目的：测量不同瘤体大小、不同运动频率及不同运动幅度下，用PET图像和PET-CT融合图像勾画GTV的大小，探讨不同运动状态和不同瘤体大小对PET图像和PET-CT融合图像中病灶体积的影响。测量不同瘤体大小、不同运动频率及不同运动幅度下，用CT图像勾画GTV的大小，探讨不同运动状态和不同瘤体大小对CT图像中病灶体积的影响。测定呼吸运动体模的同机FDG PET-CT图像融合的精度，探讨呼吸频率、运动幅度及病灶大小对融合精度的影响。方法：本实验分为三部分。第一部分：使用自行研制的二维运动平台系统及体模（该体模内有5个直径分别为1.0 cm、2.0 cm、3.0 cm、4.0 cm及5.0 cm的圆柱体，可模拟5种不同大小的瘤体），近似模拟28种呼吸运动状态，模拟参数为：呼吸频率为16次／分钟、18次／分钟及20次／分钟，z轴方向运动幅度为1.0 cm、1.5 cm及2.0 cm，x轴方向运动幅度为0.5 cm、1.0 cm及1.5 cm。对以上呼吸频率及二维方向运动幅度参数进行排列组合，即可得到28种呼吸运动状态。在所有运动状态下对同一体模进行PET-CT扫描，利用PET图像和PET-CT融合图像勾画GTV并计算其大小。按瘤体大小分成5大组：GTV1组、GTV2组、GTV3组、GTV4组、GTV5组，每个大组均含有不同运动频率、不同运动方向及不同运动幅度下的PET图像资料和PET-CT融合图像资料。第二部分：使用自行研制的二维运动平台系统及体模（该体模可以模拟5种不同大小的瘤体），模拟不同频率及幅度的呼吸运动，在不同运动状态下对体模进行CT扫描，利用CT图像勾画GTV并计算其大小。按瘤体大小分成5大组：GTV1组、GTV2组、GTV3组、GTV4组、GTV5组，每个大组均含有不同运动频率、不同运动方向及不同运动幅度下的CT图像资料。第三部分：使用二维运动平台系统及体模，模拟不同频率及幅度的呼吸运动，用体积法测量不同呼吸状态下不同体积病灶的PET-CT同机图像融合精度。体积法为测定体模PET与CT图像融合部分体积(V_PET-CT)与总体积(V_PET+CT)的比值（R）。结果：1、（1）PET图像结果：GTV1组、GTV2组、GTV3组、GTV4组及GTV5组静止状态下大小分别为2.78±0.09 cm³、7.90±0.21 cm³、14.15±1.23 cm³、22.05±0.48 cm³及40.65±1.02 cm³；5个实验组运动状态下大小分别为3.96±0.24 cm³ 5.89±1.09 cm³、9.68±2.32 cm³ 14.41±3.19 cm³、16.39±2.22 cm³ 22.58±6.07 cm³、27.69±3.85 cm³ 37.12±8.11 cm³及44.44±4.72 cm³ 56.77±10.83 cm³。单因素方差分析结果显示，不同运动频率下每个实验组PET图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为7.43、4.95、6.28、9.20、7.61，P均＜0.01）；不同z轴运动幅度下每个实验组PET图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为6.51、5.91、4.13、5.77、3.57，P均＜0.01）；不同x轴运动幅度下每个实验组PET图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为13.17、29.23、23.23、29.01、23.99，P均＜0.01）。（2）PET-CT融合图像结果：GTV1组、GTV2组、GTV3组、GTV4组及GTV5组静止状态下大小分别为2.80±0.53 cm³、8.30±0.11 cm³、14.85±0.69 cm³、24.20±0.11 cm³及41.65±0.59 cm³；5个实验组运动状态下大小分别为5.30±1.28 cm³ 6.79±1.91 cm³、13.38±4.42 cm³ 17.96±5.16 cm³、19.54±4.59 cm³ 26.11±8.06 cm³、30.91±7.21 cm³ 40.93±9.56 cm³、49.14±7.06 cm³ 61.44±11.62 cm³。单因素方差分析结果显示，不同运动频率下每个实验组PET-CT融合图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为8.26、5.10、8.86、9.40、8.66，P均＜0.01）；不同z轴运动幅度下每个实验组PET-CT融合图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为6.50、5.20、4.87、6.39、6.00，P均＜0.01）。不同x轴运动幅度下每个实验组PET-CT融合图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为8.28、20.73、15.04、19.89、21.74，P均＜0.01）。（3）多因素分析结果：5个实验组中，PET图像和PET-CT融合图像勾画的GTV与各因素之间均存在交互作用。z轴运动幅度与x轴运动幅度、z轴运动幅度与运动频率、x轴运动幅度与运动频率、z轴运动幅度与运动频率及x轴运动幅度之间存在交互效应。2、GTV1组、GTV2组、GTV3组、GTV4组及GTV5组静止状态下大小分别为2.65±0.05 cm³、6.80±0.43 cm³、13.15±1.12 cm³、23.65±0.27 cm³及36.55±0.27 cm³；5个实验组运动状态下大小分别为3.02±0.46 cm³ 3.42±1.27 cm³、8.50±1.73 cm³ 9.44±3.31 cm³、15.02±3.64 cm³ 16.24±3.14 cm³、25.49±6.51 cm³ 30.82±6.63 cm³及40.19±4.98 cm^{3 4}5.48±6.78 cm³。单因素方差分析结果显示，不同运动频率下GTV2组、GTV4组及GTV5组CT图像勾画的GTV之间差异有显著性（F分别为3.18、6.68、7.20，P分别为0.027、0.000、0.000），GTV1组、GTV3组GTV之间差异无显著性（F分别为2.20、2.42，P分别为0.093、0.070）；不同z轴运动幅度下GTV4组、GTV5组GTV之间差异有显著性（F分别为7.86、9.10，P分别为0.000、0.000），GTV1组、GTV2组、GTV3组GTV之间差异无显著性（F分别为1.19、2.55、1.88，P分别为0.317、0.061、0.138）；不同x轴运动幅度下GTV4组、GTV5组GTV之间差异有显著性（F分别为5.40、5.07，P分别为0.002、0.003），GTV1组、GTV2组、GTV3组GTV之间差异无显著性（F分别为1.391、2.14、2.10，P分别为0.249、0.099、0.104）。多因素分析结果：5个实验组中，每组的CT图像勾画的GTV与各因素之间均存在交互作用。z轴运动幅度与x轴运动幅度、z轴运动幅度与运动频率、x轴运动幅度与运动频率、z轴运动幅度与运动频率及x轴运动幅度之间存在交互效应。3、静止状态下R值（R₀）为0.88±0.21。运动频率为16次／分、18次／分、20次／分状态下R值分别为0.61±0.21(R₁₆)、0.58±0.25(R₁₈)、0.54±0.22(R₂₀)。R₀、R₁₆、R₁₈及R₂₀之间差异有统计学意义（F=6.24，P＜0.01）。z轴方向运动幅度为1.0 cm、1.5 cm及2.0 cm状态下R值分别为0.55±0.25(R_z-1.0)、0.60±0.20(R_z-1.5)及0.58±0.23(R_z-2.0)，x轴方向运动幅度为0.5 cm、1.0 cm及1.5cm状态下R值分别为0.63±0.24(R_x-0.5)、0.60±0.18(R_x-1.0)及0.50±0.24(R_x-1.5)，在z轴和x轴运动方向上，各R值差异有统计学意义（P＜0.01）。体模内圆柱体体积为1.6 cm³、6.1 cm³、13.4 cm³、23.4 cm³及36.7 cm³的R值分别为0.36±0.18(R_1.6)、0.51±0.22(R_6.1)、0.58±0.18(R_13.4)、0.71±0.20(R_23.4)及0.72±0.15(R_36.7)，R₀、R_1.6、R_6.1、R_13.4、R_23.4及R_36.7之间差异有统计学意义（F=18.23，P＜0.01）。多因素方差分析显示PET-CT的融合精度与各因素之间存在交互效应。z轴运动幅度与x轴运动幅度、z轴运动幅度与运动频率、x轴运动幅度与运动频率之间存在交互效应（P均＜0.01）。结论：1．在运动频率为在16次／分钟、18次／分钟及20次／分钟，z轴方向运动幅度为1.0 cm、1.5 cm、2.0 cm及x轴方向运动幅度为0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm时，所得到PET图像靶区和PET-CT融合图像靶区都明显大于静止状态下靶区，瘤体直径为1.0 cm～5.0 cm时，PET靶区体积比实际靶区体积高大约3.8％～91.7％，PET-CT融合靶区高估实际体积大约18.0％～142.1％；瘤体直径为1.0 cm～5.0 cm时，运动状态下PET图像靶区之间差异为-59.87％～32.53％，其差异大部分没有显著性；运动状态PET-CT融合图像靶区之间差异为-72.9％～54.7％，其差异亦大部分没有显著性。PET图像和PET-CT融合图像勾画的GTV与各因素之间均存在交互效应，各个方向的运动幅度和不同的运动频率均同时对GTV的勾画产生综合影响；2．在运动频率为在16次／分钟、18次／分钟及20次／分钟，z轴方向运动幅度为1.0 cm、1.5 cm、2.0 cm及x轴方向运动幅度为0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm时，运动状态下CT图像靶区与静止状态下靶区差异为7.8％ 38.8％，其差异部分具有显著性。运动状态下CT靶区之间差异为-20.4％ 14.4％，其差异绝大部分具有显著性。用CT图像勾画的靶区与真实体积之间存在差异，但这种差异具有不确定性。CT图像勾画的GTV与各因素之间均存在显著的线形相关关系，各个方向的运动幅度和不同的运动频率均同时对GTV的勾画产生综合影响；3．不同呼吸频率、幅度及病灶大小对PET-CT图像同机融合精度均会产生较大影响，采用融合图像制定放疗计划时，建议对融合精度进行测定并采取有效的措施降低融合误差；