Imaging integrato del nodulo polmonare Pier Francesco Rambaldi, Olga Barbara Magliulo, Francesco Barbato, Luigi Mansi Medicina Nucleare, Seconda Università degli Studi di Napoli Il cancro del polmone è la principale causa di morte per tumore sia negli uomini che nelle donne e rappresenta il 28% di tutte le morti per cancro in entrambi i sessi. L’incidenza di tumori polmonari negli uomini ha raggiunto il suo picco ed è ora in lieve calo, mentre nelle donne è in forte ascesa e negli ultimi dieci anni ha superato quello della mammella come principale causa di morte per cancro. L’incidenza varia in base all’età: bassa prima dei trenta anni, molto elevata tra i sessantacinque e settanta. Numerosi sono i fattori di rischio che contribuiscono alla sua insorgenza. L’esposizione ambientale ai cancerogeni ed in particolare al fumo di sigaretta e’ oggi ritenuto il fattore eziologico più importante (7/10 casi). E’ stato dimostrato che un uomo di 35 anni che fuma più di 25 sigarette al giorno, ha un rischio di morire per cancro del polmone prima dei 75 anni del 13%. Inoltre tale rischio aumenta in rapporto al numero di sigarette, alla durata e all’età di insorgenza dell’ abitudine al fumo, al contenuto di nicotina, alla presenza o meno del filtro. Il rischio relativo dei fumatori rispetto ai non fumatori e’ pari a 14, quello dei forti fumatori e’ pari a 20. L’abbandono del fumo porta ad un progressiva riduzione del rischio di contrarre cancro ai polmoni ma mai ad un suo completo annullamento. Certo è anche il ruolo dell’esposizione passiva al fumo tra i fattori predisponenti al cancro del polmone: numerosi studi hanno infatti dimostrato aumentati livelli di sostanze cancerogene nel sangue di soggetti esposti passivamente al fumo di sigaretta. Si è visto un aumentato rischio di tumori polmonari nelle mogli dei fumatori: in un non fumatore l’esposizione passiva al fumo per 25 anni a partire dall’infanzia raddoppia il rischio di tumore polmonare. Definizione Il nodulo polmonare solitario detto anche dagli anglosassoni “coin lesion,” è una lesione rotondeggiante che non supera i tre centimetri di diametro, completamente circondata da parenchima polmonare normale, senza altre anomalie associate. Le formazioni superiori ai 3 cm. sono più propriamente dette masse e spesso sono di natura maligna. L’incidenza del cancro nel contesto dei noduli polmonari (10-70%) varia nelle differenti casistiche (1,2). Tra le lesioni benigne certamente i granulomi costituiscono circa l’80% dei casi, gli amatomi il 10% (3,4). Solo la biopsia definisce la diagnosi. Tomografia computerizzata La radiografia del torace identifica noduli polmonari solitari nel 0,09-0,2% dei controlli eseguiti (5,6). L’eziologia del nodulo polmonare include differenti patologie benigne, anche se il carcinoma broncogeno ha mostrato un incremento specie negli anziani. Quando la natura maligna del nodulo è precocemente diagnosticata, la sopravvivenza a 5 anni raggiunge anche l’80% (7). Una diagnosi tardiva è correlata ad una sopravivenza del 5%. Lo sforzo dei clinici è quello di eseguire una corretta diagnosi precoce dei noduli maligni, evitando comunque interventi chirurgici non necessari in pazienti con patologie benigne o con cancro avanzato. Diagnostica per immagini: nuove frontiere La diagnosi di un nodulo polmonare generalmente è accidentale. La radiologia tradizionale del torace fornisce informazioni sulle caratteristiche, le calcificazioni, il pattern, le dimensioni e la crescita di queste lesioni. Tuttavia è la Tomografia Computerizzata (TC) che consente meglio di valutare criticamente tali formazioni e di suggerire la natura delle stesse con maggiore precisione. I margini del nodulo forniscono due pattern relativamente specifici che suggeriscono la diagnosi di cancro polmonare. Il primo è il segno della corona radiata, dato da un sottile margine irregolare che si estende per 4-5mm. alla periferia del nodulo, descritto inizialmente anche dalla radiografia tradizionale (3) che mostra spiculature(6). La presenza margini dentellati si associa a lesioni ad intermedia probabilità per patologia maligna mentre margini regolari suggeriscono una natura benigna. Anche l’evidenza di calcificazioni nel contesto del nodulo suggeriscono una patologia benigna. Le calcificazioni sono meglio valutate dalla TC rispetto alla Rx standard (4). La TC è la tecnica di riferimento nello studio delle cacificazioni; la Rx standard in questo caso ha una sensibilità, specificità e valore predittivo positivo rispettivamente del 50, 87 e 93%. Un disposizione laminare o centrale delle calcificazioni è caratteristica dei granuloma, mentre una lesione a “popcorn” è spesso osservata negli amartomi. Presenza di calcificazioni retiformi o eccentriche sono invece associate a lesioni maligne. Quando sono disponibili precedenti studi radiologici il grado di crescita di un nodulo può essere valutato in modo tale da determinare con precisione variazioni volumetriche. Il tempo di raddoppiamento del carcinoma broncogeno raramente è inferiore ad un mese o superiore ad un anno. Dal momento che la lesione è considerata sferica, un aumento del diametro del 30% equivale ad un raddoppiamento volumetrico. Un nodulo non evidente ad una controllo radiologico eseguito due mesi prima è considerato dubbio. Quando una lesione al controllo radiografico appare stabile per due anni tale può essere considerata benigna, anche se i cacinoidi ed i carcinomi bronchio-alveolari talvolta presentano uno scarso grado di crescita (8), pertanto tale soglia è messa in discussione. Yankelevitz DF e coll (AJR 1997) hanno esaminato 156 noduli e masse solitarie di diametro compreso tra 1 e 14 cm, solo in 74 casi erano disponibili precedenti radiografie dalle quali si evinceva assente crescita in 26. Di queste ultime 9 sono risultate essere maligne. Secondo questi autori, l’assente incremento dimensionale di una lesione al follow-up di 2 anni ha valore predittivo di benignità del 65% (9) quando valutato sulla base di controlli radiografici. Eventuali variazioni volumetriche vanno accuratamente valutate mediante TC ad alta risoluzione che fornisce non solo le dimensioni del nodulo ma anche specifiche caratteristiche morfo-strutturali. La radiografia standard ha grossi limiti nella valutazione di piccoli noduli con un margine di errore che è di 3-5 mm, ciò è particolarmente critico per quelle lesioni nascoste da strutture ossee o mediastiniche. Anche per questo motivo il follow-up dei noduli polmonari deve essere valutato con TC ad alta risoluzione. Non è ancora definito quale sia il timing ottimale per il follow-up dei noduli dubbi. La TC ad alta risoluzione piuttosto che con Rx standard deve essere eseguita ogni tre mesi nel primo anno, mentre nel secondo ogni sei mesi(10). Alcuni autori riportano esperienze preliminari che utilizzano algoritmi di segmentazione bidimensionali dell’immagine TC. Si ottiene così successiva ricostruzione computerizzata volumetrica del solo nodulo in immagine tridimensionale virtuale per una migliore valutazione della variazioni di crescita al follow-up. Questi dati sperimentali suggeriscono che un controllo a 30 giorni dopo la prima scansione può mostrare minimi incrementi volumetrici (5 mm) suggestivi di patologia maligna (11). Anche questa tecnica richiede un validazione su più ampia casistica. Densitometria TC Consiste nella misurazione dei valori di attenuazione, espressi in unità Hounsfield, confrontati a quelli ottenuti delle misurazioni rilevati con un “fantoccio”. Generalmente i valori ottenuti sono più elevati per i noduli benigni rispetto a quelli maligni. Zerhouni EA e coll. hanno utilizzato 264 unità Hounsfield come valore soglia, superiore alla quale una lesione era considerata benigna. Altre autori hanno suggerito 185 unità Hounsfield come valore critico nella definizione dei noduli polmonari ottenendo però elevato numero di falsi negativi. L’utilizzo della tomodensitometria non è però estesamente impigato per la difficile standardizzazione e la variabilità intrinseca della tecnica (13). TC con contrasto Con l’introduzione della TC spirale il grado di enhancement di un nodulo polmonare dopo somministrazione e.v. di mezzo di contrasto è un elemento che deve essere sempre valutato. Zhang M e coll hanno rilevato che un incremento dopo somministrazione di mdc di 20 unità Hounsfield suggerisce un processo maligno, con sensibilità e specificità rispettivamente del 95-100% e 70-93% (14). Questa tecnica necessita di più estesi studi per una completa validazione Broncoscopia La sensibilità della broncoscopia nei noduli polmonari solitari varia dell’20% all’80% in funzione delle dimensioni, della sede (prossimità dell’albero bronchiale) della lesioni e dalla selezione della popolazione studiata (15). Nei noduli inferiori ad 1,5cm la sensibilità è del 10%, per quelli di 2-3cm. è del 40-60% (16). Nei noduli che alla TC appaiono adiacenti a strutture bronchiali la sensibilità sale al 70% (17). Fine-Needle Aspiration Biopsy transtoracica Con questa tecnica è possibile caratterizzare lesioni polmonari anche nel 95% dei casi quando sono periferiche. Nella valutazione delle lesioni maligne la sensibilità è dell’80-95% e la specificità del 50-88%. Conces DJ e coll in uno studio su circa 200 pazienti hanno rilevato un valore predittivo positivo del 98.6% ed un valore predittivo negativo del 96.6%(18). Berquist TH. e coll. hanno riportato una sensibilità superiore al 60% nell’identificazione di patologie maligne di diametro inferiore a 2cm. (8). Resta comunque una elevato numero di falsi negativi (3-29%) ed un elevata incidenza di complicanze, come ad esempio il pneumotorace nel 30% dei casi. Nodulo polmonare: quando impiegare le differenti risorse La diagnostica per immagini ha avuto grande espansione nell’ultimo decennio, consente una valutazione morfostrutturale e metabolica del nodulo polmonare. Nessuna delle metodiche ha una accuratezza ottimale, pertanto il clinico ha il compito di seguire rigidi protocolli che devono sempre partire però da una valutazione clinicoanamnestica rigorosa che deve cioè valutare al probabilità pre-test di quel paziente di avere una patologia maligna: familiarità, fumo evidenza radiologica di patologia polmonare in pregressi controlli, etc…. L’impiego di risorse, l’incremento di dosimetria erogata al paziente ed il ricorso a metodiche più invasive nella definizione del nodulo polmonare deve sempre essere correlato alla categoria di rischio (basso, intermedio, elevato) cui appartiene il soggetto, anche se la definizione delle categorie di rischio certamente non è una scienza esatta (19-22). Pazienti a basso rischio: • non fumatori • non fumatori da almeno 7 anni • diametro del nodulo < 15mm. • età<45 anni • margini regolari Pazienti a rischio intermedio: • fumatori (< 20 sigarette/giorno) • non fumatori da almeno 7 anni • diametro del nodulo 15-22mm. • età 45-60 anni • margini irregolari Pazienti ad alto rischio: • fumatori (>20 sigarette/giorno) • diametro del nodulo >23mm. • età >60 anni • margini speculati e presenza del segno della corona radiata Nei pazienti con nodulo polmonare, ma a basso rischio quindi con diametro della lesione inferiore a 15mm, non sono eseguite indagini invasive (FNAB, broncoscopia) perché queste tecniche hanno un elevato numero di falsi negativi nello studio di piccole lesioni, peraltro sono gravate da una più elevata incidenza di complicanze. La PET non viene eseguita perchè da un lato ha scarsa sensibilità nella definizione dei noduli subcentimetrici (23), dall’altro la specificità è bassa per la captazione aspecifica caratteristica di noduli infiammatori (patologie infettive e reumatologiche): si tratta di pazienti che mostrano una più elevata probabilità per eziologia benigna per cui è suggerito solo un stretto follow-up con TC ad alta risoluzione a 3,6,9,12,18 e 24 mesi. Nei pazienti ad rischio elevato, con nodulo maggiore di 23mm. l’atteggiamento diagnostico è chiaramente più aggressivo (videotoracoscopia, chirurgia). In questo caso la PET non ha ruolo nella definizione diagnostica, ma può essere eseguita solo per definire lo staging (TNM). Viceversa nei soggetti a rischio intermedio con diametro del nodulo >15mm la PET è indispensabile strumento diagnostico per la definizione metabolica: un elevato metabolismo di glucosio suggerisce un atteggiamento aggressivo, mentre una scarsa captazione sposta tali pazienti nella categoria a basso rischio, quindi suggerito il follow-up del nodulo con TC (24). Dosimetria “principio di giustificazione di dose” La TC e PET sono tecniche che erogano una discreta dose di radiazioni ionizzanti, è chiaro che vanno eseguite solo quando strettamente necessarie, cioè la dosimetria erogata al paziente deve essere giustificata da un adeguato vantaggio non solo diagnostico ma anche terapeutico “principio di giustificazione di dose”. In quest’ambito sia il radiologo che l’internista-oncoloco sono responsabili sia dal punto di vista clinico che medico legale di un esame che comporta una specifica dosimetria se non correttamente indicato. Quindi sia per problemi dosimetrici che per l’elevato costo non è ancora chiaro qual’è il ruolo della TC nello screening dei tumori polmonari. Alcuni autori suggeriscono l’impiego della TC a basse dosi nello screening di pazienti a rischio con chiaro scopo di ridurre la dosimetria. Henschke CI e coll. hanno valutato 1000 pz ad elevato rischio per cancro del polmone con TC a basse dosi identificando 233 (23%) soggetti con noduli polmonari non calcifici: 27 (12%) dei quali subcentimetrici maligni(23,24). Certamente in questo gruppo di pazienti la PET ed il FNAB avrebbero avuto utilità limitata per la scarsa sensibilità nella definizione di noduli subcentimetrici (25). Marshall D e coll. hanno calcolato che un programma di screening su categorie a rischi determina una costo stimato per vita salvata di $93,000 (26). Tomografia ad Emissione di Positroni: cos’è, ha un ruolo clinico oggi, quando? La PET è una tecnica che utilizza isotopi radioattivo positroni emittenti che somministrati per via endovenosa consentono di valutare differenti percorsi metabolici. L’importanza clinica della metodica in oncologia e in particolare nel tumore del polmone è legata alla possibilità di utilizzare un analogo del glucosio, un radionuclide emettitore di positroni: il fluoro-18 desossiglucosio (FDG) (27,28). Nei tumori maligni aumenta il metabolismo glucidico, in particolare quello anaerobico, quindi la captazione di FDG. L’aumento della captazione precede l’alterazione morfostrutturale, la sua riduzione dopo terapia avviene prima delle alterazioni anatomiche. Captano lesioni primitive, secondarie (metastasi) e recidive con un buon rapporto tumore/fondo. L’intensità della captazione dipende sia dalla malignità biologica (dissociazione flusso-metabolismo) che da fattori aspecifici (aumento di flusso e metabolismo). Tuttavia anche altri fattori fisiopatologici possono influire sulla distribuzione del tracciante (digiuno, valori di glicemia, diabete). L’avvento della PET ha avuto un grande impatto nella diagnosi e nella stadiazione del tumore del polmone. La sensibilità e specificità della PET sono superiori alla TC. Trova indicazione nella valutazione diagnostica del nodulo e nelle masse polmonari, confermando o escludendo la malignità della lesione: recenti studi hanno evidenziato una sua elevata accuratezza nel differenziare lesioni maligne da quelle benigne raggiungendo un sensibilità del 97% e una specificità del 78%. La riduzione della sensibilità è soprattutto dovuta all’aumento di captazione anche in caso di infezioni batteriche. La sensibilità può ridursi in caso di lesioni molto piccole (<0.7 cm). Qualche falso negativo può essere dovuto ad una neoplasia a basso metabolismo come i carcinoidi (29), il carcinoma a cellule broncoalveolari (30), o in pazienti con elevati valori ematici di glucosio. Prima di eseguire uno scan PET, infatti, si consiglia una valutazione della glicemia. Tuttavia una PET negativa, soprattutto per lesioni >1 cm, fa quasi completamente escludere carattere di malignità della lesione, o comunque dà un indice prognostico positivo. Va ben inteso che in questi casi una scarsa captazione di FDG suggerisce una lesione benigna ma non esclude un tumore a basso metabolismo quindi a bassa aggressività. Pertanto quello che sembra un falso negativo in realtà definisce il grading della lesione, che comunque deve essere in follow-up con TC perché come già detto il paziente ricade nella categoria a basso rischio che non richiede indagini aggressive. La PET trova indicazione anche nella stadiazione, nel valutare la risposta alla terapia e nella valutazione precoce delle recidive: è superiore alla TC nella stadiazione del mediastino andando ad individuare anche piccoli linfonodi metastatici (fig.1,2). Molti studi hanno dimostrato che la PET nello studio dei linfonodi mediastinici (31) ha una sensibilità media del 84% (57% con la TC), e una specificità dell’89% (82% con la TC), anche se però va sottolineato che non è in grado di localizzarli anatomicamente, come invece consente la TC, questo suggerisce l’importanza della sovrapposizione delle immagini ottenute con le due metodiche PET-TC. Maggiore specificità è ottenuta con l’impiego di apparecchi PET-TC che consentono l’acquisizione contemporanea di immagini metaboliche (PET) e morfologiche (TC) riducendo così il numero di falsi positivi da un lato e migliorando il dettaglio anatomico dall’altro. Un grande vantaggio della PET è la modalità di scansione total-body, che permette di ottenere immagini tomografiche anche delle metastasi extratoraciche (32): ha una maggiore specificità diagnostica rispetto alla scintigrafia ossea nella valutazione delle metastasi scheletriche, e inoltre permette di studiare anche le parti molli e i visceri (fig.3). Una scarsa sensibilità è riportata nello studio delle metastasi cerebrali per l’elevato metabolismo intrinseco del parenchima cerebrale che maschera spesso lesioni cerebrali metastatiche. In questi casi è più utile la PET-TC rispetto alla PET perchè il dato morfologico è correlato a quello funzionale (fig.4). La metodica fornisce anche indicazioni prognostiche: valuta la risposta alla radio- e alla chemio-terapia e ha una maggiore accuratezza rispetto alla TC nel predire una recidiva tumorale. I tumori recidivanti dopo terapia (radio e chemio) accumulano avidamente il tracciante. Di conseguenza il SUV (attività rilevata nella massa rispetto dose iniettata) delle masse che contengono cellule neoplastiche è più alto rispetto ai SUV delle regioni (masse benigne o tessuto cicatriziale) dove non si ha recidiva tumorale. Il livello di captazione del 18F-FDG nel tumore (misurato con il SUV) è correlato con la prognosi. In uno recente studio si è visto che quando il SUV supera il valore di 10, la sopravvivenza media è inferiore a 11,4 mesi. Quando è inferiore a 10, la sopravvivenza media è 24,6 mesi. Il SUV è influenzato dalla glicemia e dalle dimensione del tumore. La medicina nucleare tradizionale nella valutazione del tumore polmonare conserva ancora un ruolo nella stadiazione della patologia: la scintigrafia ossea per la valutazione delle metastasi scheletriche, importante soprattutto per la non ancora buona disponibilità della PET sul territorio, lo studio funzionale del parenchima polmonare, utilissimo nella stadiazione prechirurgica del paziente, e lo studio con octreotide marcato dei carcinoidi polmonari i quali presentano scarso uptake dell’FDG. I centri dove la PET non può essere eseguita, la SPECT con depreotide permette una valutazione non invasiva alternativa. Il Depreotide è un analogo della somatostatina e permette lo studio dei noduli polmonari che esprimono tali recettori. Un più rispetto impiego è quello dell’octreotide marcato, un analogo della somatostatina che è indicato per la caratterizzazione recettoriale dei carcinoidi bronchiali, e nei casi inoperabili è presupposto fondamentale per il trattamento farmacologico con analoghi della somatostatina (fig.5). Bibliografia 1. Siegelman SS, Khouri NF, Leo FP, Fishman EK, Braverman RM, Zerhouni EA. Solitary pulmonary nodules: CT assessment. Radiology 1986;160:307-12. 2. Khouri NF, Meziane MA, Zerhouni EA, Fishman EK, Siegelman SS. The solitary pulmonary nodule: assessment, diagnosis, and management. Chest 1987;91:128-33. 3. Huston J III, Muhm JR. Solitary pulmonary opacities: plain tomography. Radiology 1987;163:481-5. 4. Berger WG, Erly WK, Krupinski EA, Standen JR, Stern RG. The solitary pulmonary nodule on chest radiography: can we really tell if the nodule is calcified? AJR Am J Roentgenol 2001;176:201-4. 5. Holin SN, Dwork RE, Glaser S, Rickli AE, Stocklen JB. 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