PET原理及其有泌尿系肿瘤中的应用

　　1999年第19卷6期《国外医学》泌尿系统分册

上海医科大学泌尿外科研究所（200040）王翔综述 张元芳审校

　　正电子发射计算机断层扫描（Positron Emission tomography,PET)是核医学发展的一项新技术。本文对PET的原理、特点及其在泌尿系肿瘤中的应用进展作一综述。

　　 关键词 PET 泌尿系肿瘤 诊断 治疗

　　正电子发射计算机断层扫描（PET）是核医学发展的一项新技术。它利用组成人体主要元素的短命核素作示踪剂，不仅可快速获得多层面断层影象、三维定量结果以及三维全身扫描，而而还可以使人们从分子水平无创伤性的定量及动态观察到代谢物或药物在人体内的生理生化变化。近来年，PET在诊断和指导治疗肿瘤、冠心病和脑部疾病等方面均已显示出独特的优越性^[1]。

　　1 PET原理及特点

　　1.1 PET原理

　　PET采用的放射性药物绝大多数是类似人体内源性代谢物的化合物，其标记核素也主要是由F、C、N、O等组成人体元素的同位素。静脉注射这种示踪剂后，依据其生理生化特性可在器官组织内蓄积。由于同位素的不稳定性即核内质子过多，因此可放射出一个正电子。被放射出来的正电子在组织中穿行数毫米后与一个电子发生碰撞，释放出两个γ身线光子的出现，沿相反方向飞行，他们在探测器内被晶体吸收后产生光波，PET扫描器可探测到两个γ射线光子的出现，计算机通过分析这两个γ射线光子在180度的反方向轨道中的飞行时间，就可确定γ射线光在人体中产生的部位。给人体注射一定剂量的这种示踪剂后，PET扫描器可探测到每秒钟内数千个衰变光子，经计算机处理数字转化即形成PET图象。

　　大多数PET使用放射性18-氟-2-脱氧葡萄糖（FDG）作为示踪剂，这种类型的葡萄糖与普通葡萄糖化学性质相似，可在人体中产生有标记的代谢物，并且在人体中存留时间较长，便于测量。正常脑组织、心肌组织、肾脏及膀胱组织由于高糖代谢的需要因而对FDG摄取较多。其它一些组织如肝脏、肌肉和肠壁由于其糖代谢水平低，则对FDG的摄取量较少，显示出的FDG活性水平也较低。其它用于PET研究的示踪剂如[¹⁵O]H₂O可用来测量局部脑组织、心脏或肾脏的血流量，¹⁸F-DOPA、¹⁸F-UDR可用于评价受体的部位、密度及活动水平等。FDG pET中病人所接受的放射线剂量与CT基本相似^[2]。

　　PET在肿瘤学中的应用主要是根据恶性肿瘤组织代谢增强、葡萄糖酵解增加的原理，作为葡萄糖的类似物，FDG被肿瘤细胞大量摄取，在磷酸已糖激酶的作用下，形成FDG-6-磷酸滞留在瘤组织内，并不能参与代谢。因此，肿瘤病灶与周围正常组织相比，其葡萄糖利用率明显增加。根据大量文献报道，在肿瘤诊断上，FDG pET比其他现代影象技术显示出更高的优越性。目前，FDG PET已较好地用于肺癌、甲状腺癌、乳腺癌、淋巴瘤、头颈部癌等的临床诊断。此外，用PET鉴别恶性肿瘤和化疗后的组织坏死，更是其他显像方法所不能替代，葡萄糖利用率的显著下降可作为肿瘤化疗成功的标志。总之，FDG pET在肿瘤学中的应用，可归纳为以下几个方面：①肿瘤定位及为发现淋巴结等处转移的病人寻找原发灶；②鉴别良、恶性肿瘤；③评价肿瘤恶性程度；④肿瘤的临床分期；⑤评价肿瘤疗效；⑥确定肿瘤复发病灶。

　　1.2 PET特点

　　与现代其他影像技术相比，PET具有以下特点^[3]_：①所用的示踪剂为类似人体内源性代谢物的化合物；②可以得到示踪剂三维分布（正常部位或病灶）的定量结果；③能够对一定体积的组织快速获得多达63层面的断层影像，这是CT、MRI等其他影像方法所不能的；④新式PET装置可能于用获得全身断层影像，并可以任意用冠状面、横断面或矢状面显示，这是单光子断层扫描所无法比拟的。

　　PET虽然具有高水平的分辩率，但也有一些不足之处，其一，不稳定的同位素半衰期短，必须在使用前数小时内在回旋加速器中产生。其二，PET扫描器结构极为复杂，并且成本高，操作不方便。

　　2 PET在泌尿系肿瘤中的应用

　　2.1 前列腺癌

　　由于前列腺癌组织对FDG的摄取量并不呈现出显著性的增高，再加上肿瘤周围良性前列腺增生组织（BPH）对FDG也有相对较高的摄取量，以及邻近较强的膀胱组织放射性的影响，因而PET结果并不理想^[4～6]。Effert等^[4]对其采用了一些改良措施，包括留置导尿管持续膀胱灌注以减少膀胱放射性的影响，应用重叠影像重叠影像重建技术以消除残留于尿液中的放射线。尽管如此，仍未能有效提高FDG pET对前列腺癌和BPH的鉴别能力。Effert等的研究结果认为，对绝大多数前列腺癌而言，FDG pET并不能根据其代谢水平进行分级，按标准方法计算的FDG摄取量与前列腺癌的分级、分期均无相关性。

　　Shreve等^[5]认为，前列腺癌对FDG的标准摄取量相结较低可能反应了该肿瘤生长缓慢的特性。同时，他还发现4例对FDG的标准摄取量相对较高的前列腺癌均表现为快速进展性，并对激素去势治疗和放射治疗无反应。

　　PET对诊断前列腺癌骨转移的敏感性文献报告不一，Yeh等^[7]报告其敏感性仅为20%，而Shreve等^[5]报告为65%，并认为FDG pET扫描对转移性肿瘤具有较高的预测价值。

　　目前，FDG PET对前列腺癌最有实用价值的方面就是用于诊断盆腔和后腹膜淋巴结转移，对此可有受膀胱放射性的影响。尽管有时输尿管内的FDG放射性类似转移的淋巴结表现，但通过给患者利尿处理，以及三维成像可排除这种干扰。对临床Ⅱ期前列腺癌，如果怀疑有淋巴结转移 cT或MRI均不能明确诊断，PET则显示其独特的优越性。

　　总之，目前认为FDG并不是诊断早期原发性前列腺癌病灶的理想示踪剂。理想的前列腺癌示踪剂应能特异性地仅被前列摄取，而不从尿路或肠管中排泄。相信将来随着新的示踪剂的出现，PET一事实上能够理想地用于前列腺癌的早期诊断。

　　2.2 肾癌

　　FDT PET用于肾细胞癌的研究文献报告较少。Bachor等^[8]等29例发现有肾实性肿块病人术前进行FDG pET检查，并与术后病理结果比较。发现在术后病理证实为肾细胞癌的26例患者中，20例术前FDG pET检查结果正确，敏感性为77%。3例肾良性肿瘤（血管平滑肌脂肪瘤、内皮细胞瘤、嗜铬细胞瘤）FDG pET显示为假阳性。另有3例肾癌FDG PET检查出区域淋巴结转移，认为FDG pET可用于肾癌分期。此外，对肾癌患者还可进行全身PET成像检查，一方面有助于肿瘤转移病灶的诊断，另一方面可用于监测化疗或免疫治疗后肿瘤的代谢情况，以了解治疗效果和预后评估^[9]。

　　2.3 睾丸肿瘤

　　迄今为数不多的研究认为，FDG PET对于睾丸肿瘤转移病灶的诊断和鉴别诊断具有重要的临床价值。Harms等^[11]的一项研究报告，PET对不同类型睾丸肿瘤的转移病灶的诊断敏感性为79%（15/19），2例假阴性皆因FDG摄取量少而被误认为肉芽组织；对10例化疗后残留的坏死组织，PET诊断特异性达90%（9/10），仅1例因尿路中FDG的影响，出现假阳性。Stephens等^[12]对非精原细胞瘤化疗后转移病灶的PET成像进行FDG摄取的定量研究，并与病理检查结果相比较，发现坏死或纤维化组织FDG摄取量（2.16～5.01，平均2.86）与畸胎瘤（1.26～4.08,平均3.07）无显著性差别；而与其相比，卵黄囊瘤FDG摄取量显著增。Wilson等^[13]研究认为，由于精原细胞瘤和畸胎瘤FDG摄取量高，而分化较好的畸胎瘤、坏死或纤维化FDG摄取量低，借此可用于肿瘤的鉴别诊断。同一研究中，Wilson等还发现，3例对治疗反应较好的肿瘤，其FDG摄取量明显降低；而对治疗无反应的肿瘤，FDG摄取量无明显亦佳经。由此认为，FDG pET对睾丸肿瘤转移灶化疗效果的监测也具有重要临床意义。

　　根据文献，FDG PET对于睾丸肿瘤的应用价值可归纳为以下几个方面：①用于早期诊断常规影像检查不能发现的肿瘤转移病灶；②用于化疗后肿瘤与坏死组织的鉴别诊断，并以此指导进一步化疗或后腹膜淋巴结清扫；③监测化疗效果，早期发现复发病灶，以指导下一步手术探查及肿瘤切除。

　　总之，PET作为一种新的无创伤性肿瘤检查方法，其在泌尿系肿瘤的诊断和治疗中已显示出特独的应用价值。FDG PET显像不仅可用于肿瘤及转移病灶的定位、定性诊断，根据其反映的肿瘤代谢方面的生理生化改变更为人们对肿瘤的进一步研究提供了一个有利工具。

参 考 文 献

　　1 Jain D and Zaret BL.Cardiol Clin,1995;13:43

　　2 Hawkins RA,Hoh CK,Glaspy JA,et al.Sem Nucl med,1992;22:268

　　3 Di Chiro G.Invest Radio,1987;22:360

　　4 Jones SC,Alavi A,Christman D,et al.J Nucl med,1982;23:613

　　5 Effert PJ,Bares R,Handt S,et al.J Urol,1996;155:994

　　6 Shreve PD,Grossman HB,Gross MD,et al.Radiology,1996;199:751

　　7 Laubenbacher C,Hofer C,Avril N,et al.J Nucl med(suppl),1995;36:198

　　8 Yeh SDJ,Imbriaco M,Garza D,et al.J Nucl med(suppl),1995;36:198

　　9 Bachor R,Kotzerke J,Cottfried HW,et al.Urology,1996;35:146

　　10 Miyauchi T,Brown RS,Grossman HB,et al.J Nul med(suppl),1996;37:64

　　11 Harns W,Bares R,Kamps H,et al.J Nucl med(suppl),1995;36:198

　　12 Stephens AW,Gonin R,Hutchins GD,et al.J Clin oncol,1996;14:1637

　　13 Wilson CB,Young HE,Ott RJ,et al.Eur J Nucl med,1995;22:508