本文从以下几部分进行论述：　　第一部分 18F-FDG及18F-FLT双示踪剂PET/CT在非小细胞肺癌高摄取区域重合度的研究　　目的：　　应用18F-FDG及18F-FLT双示踪剂PET/CT来探索NSCLC患者18F-FDG高摄取区域与18F-FLT高摄取区域的空间重合度。　　方法：　　1.入组患者　　收集山东省肿瘤医院经组织病理学确诊的原发性NSCLC患者入组，要求患者未行任何抗肿瘤治疗，且因为疾病分期晚、合并有其他严重疾病等而无法行手术治疗，或患者拒绝手术治疗，拟行放射治疗为主的综合治疗。　　2.18F-FDG PET/CT扫描及18F-FLT PET/CT扫描　　18F-FDG及18F-FLT由山东省肿瘤医院GE Minitracer回旋加速器Tracer Lab自动合成。每例入组患者分别行18F-FDG PET/CT扫描及18F-FLT PET/CT扫描，两次扫描间隔时间在3天以内，间隔期间不能接受抗肿瘤治疗。在PET/CT扫描时于患者胸部皮肤及扫描床上体架边缘做标记以保证患者两次扫描体位重复性好。　　3.图像融合及分析　　图像分析以病灶为单位进行。首先分析18F-FDG PET/CT图像，由飞利浦Extended Brilliance Workspace(EBW)工作站自动计算病灶SUVmax，以50％SUVmax为阈值自动勾画代谢体积(Metabolic volume，MV)，并自动计算出体积大小及平均标准摄取值(Mean standardized uptake value，SUVmean)，记录为MV50和FDG-SUVmean50。第二步，分析18F-FLT PET/CT图像，由EBW工作站自动计算病灶SUVmax，以50％ SUVmax、60％ SUVma、70％ SUVmax、80％ SUVmax及90％SUVmax为阈值，自动勾画并计算相应的增殖体积(Proliferative volume，PV)，记录为PV50、PV60、PV70、PV80和PV90，自动计算PV50范围的SUVmean值，记录为FLT-SUVmean50。第三步，图像配准及融合图像分析。使用EBW工作站内配准功能将18F-FDG和18F-FLT PET/CT两组图像中的CT图像进行严格配准，将自动得到18F-FDG PET和18F-FLT PET的融合图像。融合图像上可见MV及PV范围，在横断面上逐层手动勾画二者的重合区域(Overlap volume，OV)。重合度(Overlap ratio，OR)定义为OV/PV。分别勾画MV50与PV50、PV60、PV70、PV80和PV90的OV区域，并计算相应OR值，记录为OR50、OR60、OR70、OR80和OR90。　　应用SPSS统计学软件(version19.0; SPSS Inc，Chicago，IL)对图像分析所得数据进行统计学分析。　　结果：　　共23例NSCLC患者完成试验，纳入最终数据分析的病灶包括23个肺部原发病灶，41个淋巴结转移灶及15个远处转移灶。对于同一病灶，FDG-SUVmax大于FLT-SUVmax，FDG-SUVmean50大于FLT-SUVmean50，MV50大于PV50，差异均有统计学意义，P值分别为＜0.001、＜0.001和0.047。PV50、PV60、PV70、PV80及PV90的中位数分别为4085 mm3、2355 mm3、1353 mm3、746 mm3和332mm3。OR50、OR60、OR70、OR80及OR90的中位数分别为58.61％、69.02％、79.71％、91.64％及93.12％，相邻的两组数据间差异有统计学差异(P＜0.001.＜0.001,＜0.001及=0.002)，表明随着PV勾画阈值的增加，PV被包含在MV50区域内的比例逐渐增大。　　结论：　　NSCLC患者病灶的高FLT摄取区域的绝大部分被包括在高FDG摄取区域内，18F-FLT PET/CT扫描在18F-FDG PET/CT图像信息基础上提供的额外的生物学信息较少，故在生物靶区勾画时18F-FLT PET/CT扫描也许并不是必须的。　　第二部分 18F-FDG及18F-FLT双示踪剂PET/CT用于指导非小细胞肺癌生物靶区加量的研究　　目的：　　通过对比NSCLC患者常规IMRT计划及BTV同步加量IMRT计划的剂量学特征，来探索18F-FDG及18F-FLT双示踪剂PET/CT用于指导NSCLC患者BTV加量的可行性。　　方法：　　1.入组患者　　入组患者要求为符合本研究第一部分入组条件并已完成该部分研究，且18F-FDG PET/CT及18F-FLT PET/CT扫描图像质量好、配准精度高。　　2.靶区勾画　　将患者的18F-FDG PET/CT及18F-FLT PET/CT扫描图像传送至PhilipsPinnacle3放射治疗计划系统。由影像学医师和放射肿瘤医师共同勾画靶区。根据ICRU83号报告中的要求，以CT图像为指导，勾画GTV-CT、临床靶区(Clinicaltarget volume，CTV)-CT及计划靶区（Planning target volume，PTV）-CT。使用四维CT扫描来确定患者呼吸运动范围。BTV的勾画以18F-FDG PET/CT及18F-FLT PET/CT图像为指导，定义为MV50和PV80的并集。PTV-boost由BTV外放得到，每例患者的外放范围与其CTV-CT外放到PTV-CT的范围一致。勾画的危及器官（Organ at risk，OAR）包括双肺、脊髓、食管及心脏。　　3.放疗计划制定　　为每例入组患者制定2个IMRT计划:以CT图像为基础的常规IMRT计划，以及18F-FDG PET/CT及18F-FLT PET/CT图像为基础的BTV同步加量IMRT计划。　　4.放疗剂量规定　　根据患者肿瘤分期、分化程度、联合治疗方案及耐受性程度等因素，给予每例患者个体化的处方剂量。放疗计划要求95％剂量线包括99％的PTV-boost靶区，95％剂量线包括95％的PTV-CT靶区。危及器官剂量限制为:脊髓最大受量(Dmax)＜50 Gy;双肺受量超过20 Gy的体积(V20)≤35％，受量超过5 Gy的体积(V5)≤65％，平均受量(Dmean)≤20 Gy;心脏Dmean≤35 Gy，受量超过40 Gy的体积(V40)≤80％，受量超过60 Gy的体积(V60)≤30％;食管Dmean≤34 Gy，Dmax≤105％处方剂量。　　5.计划评价　　采用剂量-体积直方图(Dose-volume histogram，DVH)评估BTV、PTV及OAR的剂量分布情况。使用泊松LQ模型计算肿瘤控制概率(Tumor controlprobability，TCP)，正常组织并发症概率(Normal tissue complication probability，NTCP)的计算则采用相对连续性模型(Relative seriality model，RSM)。　　应用SPSS统计学软件(version19.0; SPSS Inc，Chicago，IL)对图像分析所得数据进行统计学分析。　　结果：　　从本研究第一部分中完成全部试验的NSCLC患者中挑选了5例患者，病灶典型，图像清晰，图像配准精度高，来进行第二部分的IMRT剂量学研究。对于患者的常规IMRT计划，给予PTV-CT1.8-2.0 Gy/F，总剂量的中位数是60.0 Gy;对于BTV同步加量IMRT计划，在给予PTV-CT1.8-2.0 Gy/F的基础上，同步局部加量PTV-boost2.5-2.75 Gy/F，BTV加量总剂量的中位数是83.2 Gy。常规IMRT计划及BTV同步加量IMRT计划的双肺V20、双肺Dmean、食管Dmea、脊髓Dmax及心脏Dmean无明显差异。所有患者的两种IMRT计划的TCP均超过70％，BTV同步加量IMRT计划的TCP高于常规IMRT计划的TCP值，差异有统计学意义(P=0.04)。与常规IMRT计划的各器官NTCP数据相比，BTV同步加量IMRT计划的各器官NTCP数值稍高，但差异无统计学差异。　　结论：　　18F-FDG及18F-FLT双示踪剂PET/CT用于指导NSCLC患者的生物靶区勾画，并进行生物靶区同步加量IMRT照射，能够在不增加正常组织并发症发生率的前提下提高肿瘤控制率，具有良好的可行性。