非小細(xì)胞肺癌患者血糖濃度和病灶大小對18F-FDG PET/CT病灶標(biāo)準(zhǔn)攝取值的影響

居熱提·阿扎提，熱比亞·努力，娜仁花，楊小豐

（1.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，新疆 烏魯木齊 830001；2.新疆醫(yī)科大學(xué)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 病原學(xué)教研室，新疆 烏魯木齊 830011）

正電子發(fā)射計算機斷層成像（positron emission computed tomography,PET/CT）是以18-氟脫氧葡萄糖（18F-Fluorodeoxyglucose,18F-FDG）作為示蹤劑的分子影像學(xué)科。作為反映組織葡萄糖代謝率半定量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)攝取值（standard uptake value,SUV）在非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung carcinoma,NSCLC）的臨床診斷、臨床分期、療效評估及預(yù)后情況等方面發(fā)揮非常重要的作用[1]。但是，18F-FDG 在人體內(nèi)和腫瘤組織細(xì)胞中具有其代謝的特殊性，并且在成像過程中，影響其顯像的因素也較多，因此，18F-FDG 顯像中的SUV 只能被作為一個半定量診斷指標(biāo)被臨床使用[2]。因為這個原因，18F-FDG 通過定量化研究指導(dǎo)肺部腫瘤個性化治療的應(yīng)用受到限制。本文通過回顧性分析影響NSCLC 患者18F-FDG 成像的3 個因素：患者的體重、血糖濃度及病灶大小，探討該因素對SUV 影響的程度，為NSCLC18F-FDG PET/CT 顯像定量化分析建立模型[3]。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2013 ～2016年新疆自治區(qū)人民醫(yī)院行18F-FDG PET/CT 顯像的NSCLC 患者70 例。其中，男性47 例，女性23 例；平均年齡（64.3±10.5）歲；平均體重（62.3±11.6）kg；平均身高（164.1±6.7）cm。所有患者均無糖尿病病史，患者空腹血糖濃度為（5.87±0.75）mmol/L。所有患者經(jīng)病理檢查明確診斷（7 例經(jīng)皮穿刺活檢病理診斷、21 例為手術(shù)后病理診斷、42 例為支氣管鏡活檢病理診斷），其中，肺鱗狀細(xì)胞癌39 例，肺腺癌31 例。在70 例NSCLC 患者中，發(fā)生縱隔肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者61 例。所有患者未行化學(xué)治療及放射治療。所有患者使用CT 測量圖像中的原發(fā)病灶直徑，病灶平均直徑為（45.34± 21.84）mm，61 例肺癌患者縱隔轉(zhuǎn)移灶的平均直徑為（20.75±7.98）mm。所有接受檢查的患者均于檢查前簽署知情同意書。

1.2 顯像劑及顯像儀器

核素藥物18F-FDG 由美國GE 公司的Trace Lab FXFDG 和Mini Trace 制備，藥物放化純度＞99%。Discovery PET/CT 儀由美國GE 公司提供。

1.3 顯像方法

患者在檢查前禁食6 h 并測量血糖濃度，之后靜脈注射18F-FDG，按4.44 MBq/kg 給藥，隨后患者在休息室靜息狀態(tài)下平臥約60 min，排空小便，行18F-FDG PET/CT 顯像，每個床位掃描時間為1.5 min，CT 參數(shù)設(shè)置：管電流為30 ～210 mA，管電壓為120 kV，層厚3.75 mm，并根據(jù)掃描部位的密度與厚度進行管電流實時動態(tài)自動調(diào)節(jié)。圖像均為重建PET 圖像。

1.4 圖像分析及診斷標(biāo)準(zhǔn)

使用GE Advantage Workstation 工作站進行圖像處理。采用美國GE 公司提供的PET 容積計算機輔助診斷（volume computer-assisted reading,VCAR）對肺部結(jié)節(jié)病灶進行定量處理。采用全自動一鍵式獲得結(jié)節(jié)病灶的SUV 及瘦體標(biāo)準(zhǔn)攝取值（standardized uptake value normalized to lean body mass,SUL），包括平均標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUVmean）和平均瘦體標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SULmean）、最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUVmax）、最大瘦體標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SULmax）、SUV 標(biāo)準(zhǔn)差、SUL 標(biāo)準(zhǔn)差及病灶大小[4]。在肝臟的右下葉選擇直徑3 cm 的感興趣區(qū)（region of interest,ROI）作為肝臟參考本底的部位，參考本底應(yīng)避開肝臟的肝管道系統(tǒng)與血管，并分別計算肝臟參考本底區(qū)域的SUV 和SUL。SUV 的計算公式為：SUV=每克組織的平均放射性活度/（注射的放射性活度/體重/身高2）。

在PET/CT 影像中，NSCLC 的原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶的診斷參考標(biāo)準(zhǔn)按照肝臟參考本底區(qū)域的SUV 或體型校正SUV×1.5+2×標(biāo)準(zhǔn)差獲取。為進一步研究患者血糖濃度對于病灶SUV 和SUL 的影響，需要按照血糖濃度對SUV 與SUL 進行校正，即校正后的SUV 和SUL 等于血糖濃度分別乘以SUV 和SUL[5]；計算所有肺癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶病灶的大小與病灶SUV 和SUL的相關(guān)性，并進行回歸計算以獲得其相關(guān)回歸公式。利用回歸公式對不同大小的病灶SUV 與SUL 進行 校正。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較采用配對t檢驗，計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用χ2檢驗，相關(guān)性分析采用Pearson 檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同NSCLC 患者PET/CT 影像學(xué)表現(xiàn)

肺癌無縱隔肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移：PET 于右肺下葉可見結(jié)節(jié)狀FDG 高代謝灶，CT 于相應(yīng)部位見淺分葉狀軟組織密度影，術(shù)后病理提示低分化腺癌。見圖1。

肺癌伴縱隔肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)：PET 于左肺下葉可見FDG 高代謝灶，CT 于相應(yīng)部位見分葉狀形態(tài)不規(guī)則軟組織密度腫塊影，病灶與背側(cè)胸膜相連，考慮肺癌；PET 于縱隔及左側(cè)肺門可見結(jié)節(jié)狀高代謝灶，CT 與相應(yīng)部位見腫大的淋巴結(jié)影，考慮肺癌伴縱隔肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌，術(shù)后病檢提示中分化腺癌，伴縱隔及肺門淋巴結(jié)腺癌轉(zhuǎn)移。見圖2。

2.2 不同病理類型NSCLC 患者肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶的SUV 及SUL 比較

70 例不同病理類型的非小細(xì)胞肺癌患者在經(jīng)過血糖濃度校正前后，其SUV 及SUL 的結(jié)果見表1、2。從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，不同病理類型NSCLC 肝臟參考本底、原發(fā)病灶及轉(zhuǎn)移灶的SUL 及SUV 在經(jīng)過血糖濃度校正后，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），校正后高于校正前。

2.3 病灶大小及血糖濃度校正后，不同病理類型NSCLC 患者肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶與血糖濃度的相關(guān)性分析

圖1 肺癌無縱隔肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移圖像

圖2 肺癌伴縱隔肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移圖像

表1 不同病理類型NSCLC 患者肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶校正前、后SUL 比較 （±s）

表1 不同病理類型NSCLC 患者肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶校正前、后SUL 比較 （±s）

病理類型 n校正前SULmean 校正后SULmean t值 P值 校正前SULmax 校正后SULmax t值 P值腺癌肝臟參考本底 31 1.977±0.436 12.629±3.723 2.893 0.003 2.413±0.365 14.412±3.643 2.736 0.004腺癌原發(fā)灶 31 6.932±2.392 41.722±17.533 2.342 0.011 7.462±3.642 47.274±21.263 3.162 0.001腺癌轉(zhuǎn)移灶 30 5.574±2.862 36.763±20.361 2.479 0.011 6.165±3.167 41.265±22.164 3.034 0.003鱗狀細(xì)胞癌肝臟參考本底 39 2.191±0.293 12.191±2.548 2.253 0.014 2.234±0.261 14.446±2.808 2.637 0.005鱗狀細(xì)胞癌原發(fā)灶 39 9.664±2.862 58.216±17.223 3.549 0.001 12.091±3.563 74.224±22.134 3.764 0.001鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移灶 31 5.546±1.889 33.611±11.435 3.185 0.001 6.626±2.334 39.545±14.962 3.152 0.001

肝臟參考本底SUVmean、SUVmax、SULmean及SULmax與患者血糖濃度與的相關(guān)系數(shù)分別為0.043、0.081、0.024 和0.013（P＞0.05），通過相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，肝臟參考本底SUV 和SUL 與患者的血糖濃度無關(guān)。肺部原發(fā)病灶SUVmean、SUVmax、SULmean及SULmax與患者血糖濃度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.352、-0.336、-0.331和-0.314（P＜0.05）。通過相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，肺部原發(fā)灶SUV 和SUL 與患者的血糖濃度呈負(fù)相關(guān)，并且SUV 的相關(guān)性要高于SUL。70 例NSCLC 患者的血糖濃度與61 個縱隔肺門轉(zhuǎn)移灶的SUVmean、SUVmax、SULmean及SULmax的相關(guān)系數(shù)分別為0.034、0.027、0.041及0.033（P＞0.05），患者的血糖濃度與縱隔肺門轉(zhuǎn)移病灶的SUV、SUL 呈正相關(guān)。通過相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，縱隔轉(zhuǎn)移灶SUV 及SUL 與血糖濃度無相關(guān)。見表3。

根據(jù)本研究中PET/CT 圖像診斷參考的標(biāo)準(zhǔn)，回顧性分析對NSCLC 診斷的準(zhǔn)確性。70 例非小細(xì)胞肺癌患者（肺部原發(fā)病灶70 個、縱隔肺門轉(zhuǎn)移灶61 個，共131 個病灶）采用PET/CT 診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷。血糖濃度和病灶大小校正后，校正后肺癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶的診斷率要高于校正前。見表4。

表2 不同病理類型NSCLC 患者肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶校正前、后SUV 比較 （±s）

表2 不同病理類型NSCLC 患者肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶校正前、后SUV 比較 （±s）

病理類型 n 校正前SUVmean 校正后SUVmean t值 P值 校正前SUVmax 校正后SUVmax t值 P值腺癌肝臟參考本底 31 2.452±0.571 16.724±4.681 2.763 0.004 2.642±0.846 18.664±5.682 2.631 0.006腺癌原發(fā)灶 31 8.693±3.198 52.872±21.615 2.124 0.019 9.843±3.492 63.342±23.117 3.215 0.001腺癌轉(zhuǎn)移灶 30 7.173±3.537 48.472±22.854 2.673 0.007 8.354±3.138 53.798±24.176 3.143 0.002鱗狀細(xì)胞癌肝臟參考本底 39 2.654±0.312 15.583±3.035 2.332 0.012 2.875±0.415 17.646±3.518 2.731 0.004鱗狀細(xì)胞癌原發(fā)灶 39 12.214±4.191 74.737±24.874 3.465 0.001 15.056±4.286 91.873±28.555 3.742 0.001鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移灶 31 6.768±1.993 39.571±12.562 3.153 0.001 8.212±2.663 49.167±16.437 3.241 0.001

表3 不同病理類型的NSCLC 患者經(jīng)過血糖濃度校正后肝臟參考本底、原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶SUVmean、SUVmax、SULmean 及SULmax 與患者血糖濃度的相關(guān)性

表4 NSCLC 癌患者血糖濃度和病灶大小校正前、后診斷的準(zhǔn)確率比較 %

3 討論

本研究是在前階段的研究基礎(chǔ)上，進一步探討肺癌患者中NSCLC 患者的血糖濃度和病灶大小對18F-FDG PET/CT臨床診斷準(zhǔn)確率的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，不同病理類型NSCLC 患者的血糖濃度與其在PET/CT 圖像當(dāng)中肝臟參考本底的SUV 之間無關(guān)。SUV 與SUL 兩者之間的區(qū)別體現(xiàn)在，SUL 更多地考慮患者體重對18F-FDG 攝取的影響。本研究結(jié)果表明，SUV 與SUL 之間存在較好的相關(guān)性，但也有差異性，其原因為本研究中所選擇的肺癌患者均未行治療，SUV 受患者體重的影響不明顯。對于常規(guī)的臨床診斷，SUV 與SUL 之間無差異。本研究還發(fā)現(xiàn)，在PET/CT 圖像中，肝臟的參考本底SUV 及SUL 與患者血糖濃度之間無關(guān)，當(dāng)患者血糖濃度升高時，肝臟的參考本底SUV 與SUL 也相應(yīng)增高。此結(jié)果與國內(nèi)外的相關(guān)報道基本一致[5-6]。所以在PET/CT 診斷中，可以將肝臟的SUV 作為臨床診斷的參考。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NSCLC 患者的血糖濃度與肺癌的原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶之間存在相關(guān)性?；颊叩难菨舛扰c肺部原發(fā)灶的SUV 及SUL 呈負(fù)相關(guān)，該結(jié)果與相關(guān)研究報道基本相似[7]。但本研究發(fā)現(xiàn)，NSCLC 患者的血糖濃度與縱隔轉(zhuǎn)移病灶的SUV 及SUL 呈正相關(guān)。與該結(jié)果相關(guān)的國內(nèi)外研究報道較為罕見，所以還需大量的病例數(shù)對該結(jié)果進行進一步的詳細(xì)研究。

經(jīng)過對NSCLC 患者的血糖濃度和病灶大小的校正，SUV 和SUL 校正后明顯提高對肺癌診斷的準(zhǔn)確率，尤其是對縱隔轉(zhuǎn)移病灶?；颊叩难菨舛葘Ψ伟┎≡?8F-FDG 的攝取具有不同程度的影響。因此有許多相關(guān)研究者提出，校正患者的血糖濃度后，肺部腫瘤診斷的準(zhǔn)確率能夠明顯提高。另外，肺癌病灶對18F-FDG的攝取因其病灶的大小也存在差異，尤其是對＜3 cm 的肺部病灶。因此在近幾年推出的PET/CT 通過采用點擴展函數(shù)（point spread function,PSF）技術(shù)來提高PET 圖像的分辨率從而減少部分容積效應(yīng)導(dǎo)致獲得的SUV 不準(zhǔn)確[8]。本研究所使用的PET/CT 并沒有配置PSF 的圖像重建技術(shù)，所以研究人員通過校正肺部病灶的大小，從而來提高病灶SUV及SUL的準(zhǔn)確率。本項研究中，肝臟作為參考本底后，使得診斷肺癌達到個體化的目的，并且其診斷的準(zhǔn)確率也得到明顯提高。由于肺癌患者個體之間有血糖濃度以及病灶大小等的差異，所以在診斷肺癌時采用一個SUV 標(biāo)準(zhǔn)診斷腫瘤的局限性較大，尤其是在一些新的重建技術(shù)的應(yīng)用中使不同設(shè)備之間的SUV 存在較大的差異。因此，采用個體化肝臟本底作為診斷參考，可以消除個體差異對診斷結(jié)果所帶來的影響。

綜上所述，在18F-FDG PET/CT 圖像處理時，通過對患者的血糖濃度和病灶大小的校正，可以使NSCLC臨床診斷的準(zhǔn)確率得到較為明顯的提高。尤其是在采用肝臟作為參考本底檢測肺部腫瘤的診斷方法中，使臨床診斷工作達到個體化的診斷目的。