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【关键词】 肺癌；核素18氟标记；诊断
肺癌是最常见的肺部原发性恶性肿瘤，半个世纪以来世界各地包括我国肺癌的发病率和病死率逐年上升。肺癌的预后与临床分期密切相关，0～Ⅳ期肺癌的五年生存率从90％降到5％以下。因此，早期发现、早期诊断并正确分期对于延长肺癌患者的寿命、改善患者的生存质量具有十分重要的意义。目前，虽然已有X线胸片、CT、纤维支气管镜、痰细胞学、经皮肺穿刺、胸腔镜或开胸手术等多种诊治方法，但对肺癌的敏感性和特异性均不太理想，或因损伤大而被患者拒绝接受。近20年来，核素18氟标记的2-（氟-18）-2-脱氧葡萄糖（FDG）的正电子发射体层成像（PET）逐渐发展起来［1］。PET具有在组织器官功能、代谢改变的早期阶段发现异常的能力，PET还可以深入到细胞受体水平，标记核酸，甚至标记基因探针，并且具有基因显像的能力［2］，对肺癌的早期诊断、分期及判断预后有独特的应用价值。
1 PET-CT原理
PET-CT并非一全新的影像诊断设备，它是将PET（正电子发射断层扫描）和CT（电子计算机断层扫描）两种先进的影像技术有机的结合在一起。PET能从分子水平上反映人体组织的生理、病理、生化、代谢改变，多排螺旋CT则可显示机体精细的解剖结构。PET-CT实现了PET图像和CT图像的同机融合，且融合的精度得以保证，从而形成两种技术的优势互补，提高了肿瘤诊断和分期的准确性，还可监测疗效、为放疗提供生物靶区定位，对治疗后复发与否做出诊断，具有极高的临床应用价值。与单纯CT相比，PET-CT能早期提示肿瘤功能和代谢改变，提高鉴别肿瘤良恶性的特异度及评价治疗后反应的灵敏度。与单纯PET相比，PET-CT可避免正电子示踪剂摄取阴性肿瘤的漏检，并能提高病变定位的精确性，而且PET-CT的同机融合避免不同仪器采集的CT及PET图像在融合时，因时间及空间的不一致而造成的配位不准。
2 18F-FDG PET-CT在肺内占位诊断中的应用
18F-氟代脱氧葡萄糖（18F-FDG）是现在临床应用范围最广的正电子显像剂。18F-FDG是葡萄糖结构的类似物，通过细胞膜上的转运蛋白进入细胞内，经己糖激酶催化生成6-磷酸-FDG，此产物由于结构上的差异，不能参与下一步的有氧及无氧代谢，也不能返回至细胞外而被滞留于细胞内，从而反映体内葡萄糖的利用状况。绝大多数肺癌具有高代谢的特点，癌细胞的异常增殖需要葡萄糖的过度利用。癌细胞中葡萄糖转运信息核糖核酸（mRNA）表达增高，导致肿瘤细胞内能大量聚集18F-FDG，同时其转移灶与原发灶具有相似的代谢特性，故18F-FDG PET-CT全身显像对肿瘤的诊断及了解其累及范围具有独特的应用价值。但18F-FDG对结核、炎症、结节病、寄生虫（如肺吸虫）、厌氧代谢等糖代谢异常的病灶因其异常代谢增高导致误诊。而有些低度恶性的肿瘤或较小转移灶的18F-FDG不一定增高，可出现假阴性结果，如细支气管肺泡癌（结节型）、类癌或＜7 mm的小病灶等。
在PET-CT出现以前，大多数研究者认为CT是评价肺癌形态和密度特征较好的影像学方法，目前对其征象的研究已较深入。PET-CT可同时显示PET图像、CT图像及PET-CT的融合图像并可分别显示其三个方向的三维断层图像，结合标准摄取值（standard uptake value，SUV）进行定量分析，可对肺癌进行精确定位及定性诊断。肺癌的表现为：CT显示斑片状、结节状、团块状实性密度影，可出现分叶征，毛刺、棘状突起及胸膜凹陷征等。病灶与周围组织、器官的关系亦可得到精确显示。PET显示点状、结节状、圆形或类圆形异常放射性浓聚灶，SUV≥2.5。融合图像上两者可比较精确的融合在一起，两者的体积大小可显示不等。王全师等［3］报道35例初诊者中，肺癌病灶PET/CT检出的灵敏度为100％，其中1例PET显像出现明显浓聚的患者，PET/CT正确诊断为炎性假瘤。丁其勇等［4］的研究显示，PET诊断孤立性肺结节（SPN），的灵敏度和特异度分别为86.7％和90.0％，PET-CT则为90.0％和93.3％。党亚萍等［5］报道，15例经CT检查后性质不明的肺内结节经PET-CT检查确诊为7例良性病变和8例恶性病变。因此，在肺结节诊断的灵敏度、特异性方面，PET-CT显著优于单独的PET或CT。
3 18F-FDG PET-CT在TNM分期中的应用
肺癌易发生早期转移，以血行播散和淋巴结播散为主。肺癌的纵隔转移和远处转移的准确判断关系到患者治疗方案的制订和预后的判断，在决定非小细胞肺癌（NSCLC）预后的150个因素中，根据美国癌症联合分类委员会（the American Joint Committee on Cancer，AJCC）所修订的肺癌分期被认为是最重要的［6］。
3.1 T分期 肺癌原发病灶及浸润范围直接影响手术范围。PET-CT能很好地区分肿瘤浸润组织和临近的正常组织，鉴别肿瘤残余、复发和瘢痕坏死组织，对肿瘤侵犯胸壁、纵隔、膈肌、支气管和心血管的评估能力得到了明显提高［6~10］；另一方面，PET-CT可以精确的界定不张肺叶中肿瘤体积的大小，排除未受侵犯的不张肺组织。Lardinois等［7］报道，PET-CT对肺癌T分期的准确性为98％，优于CT的78％和PET的80％以及CT联合PET的77％，其中对胸壁和纵隔侵犯的准确性为100％；Cerfolio等［8］报道，PET-CT和PET T分期的准确性分别为70％和47％（P＝0.001），且T2和T3的准确性明显高于PET，这2期直接影响到能否手术和手术的范围，对患者的预后有重要意义；在Antoch等［6］的研究中，PET-CT T分期的准确性为94％，分别高于PET的75％和CT的75％。
3.2 N分期 肺癌淋巴结转移是关系到治疗方案和预后的最重要因素，但是有的淋巴结转移后体积并不增大，或增大的淋巴结并非因为转移。PET-CT能发现淋巴结代谢的早期异常改变，并对小淋巴结进行精确的解剖定位，尤其是当患者伴有肺不张或因为疾病或治疗出现解剖变异时有较大的帮助。Lardinois等［7］报道，PET-CT和CT N分期的准确性分别为84％和64％；Antoch等［6］报道PET-CT N分期的敏感性、特异性、阳性预测率、阴性预测率和准确率分别为89％、94％、89％、94％和93％，PET为89％、89％、80％、94％、89％；CT为70％、59％、50％、77％、63％；对于PET和CT的诊断盲点和难点如有特殊价值的某个N期（N1、N2）及特定区域淋巴结的评估上，PET-CT有一定的帮助。Cerfolio等［8］报道，PET-CT和PET N分期的准确性分别为78％和56％（P=0.008）；N1期为90％和80％（P＝0.001）；N2期为96％和93％（P＝0.01）；对于N2和N1淋巴结，PET-CT比PET有着更好的敏感性、特异性和阳性预测值（P＜0.05），PET-CT准确的淋巴结分期能对治疗和预后产生良好效果。
3.3 M分期 PET-CT早期发现远处转移并准确定位转移病灶有助于及时制订正确的治疗方案。PET-CT既能精确定位单个转移灶，又能结合形态学异常发现代谢改变不太明显而易被PET遗漏的病灶，从而避免一些假阴性的情况出现。在Lardinois等［7］的研究中，PET-CT将CT和PET都不能明确的转移灶准确定位于骨盆。Cerfolio等［8］报道，PET-CT探测到PET没有发现探测到的3个远处转移病灶，分别位于骨、胃肠道及脑。Antoch等［6］的研究中，CT探测到4例患者的14处远处转移病灶，PET探测到2例患者的4处转移病灶，而PET-CT探测到4例患者的17处转移病灶。Bradley等［11］通过PET-CT额外发现了1例肺内转移灶和1例肝内转移灶，2例患者的治疗从根治方案改为姑息方案。
4 最大标准摄取值（standardized uptake value，SUV）对预后的评估
最大标准摄取值作为一种独立的预后因素与患者的预后密切相关［12，13］。Sasaki等［13］对93例手术治疗及69例放疗的Ⅰ～ⅢB期的NSCLC患者分析发现，原发病灶SUV＝5可作为评估预后的最佳阈值，手术或放疗患者的SUV值和总生存率显著相关（P＝0.02）；原发灶SUV≤5.0患者的无病生存率明显高于SUV＞5.0的患者（手术组P＝0.02；放疗组P＝0.0005；Ⅰ期或Ⅱ期，P＝0.02；ⅢA期或ⅢB期，P＝0.004）；但是若同样取SUV＝5为阈值时，转移淋巴结的SUV并不能预测无病生存、局部控制率和无远处转移生存率，因此认为原发灶SUV值是根治性手术或放疗患者预后评估的最佳因素。
5 18F-FDG PET-CT在肺癌诊断中的主要局限性和相应处理措施
5.1 呼吸伪影 呼吸伪影是PET-CT显像常见的一种伪影，原因是CT和PET扫描时间不一致，CT采集时间短，屏气可减免呼吸伪影，而PET采集时间长，患者不能屏气，从而发生CT和PET图像上病灶位置的不匹配以及衰减校正后的活性偏差。伪影的严重程度和呼吸运动的幅度直接相关，幅度大的部位，伪影也明显严重。Goerres等［14］证明：呼吸伪影对肺外周和基底部病变的影响明显大于肺尖和肺中央部，但是肺外周和基底部之间以及肺尖和肺中央部之间没有明显差异，其中肺基底部病灶的定位误差最大可以达到11.3 mm，而从导致错误的定位于肝脏；同样由于呼吸运动，也可能把肝脏的病灶定位于肺底，Osman等［15］报道了300例PET-CT检查的患者，经CT衰减校正的图像融合，有2％的患者将肝顶的病灶错误定位于右肺底，而未衰减校正或68Ge衰减校正但未行CT图像融合时，能准确定位，同时他发现CT校正后形成的呼吸伪影多表现为肺膈交界面、平行于膈顶的空白伪影［16］，易于识别，因此参考未衰减校正或68Ge衰减校正的PET图像有助于鉴别呼吸伪影，屏气的CT有助于正确定位相关病灶。
呼吸运动可以影响经CT衰减校正后的PET图像上病灶的活性以及体积，Erdi等［17］对5例肺癌患者的8处病灶行PET-CT发现，CT衰减校正后的PET图像上病灶的最大SUV在呼气末和吸气末的差异最大可达到24％，所有的呼吸时相中SUV的变动最大可达到30％，一些患者的病灶在PET图像上的位置吸气末比呼气末最大可偏离9 mm，体积缩小21％。除肺部外，肝脏也会受到影响，Papathanassiou等［18］研究了122例正常呼吸患者的PET-CT结果，发现69％患者的肝脏出现空白伪影，其中53％位于肝脏后上部，8％位于肝顶，8％位于顶部和后部，伪影外的肝脏病灶和正常肝组织的SUV值明显增高，而伪影内的肝脏病灶SUV值降低，导致两处病灶未被检出。
为减少呼吸运动的影响，相继提出了各种PET-CT检查时的呼吸控制模式，De Juan等［19］通过比较后，CT扫描时用正常呼气末控制模式能将呼吸伪影的总发生率有效较少45％，并且对严重的呼吸伪影效果更好，能减少68％。对此方法Goerres等［20］的研究结果给出了相同的意见，他比较了28例患者在CT扫描的四种不同的呼吸模式：自由呼吸、最大吸气、最大呼气和正常呼气，发现正常呼气末控制模式的肺部病灶空间位移最小，图像融合的效果最好，和PET图像融合的误差可以降低到PET空间分辨率的水平，而最大吸气和最大呼气的效果最差。
5.2 假阳性 FDG作为一种非特异性显像剂，任何有葡萄糖代谢增高的病变都可引起FDG-PET的假阳性，常见的有结核、炎症、感染、外伤、结节病、肉芽肿、寄生虫病和自身免疫疾病等。详细了解患者的病史、结合其他的影像学图像、多种正电子药物联合显像有助于减少诊断的假阳性。结核一向是鉴别的难点，Hara等［21］提出了联合11C-胆碱和FDG显像的方法，发现肺癌患者的FDG SUV随病灶体积增大而增高，而11C-胆碱SUV恒定在3.5左右；肺结核患者FDG SUV随病灶体积增大而增高，而11C-胆碱SUV恒定在2左右；不典型分枝杆菌感染患者FDG SUV和11C-胆碱SUV都恒定在2以下。炎症对FDG的摄取往往是假阳性的原因，文献报道氨基酸类正电子显像剂能在肿瘤中浓聚，但炎症组织几乎不摄取，这对于鉴别肿瘤和炎症有良好的应用价值。另外，一些生理性的摄取，对18F-FDG PET-CT的结果也会产生不可忽视的影响。Truong等［22］报道了有1.8％的患者因为纵隔脂肪组织的FDG高摄取值而被证实为假阳性，其中儿童比成年人多见，女性比男性多见，多分布于气管旁、食管旁、大血管前、心周、房间隔和食管憩室，纵隔外区域包括颈部、腹部等也有分布。以上情况可通过PET-CT精确解剖定位、CT形态学诊断并结合详细病史可减少误诊。
5.3 假阴性 有些低度恶性的肿瘤或微小病灶的FDG代谢增高不明显，有可能导致假阴性的结果，如细支气管肺泡癌、类癌、神经内分泌肿瘤或＜7 mm的小病灶。同样可通过详细了解患者病史、结合其他的影像学图像、多种正电子药物联合显像有助于减少诊断的假阴性率。An等［23］曾报道了1例非小细胞肺癌患者骨转移的PET-CT假阴性病例，证实为成骨硬化性转移灶。误诊的原因包括该类骨转移灶糖代谢低下以及肿瘤病灶过小，而使用18F氟化物可使该病灶显像，结果类似于亚甲基二磷酸盐（MDP）骨扫描，这提示成骨硬化性骨转移灶可能呈现FDG PET-CT的假阴性，但是18F氟化物显像以及锝亚甲基二磷酸盐骨扫描可以避免漏诊。另外，对于糖代谢低下的低度恶性肿瘤，11C-乙酸盐近年来显示出良好的鉴别能力。Higashi等［24］证实，11C-乙酸盐对细支气管肺泡癌的诊断优于FDG，能起到补充FDG的作用。
PET-CT作为一种新型显像工具，不可避免有一些不足之处，了解其局限性并掌握相应的处理措施有助于充分发挥其临床应用，随着PET-CT硬件和软件的不断改进、更多特异性正电子药物的开发，相信PET-CT在临床中的应用会有更广阔的前景。
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作者单位：201103上海，武警上海总队医院PET-CT诊疗中心