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目的:本研究的目的是为了实现一个成像协议正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET / CT)结肠镜和把这个协议与全身PET / CT肿瘤分期为单个全身检查的常规临床使用。
对象和方法:全身PET / CT协议肿瘤分期和PET / CT结肠镜的协议被集成到一个考试。十四潜在疑似结直肠癌患者接受全身PET / CT后水肠扩张和药理肠道松弛。结肠镜检查和组织病理学作为参考的标准在所有患者。
结果:修改后的PET / CT检查发现结肠病变之一。一个额外的损伤不完整的结肠镜检查患者中检测出由于优质的管腔狭窄。一个息肉与恶性转化与改性PET / CT协议确定。PET / CT结肠镜证明准确局部淋巴结分期和11个病人正确的。发现了六个额外的光学纤维肿瘤站点基于整个身体分期方法。
结论:全身PET / CT与集成结肠镜技术上是可行的在结直肠癌患者全身登台。基于这些最初的诊断经验,这种集成协议可能分期直肠癌患者的实质利益,关注不完整的结肠镜检查患者和那些小同步肠道病变。
- 宠物,正电子发射断层扫描
- CT,计算机断层扫描
- 前的,18F] -fluoro-2-deoxy-D-glucose
- 3 d-mpr三dimensional-multiplanar重新格式化
- SUV,标准的吸收值
- 正电子发射断层扫描
- 计算机断层扫描
- 结肠镜
- 结肠直肠癌
- 息肉的检测
来自Altmetric.com的统计
- 宠物,正电子发射断层扫描
- CT,计算机断层扫描
- 前的,18F] -fluoro-2-deoxy-D-glucose
- 3 d-mpr三dimensional-multiplanar重新格式化
- SUV,标准的吸收值
结直肠癌是死亡的主要原因在西方国家,其发病率增加了在过去的20年。1 -3准确的肿瘤分期是治疗计划的先决条件和成功治疗的病人患有结肠直肠癌。4 -8在临床常规结肠镜检查是进行肿瘤检测、同步病变组织取样,并排除。通常结肠镜检查执行与非侵入性成像技术评估潜在的转移淋巴结和远处器官。6,8日,9
术前对比增强的计算机断层扫描(CT)在不同的技术变化已成为最常用的工具之一结直肠癌的分期。5,6,8日,10 -13此外,CT结肠镜的具体协议提供可视化的主要肿瘤结合评价相邻和遥远的腹部器官的潜在转移。14CT和其他放射成像过程的限制缺乏功能数据,这可能会使测定病变大小、潜在的相邻器官的渗透,或参与局部区域淋巴结的困难。15
(18F] -Fluoro-2-deoxy-D-glucose (FDG)正电子发射断层扫描(PET),另一方面,是高度准确的分期小学和复发性大肠癌。16 -21根据研究和患者人群,发现了93 - 100%的敏感性和特异性肿瘤检测和描述从43%到98%不等。PET成像已被证明是优于常规CT分期在评估患者远处转移的结肠癌。19然而,缩减解剖正提供的信息常常呈现准确的本地化转移病灶困难。22双通道PET / CT扫描仪提供准确的融合形态和功能成像在单一考试。因此,摄影的主要限制,缺乏解剖信息,是可以克服的。23日,24此外,功能性PET / CT与CT所提供的数据。各种研究已经证明了这种混合成像工具仅优于CT和PET独自损伤检测和描述当分期不同恶性血液病患者和结肠直肠癌。15日,22日,25 -27因此结合全身PET / CT结肠镜方法可以作为一个有吸引力的替代多步组成的多峰性检查CT分期,宠物,和常规结肠镜检查。虽然这种方法可能不是为了取代光学结肠镜检查,患者不完整的结肠镜检查或那些小同步肠肿瘤可能受益于这种优化PET / CT的协议。
因此这项前瞻性研究的目的是开发一个协议的优化全身PET / CT分期检查,包括虚拟结肠镜和评估这样一个协议的技术可行性。
对象和方法
病人
连续14个患者(平均年龄76岁(范围56 - 92);11个女性,三个男性)参加这项研究。所有患者住院,因为鲜红的血液/直肠(4名患者),积极的粪便隐血试验(3例),排便习惯改变(2例)、原因不明的贫血(3例),和严重而持久的腹痛(2例)。没有一个病人患有炎症性肠病。所有患者被称为基于涉嫌的PET / CT分期直肠癌后经历了传统结肠镜检查之前的一天,可疑的肠道病变的活检。
结肠镜检查是不完整的一个病人由于优质的结肠狭窄腔由一个大的肿瘤。11个病人手术后肿瘤分期;三个患者接受化疗。知情同意是获得所有的病人在入学前这一前瞻性研究。这项研究是按照规定执行的当地伦理委员会。
PET / CT成像过程
执行双重形态成像放映机PET / CT系统(西门子医疗解决方案,霍夫曼地产,伊利诺斯州,美国)。系统是基于两个组件:一个双片CT扫描仪(Somatom情感,西门子医疗解决方案,Forchheim,德国)和一个完整的环宠物层析x射线摄影机(ECAT人力资源+;西门子医疗解决方案)。宠物系统有一个轴向的视野每床15.5厘米的位置和一个4.6毫米的平面空间分辨率。系统获得CT第一,紧随其后的是宠物。后检查,CT和PET数据集可以单独或在融合模式商用计算机工作站(Syngo软件;西门子医疗解决方案,德国埃朗根)。
两升的肠道清洗解决方案包含聚乙烯glycol-electrolytes (PEG-ES GoLYTELY;布伦特里实验室Inc .,布伦特里,麻萨诸塞州,美国)为肠道清洗所有的病人。所有病人都要求快至少6个小时前检查。血糖水平被发现是在正常范围内前壁注入的血液抽样。在所有患者中,330兆贝可配合管理前60分钟PET / CT检查。此外,1500毫升的负面口服对比剂氟- 18 -去氧葡萄糖摄取被给予在小肠扩张的时候了。28
收购的全身PET / CT的视野从头骨上大腿被分为两个部分。上半身的数据区域(隔膜的头骨)是第一个方向caudocranial使用标准化病人在仰卧位呼吸协议。29日图像采集了110 mAs, 120 kV,切片厚度5毫米和2.4毫米增量重建,和60毫升的碘化造影剂(Sulzbach Xenetix 300年,格尔伯特GmbH,德国)。宠物数据获得了相同的视野CT(隔膜的头骨)。在第二个成像研究的一部分,所有患者接受药物肠道松弛(20毫克N-butylscopalamine(解痉灵);勃林格殷格翰集团GmbH,殷格翰集团,德国)。解痉灵是由丸注入立即开始前水灌肠使用自来水(2 - 3升,37°C)。在腹部PET / CT扫描的情况下持续超过15分钟,短注入另一个20毫克的解痉灵溶解在50毫升的氯化钠(0.9%)是管理超过五分钟。PET / CT成像的隔膜与有限的屏息上部大腿收购协议的卧姿。29日图像采集了110 mAs, 120 kV,切片厚度3毫米和2.4毫米增量重建。CT采集开始推迟50秒后政府的90毫升的碘化造影剂。PET成像收购与患者在检查表上的同一位置覆盖相同的视野CT。收集时间的宠物适应于两个部分根据患者的体重:三分钟每床位置病人重达65公斤,3.5分钟的重达85公斤,和四分钟超过85公斤
图像评价
肠扩张决心为每个显示下面的肠段四个点尺度。直肠被定义为从肛门直肠的结的髋臼的水平。随后,直肠乙状结肠被定义为近端到肠的骨盆边缘的水平没有进入骨盆,降结肠扩展脾曲,发现横结肠脾和肝曲和升结肠被认为是近端部分肝曲的中点但远ileocaecal阀。盲肠是近端ileocaecal阀。4点评分系统包含四个等级的结肠扩张:0,年级完全倒塌肠;1级,部分倒塌结肠;2级,但合理有效膨胀结肠;三年级,最优结肠扩张几乎不可见的结肠墙,根据以前公布的标准。30.平均分数为所有肠段计算是基于84测量(6肠段每个14例)。
综述了所有CT和PET数据集在融合和三维模式专用工作站(Syngo软件;西门子医疗解决方案)。宠物没有衰减数据集进行评估和修正。在解剖情况仍不明朗的情况下,三个dimensional-multiplanar重新格式化(3 d-mpr)。PET / CT数据评估由放射科医生和核医学的专家共识(PET / CT的经验:1.5年)。评估医生了解临床背景,但盲常规结肠镜检查的结果。对PET / CT图像,主要肿瘤评估是基于检测的对比增强质量和/或肠壁增厚。局部增加葡萄糖代谢被定义为恶性(SUV)与一个标准的宠物吸收值超过2.5支持诊断。T分期主要是基于CT联合检查的一部分。淋巴结和远处器官转移性疾病的评估基于增加葡萄糖代谢与一辆SUV超过2.5(肝外)和3.5(肝内)。 Central necrosis was defined as an indicator of metastatic spread to lymph nodes independent of FDG uptake. Histopathological evaluation of the resected tumour and adjacent tissue served as the standard of reference in the 11 operated patients. Based on the small number of patients included in this feasibility study, no assessment of sensitivities and specificities was performed.
结果
成像的可行性协议
PET / CT数据集成提供全结肠镜诊断结肠镜和全身所有患者的肿瘤分期。肠扩张与水是可行的,基于四年级量表有不错的效果。直肠意味着平均得分为3.0,乙状结肠、降结肠意味着膨胀被评为2.5(图1)。横结肠和升结肠的平均得分2.7和盲肠的平均得分是2.6。没有并发症的14个病人。所有患者耐受手术,其中包括直肠水灌装前药理肠放松和同步-口服造影剂政府小肠扩张。综合考试的平均时间是29日(±6分钟)分钟,代表6 - 10每检查床位置。
(一)轴向对比增强计算机断层扫描(CT)图像显示出有管状小花的息肉(直径9毫米)结肠左曲(大型白色箭头)。结肠是膨胀,评为膨胀三年级根据四点量表(白色箭头)。(B)相应的轴向对比增强正电子发射断层扫描/ CT显示高葡萄糖代谢在这个息肉和邻近的肠道壁,表明癌。验证腺癌的组织病理学。
PET / CT结肠镜
PET / CT结肠镜和常规结肠镜检查显示18结肠肿瘤网站14组的患者。不过,PET / CT结肠镜和结肠镜检查差异在两个病人。基于常规结肠镜检查发现一个额外的5毫米扁平息肉与一个大肿瘤病人在升结肠。在大型肿瘤检测PET / CT结肠镜PET / CT结肠镜错过了小息肉。手术发现良性息肉直接毗邻大型肿瘤升结肠。息肉的临床相关性,因为它被发现有管状小花的腺瘤,手术边缘内的结肠切除癌。PET / CT结肠镜检测到一个额外的结直肠肿瘤的升结肠已经错过了结肠镜检查。这是有关一个不完整的结肠镜检查过程由于狭窄的和不可逾越的病变在降结肠(图2)。组织病理学病变切除后证明这个肿瘤是恶性的。
(一)轴向对比增强计算机断层扫描(CT)图像显示一个狭窄的肿瘤站点在降结肠(四个白色箭头)。在常规结肠镜检查这种损伤是不可逾越的。另一个浮夸的质量被发现在升结肠(三个白色箭头),后来被证明是恶性组织病理学。(B)轴向对比增强正电子发射断层扫描/计算机断层(PET / CT)结肠镜发现肿瘤高葡萄糖代谢的网站和清晰的界限。PET / CT还表示肿瘤的浸润邻近组织。这后来被组织病理学证实。
四的11个接受肿瘤切除的患者被发现是N积极而七个病人负的。PET / CT正确分类N N正与N - 9名患者的疾病;没有病人overstaged和两个患者understaged。一个3毫米淋巴结转移没有发现由于正常的葡萄糖代谢。另一个淋巴结转移是错过了基于其接近主要的病变。在其他两个患者淋巴结转移,PET / CT所提供的功能信息被证明是有价值的检测肿瘤窝藏淋巴结(图3)。
(A, B)轴向对比增强正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET / CT)和CT表现出大规模的横结肠没有渗透相邻组织(白色箭头)。(C, D)在同一个病人,PET / CT发现葡萄糖代谢升高在淋巴结(C)描述为恶性。在淋巴结CT被认为是可疑的基于其圆形但它不是病理上扩大。组织病理学显示转移扩散。
根据标准的参考,T台在一个病人T0, T1在一个病人,T2在一个病人,在6个病人T3, T4两个病人。9名患者的肿瘤切除显示G2和G3两个病人显示评分。全身PET / CT结肠镜正确分类的T台8/11切除病人(图4)。这八个正确诊断的病人,一个病人有一个T1病变,两个病人T2, 7例T3, T4一个病人。一个病人表现出水管与葡萄糖代谢的增加9毫米息肉左侧结肠弯曲。基于葡萄糖代谢增加,PET / CT的读者建议恶性肿瘤(图1)。切除标本的组织病理学证实恶性肿瘤生长。然而,PET / CT显示增加葡萄糖代谢表明恶性肿瘤患者三个肿瘤网站,但组织病理学显示高级别上皮内没有癌细胞生长发育不良。
(A)冠状对比增强的计算机断层扫描(CT)图像显示增厚乙状结肠壁疑似浸润周围组织(白色箭头)。(B)冠状对比增强正电子发射断层扫描/ CT显示高葡萄糖代谢在肠壁增厚,表示渗入周围的脂肪组织(白色箭头)以及膀胱渗透在背膀胱壁(黑色箭头),没有在CT上被发现。
全身分期
总共六个额外的光学纤维肿瘤站点与PET / CT在六个病人被检测到;五个肿瘤网站是未知的。其中包括三个肝转移患者,一个额外的乳腺癌患者,同步肝细胞癌患者和肺转移,以及甲状腺癌患者。光学纤维的组织学验证发现了乳腺癌患者,肝细胞癌,甲状腺癌。其他肿瘤站点被临床跟踪验证。
讨论
全身PET / CT结肠镜证明高检测率对结肠病变以及腹部淋巴结。此外,M阶段准确地评估了集成全身协议。因此,全身PET / CT结肠镜可能发挥重要的作用作为一个都在一个“分期形态在结直肠癌患者,特别是那些不完整的光学结肠镜检查患者或可疑同步病变。
几个问题需要解决在应用专用CT结肠镜癌症分期协议一个全身PET / CT检查。一般来说,图像错误配准必须考虑由于排便问题之间的时间结束收购CT和PET收购大约是15分钟。31日为了避免排便在这个时期,肠道松弛必须扩展在更长一段时间较常规CT结肠镜协议。比较与常规CT分期,PET / CT协议使用一个静脉丸注入20毫克N-butylscopolamine开始考试前(解痉灵)。7然而,如果CT和宠物之间的时间比N-butylscopolamine的半衰期,额外的肠道松弛是必需的。这是由短注入额外的20毫克的解痉灵。总的来说,三分之二的每日最大允许剂量的解痉灵。这个协议导致了几乎所有确切coregistration结肠段。N-butylscopolamine不是在美国FDA批准,研究评估胰高糖素的使用在这个修改和优化协议是必需的。
实际挑战CT结肠镜病人扫描倾向和仰卧的姿势,这已经被证明可以提供更好的结肠扩张比病人的位置。除了额外的辐射,与PET和CT成像病人两次大幅延长腹部图像采集的时间。此外,以往的研究比较倾向和懒散的位置与图像采集只有一个位置没有发现息肉检测的敏感性增加。32因此图像采集仅限于PET / CT的卧姿协议。
一种不同的方法在结肠CT扫描是利用膨胀室内空气或股份有限公司2已被证明能够提供改善病人舒适由于肠道吸收的气体。7,10日,11日,32然而,结肠扩张有限公司2或室内空气通胀受损时需要额外的充气过程基于肠吸收的气体。我们认为在我们设置这个选项不太有效吸收收购CT和宠物之间的气体可能导致肠扩张的差异,导致错误配准图像的形态和功能数据。此外,额外的空气通货膨胀可能导致排便,增加错误配准图像。因此直肠冲水被选为肠扩张。
CT结肠镜协议通常与经由CT表现以及不同post-examination软件应用程序,如虚拟结肠镜检查。33 -35到目前为止,没有等价的PET / CT软件可用。CT联合PET / CT的图像可以单独应用这些软件工具但没有软件可以提供虚拟结肠镜检查的融合数据集。因此,图像评价仅限于融合轴以及3 d-mpr图像在这个研究。尽管经由扫描仪获取薄切片的选择提供相应的重建的增量,它已经表明,可能没有显著差异之间的小肠质量检测和单探测器或经由扫描仪扫描。36进一步的研究比较双片PET / CT和新的16或64片PET / CT对PET / CT结肠镜代将解决这个问题。
虽然这项研究的结果的解释必须谨慎,因为小样本大小,他们确实证明了趋势准确的分期结果与这个专用的全身PET / CT结肠镜协议。此外,PET / CT显示一个病人成了三个结肠质量,并增加葡萄糖代谢表明恶性肿瘤在这些网站。组织病理学发现严重的上皮内发育不良,但没有恶性肿瘤,必须考虑这些假阳性。然而,众所周知,上皮内发育异常可能导致癌细胞的增长。因此检测必须考虑这些病变有关。根据报告结果,专用的PET / CT结肠镜协议也可能有资格获得发现发育异常的组织癌变之前转换。进一步的研究需要解决这个问题。
虽然只有少量的研究正/ CT在直肠癌,更准确的分期结果T和N阶段也出现在其他肿瘤与PET / CT上演时仅与CT和PET。15日,22日,26日,27在结肠癌患者中,宠物可以用于原发性肿瘤的分期诊断和分期的肿瘤复发。虽然优越的结果已经出版的宠物独自一人独自在CT敏感性和特异性为结直肠癌评估M阶段时,PET成像是唯一的程序不能被视为一个选项为额外的形态学病变本地化所需信息。并排图像分别评估了CT和PET数据集可能是一个选项。然而,实质性的错误配准的肠相关CT和PET必须预期由于病人运动之间的两个过程。
需要回答的问题在未来分析是否需要完整的剂量CT数据联合协议的全身PET / CT和PET / CT结肠镜。到目前为止,不同的CT结肠镜协议已经在文献中报道,基于不同的辐射剂量取决于所需的信息。然而它已经表明,在CT结肠镜和CT分期,对比剂和全剂量图像采集可以提高病变检出率。8日,11日,12日,37PET / CT肿瘤分期也可能受益于丰富的剂量和对比增强CT。除了病变检测的敏感性,T、N分期的准确性等问题,辐射和潜在不良反应基于碘对比剂必须被考虑。
结合PET / CT协议的一个限制是图像采集所需的时间。与专用CT结肠镜协议相比,考试时间30分钟远的了。然而,考试时间是相似而全身PET / CT结肠镜。在未来,全身PET / CT结肠镜的检查时间可能会大大降低另类宠物探测器材料的开发和引进新宠物检测器覆盖更大的视野。38
总之,全身PET / CT与集成的PET / CT结肠镜协议分期直肠癌的技术上是可行的。PET / CT结肠镜不会与结肠镜检查,而这两个过程会互相补充。疑似结肠癌患者但不完整的结肠镜检查可能大大受益于综合成像协议。同步肿瘤和癌前息肉可能改变手术更适合自身的方法。与不完整的结肠镜检查的情况下,可以检测到这些肿瘤PET / CT结肠镜。此外,与CT结肠镜相比,小结肠病变可能更容易被识别的基础上,额外的功能数据。然而,这项研究并没有直接将PET / CT与CT结肠镜进行比较。因此这个问题进一步的研究必须回答。合并后的成像方法的一个主要优势是,原发性肿瘤的诊断以及全身N和M分期会话可以在一个单一的执行检查。典型的多峰性multi-session分段过程最终可能取代了一个优化的整个身体检查。 As the number of patients is too small to draw definitive conclusions on accuracy, this study will hopefully encourage further investigations addressing the overall accuracy of whole body PET/CT colonography for TNM staging.
引用
脚注
利益冲突:没有宣布。