Hawkeye临床应用学习班资料(二)

多功能ECT在肿瘤学的作用

Dominique delbeke and Martin P. Sandler Seminars in Nuclear Medicine,Vol XXX,No 4 (October),2000:pp 268-280

翻译 朱家瑞

摘要:影像技术的飞速发展是对核医学医生、放射学工作者及临床医生的挑战。他们必须掌握这些技术,以便合理地处置病人,并以最小的付出获得最好的结果。在肿瘤领域,18FDG的功能显像的许多适应症也被接受:鉴别良恶性肿瘤、恶性肿瘤分期、检出恶性肿瘤的复发和监测疗效。FDG显像最早是用锗酸铋晶体的多环PET实现的。很多厂家已经出售既能够做常规单光子核素显像又能够做正电子核素FDG显像的混合型γ-相机。这项技术的开发是为了FDG显像更加广泛地使用。初期是用高能准直器,后来是用双探头符合探测,后者改善了空间分辨率。多数混合型γ-相机是用较薄的NaI晶体以保证低能光子的灵敏度。技术发展集中在衰减校正和叠代法重建,以提高图像质量。使用者应当了解这些技术的进展以及它们的局限性。现在一种配备X线透射装置的γ-相机已经推出,它用来做衰减校正、解剖图像及图像融合。这个强大的工具对临床非常有帮助,包括用于适形调强放射治疗(精细放疗)。

FDG显像技术发展简史

自90年代初期,医学影像的多种技术有了重大发展。这包括:彩色多谱勒超声,螺旋CT,快速MRI,新型MRI造影剂,MRI胆管造影术,FDG的PET显像,可反映糖代谢。肿瘤显像的主要目的是检出病灶、发现病灶特征、评价病变范围、恶性肿瘤分期以及评估疗效。分期包括:病灶定位、病灶与血管的关系、检出淋巴结及远路转移。不同的影像技术可以达到这些目的:US、CT、MRI这些形态学技术以及由放射性药物完成的功能显像技术。影像技术的飞速发展是对核医学医生、放射学工作者及临床医生的挑战。,他们必须综合这些方法,选择最恰当的技术和以最低的费用得到最好的结果。对病灶检出、病灶特征、与血管的关系等目的,形态学方法较好;单光子放射性同位素功能显像对检出病灶和分期的能力有限67Ga、MIBI、201Tl、放射免疫显像等各有缺点。PET是理想的:正电子发射体可标记非常接近体内的生物活性分子。FDG可以显示葡萄糖代谢,18F有适合的T1/2(110min),是最常用的肿瘤显像剂。其它新的示踪剂还在研究。虽然FDG也有某些单光子核素的缺点,但它具有相对高的T/B比值,在检出大多数恶性病灶方面灵敏度和特异性高于CT。

在神经系统、心脏和肿瘤领域,使用FDG的功能显像的适应症已经被公认。现在已经确认,肿瘤细胞的代谢活性增加。这部分是因为葡萄糖转运蛋白数量增加以及细胞内己糖激酶和磷酸果糖激酶的水平提高,这些都是促进葡萄糖分解的。FDG-PET能够利用良恶性细胞代谢的差别达到显像的目的。最初的FDG-PET显像是由多环锗酸铋探测器组成的专用PET完成的。尽管不同肿瘤的FDG摄取有差异,但大量的原发恶性肿瘤摄取FDG增加。因此FDG 显像有多种指征:鉴别良恶性肿瘤、恶性病灶分期、检出复发的恶性病灶、观察治疗效果。提高效能和减少侵入性检查是当前医疗保健的两个主要趋势。在评估癌症病人时,为达到这两个目的,现在极大的注意力集中在使用FDG-PET的代谢显像上。商业公司对FDG的供应的改善使得许多医疗中心能够得到这种放射性药物。另外,大多数厂家已经开发出多功能ECT,它既能够做常规的单光子显像,也能够做正电子(如FDG)显像。这个新技术的开发使得FDG显像得到更广泛的开展。开始是用配有高能准直器的SPECT,随后是用配有符合探测线路的双探头SPECT。后者的优点是明显改善了SPECT技术的空间分辨率。在Vanderbilt大学医疗中心有机会使用这两种技术以及为FDG显像开发的软件。这些技术的发展是由FDG-SPECT显像开始,并且导致多功能γ-相机的产生,它配有X线透射系统用来做衰减校正,解剖定位和图像融合,以及叠代重建的软件。

双探头带准直器的SPECT正电子显像

在PET的使用过程中越来越多的证据表明在评估多种恶性肿瘤时FDG-PET的准确率优于CT和其它影象技术。因此有了利用511keV光子发射体的另一种显像技术的想法。用闪烁照相检出恶性病灶不仅取决于病灶的大小和摄取的程度,而且取决于病灶与周围组织摄取的比值(反差)。一般而言,使用FDG在多数恶性肿瘤L/B比值很高,因此可以检出小病灶,这些小病灶在SPECT显像时表现为部分容积伪像。大多数厂家开始提供经过电子学改进的配有超高能准直器的SPECT。Helix(GE)的空间分辨率是17mm(FWHM)。模型试验(热区)证明,在L/B=10/1时,直径13mm以上的球体可检出;在L/B=5/1时,直径15mm以上的球体可检出。在病人体内,L/B还取决于软组织的衰减和周围正常组织的本底摄取。在正常肺和乳腺软组织衰减很小,FDG本底活性很低,而腹部病灶位置深、本底活性较高,因此在肺和乳腺可能比腹部更容易检出较小的病灶。

在一组24个病人的46个病灶的PET和SPECT图像比较:PET发现的病灶有78%SPECT也检出了。大于15mm的病灶SPECT检出了92%,10个未发现的病灶里,7个小于18mm,一个是良性病灶,另外2个病人正在化疗。单独计算结肠癌肝转移,SPECT检出95%。

FDG-SPECT在注射FDG之后平均3h显像。由于18F半衰期短,衰减造成FDG-SPECT的信息量比FDG-PET明显减少。计数率的限制和系统灵敏度降低结合可能是较小的病灶检出率低的原因。

Drane等报告,原发灶和淋巴转移检出率是91%(43/47),其中包括1个直径0.5cm的肺部病灶。检出失败的原因是病灶的恶性程度低。注射后较早采集可能是检出率高的原因。也有人报告使用FDG-SPECT成功发现头颈部隐匿性病灶,以及鉴别肿瘤复发和放疗后的改变。另一个报告的检出率是81%,2cm以上的病灶没有假阴性,而5例假阴性中4例病灶小于2cm。Holle:50个乳腺肿瘤病人,所有能够探测到的病灶均大于2.3cm,最小的仅1.4cm。淋巴转移的检出率是9/13。用高能放射源18F代替99mTc获得为均匀度校正使用的灵敏度图。我们能够证明使用高能放射源的FDG-SPECT影像均匀度的改善有统计学意义。在探头前部加屏蔽对减低图像的本底活性是有效果的。

对于脑显像的应用,已经明确超高能平行孔准直器没有足够的空间分辨率来提供有诊断价值的图像。超高能扇型准直器(FBM),将较小直径较大孔和较薄的间壁结合在一起,能够改善空间分辨率而不损失灵敏度。尽管空间分辨率和灵敏度有所改善,但是仍不能获得常规的具有诊断质量的脑显像,这是因为采集时间需要40~60min。

有人比较了201Tl-SPECT和FDG-SPECT对19例儿童脑肿瘤的诊断结果:201Tl检出14例,FDG仅3例。Tl图像的解释18例无须参考MRI,而FDG的解释不能没有MRI。

表1 Vanderbilt 医院双探头511keV的经验

  PET COLL SPECT DHC(3/8) DHC(5/8) DHC(5/8)
  FBP/N衰减校正
3/8 FBP/N衰减校正 FBP/N衰减校正
FBP/N衰减校正
COSEM/衰减校正
中心分辨率
7mm 17mm 4.5mm 5.0mm 5.0mm
体积灵敏度cpm/uci
2238 270 89 189 189
检出病灶(模型)
4mm 15mm 13.5mm 13.5mm 13.5mm
病人
  24 19 28 28
病灶(检查次数)   46 38 45 60
检出病灶(%PET)
         
<15mm   25%(2/8) 28%(2/7) 36%(8/22) 61%(/4/23)
>15mm   92%(34/38) 85%(26/31) 90%(18/20) 96%(27/28
全部病灶
  78% 73% 78% 78%