瘤放疗流程图

计划设计网络传输质控计划实施3第三页，共82页。常用于放疗的医学影像X线同位素图像（单光子和双光子）MRI/MRS超声图像电子射野成像（EPID)4第四页，共82页。5第五页，共82页。LocalizationVirtualSimulationVerificationCTAcquisitionDatatransferredtoAcQSIMconsolePilotContourRTPIsocenterManagerIsocenterManagerPreviewContourwhiletransferringscansAdjustfieldsPatientMarkedPatientLeavesVirtualFluoroSelectBeamParametersOptimizeDRRs/DCRsIsocenterManagerPrintDRRs/DCRsBlockMenuPrintDRRs/DCRsImportRTPDataContour(ifrequired)6第六页，共82页。确定病人体位与固定装置病人的体表标记CT扫描将CT图像传输到CT虚拟模拟工作站原始坐标的确立靶区的勾画和等中心确立根据新的等中心来进行病人体表标记勾画治疗靶区和关键器官射野的确定将治疗计划传输到TPS中进行计划计算准备治疗的文件材料必要的射野和治疗计划的验证CT模拟定位步骤7第七页，共82页。二维与三维模拟定位差异8第八页，共82页。能勾画肿瘤和正常组织/器官的轮廓9第九页，共82页。10第十页，共82页。11第十一页，共82页。12第十二页，共82页。13第十三页，共82页。常规模拟与CT模拟的比较常规模拟CT模拟图像获得常规X光透视CT扫描，虚拟透视图像显示单一，平面任意切面，三维显示等中心确定骨性标志，气腔等系统自动确定模拟过程患者始终保持治疗位完成CT扫描后可离开靶区及危险器官图像获取常较差清晰显示，任意角度射野间关系不能显示不同角度任意显示计划设计简单复杂，多野非共面图像处理、融合功能无有剂量计算、DVH简单，误差大，无复杂，误差小，有动态图像有无，DRR图像质量差成本低,直接显示病人与治疗床关系高，无法显示14第十四页，共82页。不同模拟定位技术优缺点的定量比较15第十五页，共82页。定位CT扫描诊断CT扫描平板床与治疗床一致，降低图像信息采集能与一些固定装置相联激光定位装置必需，还有内坐标系统CT值精确性要求高层厚有利于三维重建和DRR造影剂有利于肿瘤确定，但影响剂量计算假体影响图像质量,靶区确定,剂量计算弧形床提供较好的图像信息采集不能激光定位装置非必需CT值精确性要求不高层厚降低伪影，提高诊断准确性造影剂常用，提高肿瘤诊断准确性假体影响图像质量和诊断不同CT扫描的条件与要求的异同点16第十六页，共82页。定位CT扫描诊断CT扫描病人的扫描体积和重建区域会影响剂量计算准确性感兴趣区域在重建区域外影响图像质量器官扫描时充盈状态常需要充盈病人体位常依赖于病人治疗体位呼吸状态自由呼吸，降低了图像质量固定装置需要，以降低摆位误差扫描时间长，需要高散热球管病人的扫描体积和重建区域不影响相同影响器官扫描时充盈状态通常无影响病人体位从提高图像质量方面考虑呼吸状态深吸气后屏气，提高图像质量固定装置不需要，或用于儿童病人扫描时间短，一般球管也行不同CT扫描的条件与要求的异同点（续）17第十七页，共82页。PET图像在肿瘤放疗中的应用18第十八页，共82页。

PET的发展现状PET应用重点的改变

...80年代中期2000世界上PET的应用方向神经科心脏科肿瘤19第十九页，共82页。511keV光子511keV光子正电子20第二十页，共82页。γ光子探测示意图符合电路探测器电子正电子511Mev湮没辐射光子原子核511Mev湮没辐射光子探测器21第二十一页，共82页。用于PET扫描的同位素

半衰期

18F110分

11C20分

15O2分22第二十二页，共82页。功能性影像生化生理功能分类分子显像基因显像23第二十三页，共82页。24第二十四页，共82页。PET的临床应用判断肿快性质肿瘤恶性程度分级判断肿瘤生物学活性（增殖，乏氧等）用于肿瘤受体表达的检测准确临床分期监控肿瘤对治疗的反应性鉴别治疗后肿瘤残存或复发判断治疗预后25第二十五页，共82页。一些概念

黄金诊断标准

+(如病理学）

-PET（+）+(a1)-(a2)PET（-）+(b1)-(b2)敏感性：黄金诊断为阳性而能某一实验诊断方法检出率（a1/(a1+b1)

反之为假阴性率（所对应的为假阴性b1/(a1+b1))特异性：某一实验诊断方法为阳性中能被黄金诊断所证实率（a1/(a1+a2)

反之为假阴性率（所对应的为假阳性a2/(a1+a2))准确性：某一实验诊断正确数/总样本数(a1+b2)/(a1+a2+b1+b2)26第二十六页，共82页。PET在头颈肿瘤中价值发现潜在颈部转移病灶颈部淋巴发现肿瘤灶，寻找原发肿瘤病灶头颈肿瘤同时伴发或转移性肺内病灶的发现治疗后肿瘤残留或复发27第二十七页，共82页。发现潜在颈部转移病灶（1）意义：1）颈部淋巴结阳性与否对预后密切相关颈淋巴结阴性：5年生存率65%

阳性：29%

（455例头颈肿瘤资料）

2）颈部淋巴结阳性与否与治疗方法选择相关手术范围，照射剂量和范围，是否需要综合治疗28第二十八页，共82页。发现潜在颈部转移病灶（2）常规的检查体检：依据淋巴结的大小，活动度和质地假阳性和阴性率均在20-28%CT：大小淋巴结中央有无坏死外形淋巴结的分组胞膜外有无侵犯29第二十九页，共82页。常用发现颈淋巴结转移的手段与临床价值30第三十页，共82页。颈部淋巴发现肿瘤灶，寻找原发肿瘤灶灶应用CT或MRI15-20%体检+CT/MRI+活检>40%PET检查的加入并未提高原发灶的发现率31第三十一页，共82页。头颈肿瘤同时伴发或转移性肺内病灶的发现Keyes资料：体检+CT/MRI+活检为主要的方法单纯根据PET检查结果无法作出推论

6例（45例中）阳性

2例仅为阳性

4例为假阳性32第三十二页，共82页。治疗后肿瘤残留或复发（1）肿瘤病灶治疗后残留或复发的早期发现有重要临床意义：

颅外的头颈肿瘤约1/3的死亡与对肿瘤残留或复发诊断和处理不与时有关33第三十三页，共82页。治疗后肿瘤残留或复发（2）现有的临床体检和检查手段均难达到早期目的原因：1）病灶常处于粘膜下

2）治疗后水肿和/或纤维化影响了诊断

3）放疗后活检对判断肿瘤残留/复发价值存在争论

4）手术切取活检能提高诊断准确性，但易引发放射损伤出现34第三十四页，共82页。Greven报道：

放疗结束后1，4个月分别行PET检查所有可疑肿瘤病灶均在治疗后4-11个月经活检获得病理证实结果：放疗后1个月—3/16出现复发，假阴性率18%

放疗后4个月—0/11出现复发，假阴性率为0%

放疗后1个月+6/6出现复发，假阳性率0%

放疗后4个月+6/7出现复发，假阳性率17%35第三十五页，共82页。PET在鉴别头颈肿瘤治疗后肿瘤残留或复发中的价值36第三十六页，共82页。鉴别肿瘤复发或残留与正常组织坏死37第三十七页，共82页。鉴别肿瘤复发或残留与正常组织坏死38第三十八页，共82页。PET在头颈肿瘤中价值发现潜在颈部转移病灶颈部淋巴发现肿瘤灶，寻找原发肿瘤病灶头颈肿瘤同时伴发或转移性肺内病灶的发现治疗后肿瘤残留或复发可用于鉴别肿瘤残留和/或复发与脑坏死39第三十九页，共82页。PET在肺癌中的应用肺内结节定性诊断肺癌的临床分期(T，N，M分期）肿瘤复发灶确定40第四十页，共82页。41第四十一页，共82页。肺内结节定性诊断（1）肺内结节定性判断：过去通常采用随访方法，与前X片或CT片比较，若2年内结节无明显增大，被定性为良性肿瘤动态增强CT扫描，对结节定性判断有一定价值。42第四十二页，共82页。肺内结节定性诊断（2）FDG-PET对肺内结节为10mm左右测定的价值：

敏感性：96%

特异性：88%

准确性：94%43第四十三页，共82页。44第四十四页，共82页。肺内结节定性诊断（3）FDG-PET扫描价值：

阴性的价值教高。

因为假阴性率低（即PET扫描阴性，而后来被证实为是恶性肿瘤）阴性的原因：1）肿瘤小，PET分辩率低所致

2）类癌，肺泡细胞癌若肿瘤直径10mm，PET扫描阴性对该患者处理以随访，此并不损害病人的利益。45第四十五页，共82页。肺内结节定性诊断（4）FDG-PET阳性价值也较高

对于年龄>60岁，特异性能达90%

假阳性（扫描阳性，而后来证实为不是恶性肿瘤）的原因：一般感染病灶，结核，风湿病灶等对于PET扫描阳性的病灶，除非能排除是非肿瘤原因所致，一般应考虑为恶性肿瘤。

46第四十六页，共82页。肺内结节定性诊断（5）

1）PET+CT检查联合应用能使15%患者避免不必要的手术

2）经济效益方面考虑，每位患者能节省医疗支出为1192美圆。47第四十七页，共82页。肺癌的临床分期T分期目的：在于正确区分I-IIIa期和IIIb-IV期肿瘤。T分期：

1）T分期状态主要依赖于其它的检查手段，因目前PET的分辩率较低，对肿瘤的大小和外侵程度常估计不足。

2）PET主要用于良恶性的鉴别。48第四十八页，共82页。49第四十九页，共82页。肺癌的临床分期N分期（1）N分期：

CT/MRI标准：短径>1cm

准确率：56-82%（CT)50-82%（MRI)PET准确率为：81-100%50第五十页，共82页。51第五十一页，共82页。肺癌的临床分期N分期（1）PET能使24%CT诊断的N分期进行校正有作者认为，对于CT诊断为I期，PET显示纵隔和肺门淋巴结为阴性患者无必要行纵隔镜检查应用PET进行N分期可避免对一些患者采用不必要手术治疗目前正在开展临床研究是否能用PET代替纵隔镜进行治疗前的临床分期，来指导治疗。52第五十二页，共82页。肺癌的临床分期M分期（1）M分期确诊时，44%患者已有远处转移应用PET扫描能使近40%患者临床处理需要进行调整53第五十三页，共82页。肺癌的临床分期M分期（2）肾上腺肺癌确诊时，约20%患者肾上腺上有占位敏感性为100%，特异性为80-100%骨转移肺癌确诊时，约12-19%患者已有骨转移敏感性特异性准确性同位素扫描90%61%PET扫描90%98%96%54第五十四页，共82页。肺癌的临床分期M分期（3）脑转移肺癌确诊时，约6%患者有脑转移由于脑为糖高代谢区，PET扫描的敏感性仅为68%，因而，从目前资料来看，PET不能替代CT/MRI用于脑转移的检查。肝脏

肝脏转移很少独立发生，尤其是在淋巴结转移阴性下，因而肝脏转移检测对临床治疗影响不大准确性敏感性特异性

CT85%93%77%PET92%97%88%55第五十五页，共82页。肿瘤复发灶的确定

由于肺癌一线治疗疗效差，因而复发灶的早期诊断并不象头颈肿瘤那样能显著提高生存疗效。

PET扫描：准确性78-92%

敏感性97-100%

特异性62-100%

假阳性可发生在手术和/或放疗后一段时间内，因而若采用PET检查建议在治疗后的4-5个月后以避免假阳性（头颈肿瘤不同）56第五十六页，共82页。57第五十七页，共82页。58第五十八页，共82页。监控肿瘤对治疗反应性HD和NHL44例经治疗后37例在CT下可见肿瘤残留

13/44+全部出现复发仅1例患者PET检查为阴性而出现复发

PET+2年无瘤生存率为0%PET-2年无瘤生存率为95%27例淋巴瘤患者治疗后随访15例出现复发治疗结束时PET+12例还存活者治疗结束时11例PET-59第五十九页，共82页。用于判断预后（1）脑肿瘤

高度恶性肿瘤（III-IV级）

FDG高摄取中位生存期为5个月

FDG低摄取为19个月低度恶性肿瘤（I-II级）（28例）

FDG高摄取9例中6例已死亡

FDG低摄取19例中1例已死亡

60第六十页，共82页。用于判断预后（2）肺癌61第六十一页，共82页。SUV10117例SUV>1038例62第六十二页，共82页。类似研究见于：125例NSCLC（JClinOncol1999173201-6）多因素分析：临床分期，一般情况和SUV对预后有影响63第六十三页，共82页。PET在放疗计划中应用

34例病理确诊为肺癌患者，每位患者治疗前均进行PET检查。

CT放射野(CP):根据CT勾画靶区，包括原发灶，肺门和纵隔淋巴结。

PET放射野(PP):根据PET勾画靶区结果：12/34照射野外形和大小有明显改变，10例射野缩小。CP面积为182cm2,PP面积为167cm2

在有肺不张患者中，CP面积和PP面积差异显著。

64第六十四页，共82页。65第六十五页，共82页。66第六十六页，共82页。67第六十七页，共82页。CT和PET融合方法1）CT-PET机2）CT和PET进行图像融合CTPET68第六十八页，共82页。PET/CT的优点

技术特点综合一体化系统更准确数据定位减少移动误差综合PETandCT功能与解剖影像结合

临床意义一次性完成病人影像诊断

（须具备低噪音的衰减校正）改善病人诊断方案（手术/放疗）图像融合更容易更容易分析图像病况，有利于医生诊断69第六十九页，共82页。通过体模检测，融合误差<5mm通过该种融合模式可将功能图像融合入解剖图像(如CT）中70第七十页，共82页。71第七十一页，共82页。用于PET扫描的同位素

半衰期

18F110分

11C