基于模式識別技術(shù)的肝癌PET探針優(yōu)化研究.pdf

1、目的：原發(fā)性肝細胞癌是一種常見高發(fā)的惡性腫瘤，不同生物學特性的肝癌反映著不同的惡性程度。PET探針優(yōu)化是指通過對腫瘤細胞不同特性進行提取，觀察其對應(yīng)不同PET示蹤劑的特異性反應(yīng)，以期能夠使用一種或多種示蹤劑做出常見腫瘤的鑒別診斷，可作為臨床肝癌亞型分類的輔助手段。本課題以不同生物學特性的肝癌作為研究對象，通過多示蹤劑組合方式（18F-FDG，18F-FLT，11C-CH），結(jié)合多維數(shù)據(jù)分析和模式識別技術(shù)探討Micro-PET在肝癌生物學

2、行為中的價值，為優(yōu)化PET探針和臨床可視化工作做出指導(dǎo)。
　　方法：以人肝癌細胞株（MHCC97H，MHCC97L，HepG2，QGY7701）為研究對象，首先觀察其不同的生物學特性，利用三種不同機理的正電子核素示蹤劑：18F-FDG（葡萄糖代謝）、18F-FLT（細胞增殖）和11C-CH（細胞膜脂代謝），研究其在不同肝癌細胞中的攝取特征；其次模擬體內(nèi)環(huán)境，觀察不同肝癌細胞在干預(yù)條件下（葡萄糖，胰島素，化療藥物）18F-FDG的差

3、異性攝?。浑S后建立不同特性肝癌的皮下荷瘤模型，觀察腫瘤組織的增殖、轉(zhuǎn)移等過程，進一步觀察三種示蹤劑在不同類型肝癌組織中的攝取特征。最后，將上述實驗的結(jié)果進行特征提取，以示蹤劑的攝取值作為特征參數(shù)，觀察不同特性腫瘤細胞和組織的攝取值空間分布結(jié)果，結(jié)合多維數(shù)據(jù)分析和模式識別等方法構(gòu)建不同的分類模型，綜合分析不同探針組合的攝取顯像結(jié)果。
　　結(jié)果：18F-FDG攝取率：HepG2>QGY7701>MHCC97H≈MHCC97L(P<0.

4、01)；18F-FLT攝取率：QGY7701>HepG2>MHCC97H>MHCC97L(P<0.01)；11C-CH攝取率：HepG2>MHCC97L>MHCC97H>QGY7701（P>0.05）。其中，行單一示蹤劑實驗時MHCC97H和MHCC97L的攝取無顯著性差異（P>0.05），作交叉比較發(fā)現(xiàn)三種不同示蹤劑對應(yīng)不同細胞的組間攝取差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01），說明兩種或多種示蹤劑可通過攝取值的組合來定位不同特性肝癌細胞的空

5、間分布位置；結(jié)合分類模型的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，F(xiàn)DG+CH組合方式的二重交叉檢驗誤差明顯低于其它兩種組合，分類面結(jié)果顯示FDG+CH的組合相對于其它兩種組合能夠較好地將不同特性肝癌細胞進行區(qū)別分類。三種示蹤劑聯(lián)合分析時，數(shù)據(jù)分布趨向各自的一致性，二重交叉檢驗誤差低于任意兩兩示蹤劑的組合誤差，分類面進一步明確，說明三種示蹤劑組合分析有利于區(qū)別不同特性的肝癌腫瘤細胞，也說明多參數(shù)分類器能為腫瘤生物學特性判別提供更準確的信息。不同干預(yù)條件下四種肝癌

6、細胞18F-FDG攝取實驗結(jié)果顯示，葡萄糖干預(yù)：HepG2>QGY7701>MHCC97H>MHCC97L(P<0.05)；胰島素干預(yù)：HepG2>QGY7701>MHCC97H>MHCC97L(P<0.05)；化療藥物干預(yù)：HepG2>QGY7701>MHCC（P<0.05）。實驗發(fā)現(xiàn)在模擬體內(nèi)不同干預(yù)條件下單一示蹤劑18F-FDG的攝取有明顯變化，可以作為區(qū)分不同特性肝癌細胞的參考因素。皮下荷瘤模型的Micro-PET顯像結(jié)果顯示，

7、18F-FDG攝取值：HepG2>QGY7701>MHCC97H>MHCC97L（P<0.05）；18F-FLT攝取值：HepG2>QGY7701>MHCC97L>MHCC97H（P<0.05）；11C-CH攝取值：MHCC97H>HepG2≈MHCC97L>QGY7701（P>0.05）。建立分類模型結(jié)果顯示，F(xiàn)DG+CH的組合分類誤差遠遠低于其他兩種組合方式，三種示蹤劑組合顯像的結(jié)果則更為精確，分類誤差僅為0.002500。