非小细胞肺癌患者血糖浓度和病灶大小对18F-FDG PET/CT病灶标准摄取值的影响

居热提·阿扎提，热比亚·努力，娜仁花，杨小丰

（1.新疆维吾尔自治区人民医院 核医学科，新疆 乌鲁木齐 830001；2.新疆医科大学

基础医学院 病原学教研室，新疆 乌鲁木齐 830011）

正电子发射计算机断层成像（positron emission computed tomography,PET/CT）是以18-氟脱氧葡萄糖（18F-Fluorodeoxyglucose,18F-FDG）作为示踪剂的分子影像学科。作为反映组织葡萄糖代谢率半定量指标的标准摄取值（standard uptake value,SUV）在非小细胞肺癌（non-small cell lung carcinoma,NSCLC）的临床诊断、临床分期、疗效评估及预后情况等方面发挥非常重要的作用[1]。但是，18F-FDG 在人体内和肿瘤组织细胞中具有其代谢的特殊性，并且在成像过程中，影响其显像的因素也较多，因此，18F-FDG 显像中的SUV 只能被作为一个半定量诊断指标被临床使用[2]。因为这个原因，18F-FDG 通过定量化研究指导肺部肿瘤个性化治疗的应用受到限制。本文通过回顾性分析影响NSCLC 患者18F-FDG 成像的3 个因素：患者的体重、血糖浓度及病灶大小，探讨该因素对SUV 影响的程度，为NSCLC18F-FDG PET/CT 显像定量化分析建立模型[3]。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2013 ～2016年新疆自治区人民医院行18F-FDG PET/CT 显像的NSCLC 患者70 例。其中，男性47 例，女性23 例；平均年龄（64.3±10.5）岁；平均体重（62.3±11.6）kg；平均身高（164.1±6.7）cm。所有患者均无糖尿病病史，患者空腹血糖浓度为（5.87±0.75）mmol/L。所有患者经病理检查明确诊断（7 例经皮穿刺活检病理诊断、21 例为手术后病理诊断、42 例为支气管镜活检病理诊断），其中，肺鳞状细胞癌39 例，肺腺癌31 例。在70 例NSCLC 患者中，发生纵隔肺门淋巴结转移者61 例。所有患者未行化学治疗及放射治疗。所有患者使用CT 测量图像中的原发病灶直径，病灶平均直径为（45.34± 21.84）mm，61 例肺癌患者纵隔转移灶的平均直径为（20.75±7.98）mm。所有接受检查的患者均于检查前签署知情同意书。

1.2 显像剂及显像仪器

核素药物18F-FDG 由美国GE 公司的Trace Lab FXFDG 和Mini Trace 制备，药物放化纯度＞99%。Discovery PET/CT 仪由美国GE 公司提供。

1.3 显像方法

患者在检查前禁食6 h 并测量血糖浓度，之后静脉注射18F-FDG，按4.44 MBq/kg 给药，随后患者在休息室静息状态下平卧约60 min，排空小便，行18F-FDG PET/CT 显像，每个床位扫描时间为1.5 min，CT 参数设置：管电流为30 ～210 mA，管电压为120 kV，层厚3.75 mm，并根据扫描部位的密度与厚度进行管电流实时动态自动调节。图像均为重建PET 图像。

1.4 图像分析及诊断标准

使用GE Advantage Workstation 工作站进行图像处理。采用美国GE 公司提供的PET 容积计算机辅助诊断（volume computer-assisted reading,VCAR）对肺部结节病灶进行定量处理。采用全自动一键式获得结节病灶的SUV 及瘦体标准摄取值（standardized uptake value normalized to lean body mass,SUL），包括平均标准摄取值（SUVmean）和平均瘦体标准摄取值（SULmean）、最大标准摄取值（SUVmax）、最大瘦体标准摄取值（SULmax）、SUV 标准差、SUL 标准差及病灶大小[4]。在肝脏的右下叶选择直径3 cm 的感兴趣区（region of interest,ROI）作为肝脏参考本底的部位，参考本底应避开肝脏的肝管道系统与血管，并分别计算肝脏参考本底区域的SUV 和SUL。SUV 的计算公式为：SUV=每克组织的平均放射性活度/（注射的放射性活度/体重/身高2）。

在PET/CT 影像中，NSCLC 的原发灶与转移灶的诊断参考标准按照肝脏参考本底区域的SUV 或体型校正SUV×1.5+2×标准差获取。为进一步研究患者血糖浓度对于病灶SUV 和SUL 的影响，需要按照血糖浓度对SUV 与SUL 进行校正，即校正后的SUV 和SUL 等于血糖浓度分别乘以SUV 和SUL[5]；计算所有肺癌原发灶与转移灶病灶的大小与病灶SUV 和SUL的相关性，并进行回归计算以获得其相关回归公式。利用回归公式对不同大小的病灶SUV 与SUL 进行 校正。

1.5 统计学方法

数据分析采用SPSS 17.0 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较采用配对t检验，计数资料以率（%）表示，比较采用χ2检验，相关性分析采用Pearson 检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同NSCLC 患者PET/CT 影像学表现

肺癌无纵隔肺门淋巴结转移：PET 于右肺下叶可见结节状FDG 高代谢灶，CT 于相应部位见浅分叶状软组织密度影，术后病理提示低分化腺癌。见图1。

肺癌伴纵隔肺门淋巴结转：PET 于左肺下叶可见FDG 高代谢灶，CT 于相应部位见分叶状形态不规则软组织密度肿块影，病灶与背侧胸膜相连，考虑肺癌；PET 于纵隔及左侧肺门可见结节状高代谢灶，CT 与相应部位见肿大的淋巴结影，考虑肺癌伴纵隔肺门淋巴结转移癌，术后病检提示中分化腺癌，伴纵隔及肺门淋巴结腺癌转移。见图2。

2.2 不同病理类型NSCLC 患者肝脏参考本底、原发灶及转移灶的SUV 及SUL 比较

70 例不同病理类型的非小细胞肺癌患者在经过血糖浓度校正前后，其SUV 及SUL 的结果见表1、2。从统计结果可以看出，不同病理类型NSCLC 肝脏参考本底、原发病灶及转移灶的SUL 及SUV 在经过血糖浓度校正后，差异有统计学意义（P＜0.05），校正后高于校正前。

2.3 病灶大小及血糖浓度校正后，不同病理类型NSCLC 患者肝脏参考本底、原发灶及转移灶与血糖浓度的相关性分析

图1 肺癌无纵隔肺门淋巴结转移图像

图2 肺癌伴纵隔肺门淋巴结转移图像

表1 不同病理类型NSCLC 患者肝脏参考本底、原发灶及转移灶校正前、后SUL 比较 （±s）

表1 不同病理类型NSCLC 患者肝脏参考本底、原发灶及转移灶校正前、后SUL 比较 （±s）

病理类型 n校正前SULmean 校正后SULmean t值 P值 校正前SULmax 校正后SULmax t值 P值腺癌肝脏参考本底 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腺癌原发灶 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腺癌转移灶 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鳞状细胞癌肝脏参考本底 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鳞状细胞癌原发灶 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鳞状细胞癌转移灶 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

肝脏参考本底SUVmean、SUVmax、SULmean及SULmax与患者血糖浓度与的相关系数分别为0.043、0.081、0.024 和0.013（P＞0.05），通过相关数据发现，肝脏参考本底SUV 和SUL 与患者的血糖浓度无关。肺部原发病灶SUVmean、SUVmax、SULmean及SULmax与患者血糖浓度的相关系数分别为-0.352、-0.336、-0.331和-0.314（P＜0.05）。通过相关数据发现，肺部原发灶SUV 和SUL 与患者的血糖浓度呈负相关，并且SUV 的相关性要高于SUL。70 例NSCLC 患者的血糖浓度与61 个纵隔肺门转移灶的SUVmean、SUVmax、SULmean及SULmax的相关系数分别为0.034、0.027、0.041及0.033（P＞0.05），患者的血糖浓度与纵隔肺门转移病灶的SUV、SUL 呈正相关。通过相关数据发现，纵隔转移灶SUV 及SUL 与血糖浓度无相关。见表3。

根据本研究中PET/CT 图像诊断参考的标准，回顾性分析对NSCLC 诊断的准确性。70 例非小细胞肺癌患者（肺部原发病灶70 个、纵隔肺门转移灶61 个，共131 个病灶）采用PET/CT 诊断标准诊断。血糖浓度和病灶大小校正后，校正后肺癌原发灶与转移灶的诊断率要高于校正前。见表4。

表2 不同病理类型NSCLC 患者肝脏参考本底、原发灶及转移灶校正前、后SUV 比较 （±s）

表2 不同病理类型NSCLC 患者肝脏参考本底、原发灶及转移灶校正前、后SUV 比较 （±s）

病理类型 n 校正前SUVmean 校正后SUVmean t值 P值 校正前SUVmax 校正后SUVmax t值 P值腺癌肝脏参考本底 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腺癌原发灶 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腺癌转移灶 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鳞状细胞癌肝脏参考本底 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鳞状细胞癌原发灶 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鳞状细胞癌转移灶 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 不同病理类型的NSCLC 患者经过血糖浓度校正后肝脏参考本底、原发灶及转移灶SUVmean、SUVmax、SULmean 及SULmax 与患者血糖浓度的相关性

表4 NSCLC 癌患者血糖浓度和病灶大小校正前、后诊断的准确率比较 %

3 讨论

本研究是在前阶段的研究基础上，进一步探讨肺癌患者中NSCLC 患者的血糖浓度和病灶大小对18F-FDG PET/CT临床诊断准确率的影响。本研究发现，不同病理类型NSCLC 患者的血糖浓度与其在PET/CT 图像当中肝脏参考本底的SUV 之间无关。SUV 与SUL 两者之间的区别体现在，SUL 更多地考虑患者体重对18F-FDG 摄取的影响。本研究结果表明，SUV 与SUL 之间存在较好的相关性，但也有差异性，其原因为本研究中所选择的肺癌患者均未行治疗，SUV 受患者体重的影响不明显。对于常规的临床诊断，SUV 与SUL 之间无差异。本研究还发现，在PET/CT 图像中，肝脏的参考本底SUV 及SUL 与患者血糖浓度之间无关，当患者血糖浓度升高时，肝脏的参考本底SUV 与SUL 也相应增高。此结果与国内外的相关报道基本一致[5-6]。所以在PET/CT 诊断中，可以将肝脏的SUV 作为临床诊断的参考。

本研究结果发现，NSCLC 患者的血糖浓度与肺癌的原发灶及转移灶之间存在相关性。患者的血糖浓度与肺部原发灶的SUV 及SUL 呈负相关，该结果与相关研究报道基本相似[7]。但本研究发现，NSCLC 患者的血糖浓度与纵隔转移病灶的SUV 及SUL 呈正相关。与该结果相关的国内外研究报道较为罕见，所以还需大量的病例数对该结果进行进一步的详细研究。

经过对NSCLC 患者的血糖浓度和病灶大小的校正，SUV 和SUL 校正后明显提高对肺癌诊断的准确率，尤其是对纵隔转移病灶。患者的血糖浓度对肺癌病灶18F-FDG 的摄取具有不同程度的影响。因此有许多相关研究者提出，校正患者的血糖浓度后，肺部肿瘤诊断的准确率能够明显提高。另外，肺癌病灶对18F-FDG的摄取因其病灶的大小也存在差异，尤其是对＜3 cm 的肺部病灶。因此在近几年推出的PET/CT 通过采用点扩展函数（point spread function,PSF）技术来提高PET 图像的分辨率从而减少部分容积效应导致获得的SUV 不准确[8]。本研究所使用的PET/CT 并没有配置PSF 的图像重建技术，所以研究人员通过校正肺部病灶的大小，从而来提高病灶SUV及SUL的准确率。本项研究中，肝脏作为参考本底后，使得诊断肺癌达到个体化的目的，并且其诊断的准确率也得到明显提高。由于肺癌患者个体之间有血糖浓度以及病灶大小等的差异，所以在诊断肺癌时采用一个SUV 标准诊断肿瘤的局限性较大，尤其是在一些新的重建技术的应用中使不同设备之间的SUV 存在较大的差异。因此，采用个体化肝脏本底作为诊断参考，可以消除个体差异对诊断结果所带来的影响。

综上所述，在18F-FDG PET/CT 图像处理时，通过对患者的血糖浓度和病灶大小的校正，可以使NSCLC临床诊断的准确率得到较为明显的提高。尤其是在采用肝脏作为参考本底检测肺部肿瘤的诊断方法中，使临床诊断工作达到个体化的诊断目的。