正電子發(fā)射斷層掃描標(biāo)準(zhǔn)攝取值及其在腫瘤診斷中的應(yīng)用進(jìn)展*

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正電子發(fā)射斷層掃描標(biāo)準(zhǔn)攝取值及其在腫瘤診斷中的應(yīng)用進(jìn)展*

吳一田①耿建華①*

臨床中PET-CT作為一種新型的非損傷性的診斷技術(shù)，能提供功能與解剖相結(jié)合的影像資料，現(xiàn)多用于腫瘤的診療。標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(SUV)作為PET-CT中應(yīng)用最為廣泛的半定量分析指標(biāo)，其對不同腫瘤良惡性鑒別診斷的界值將影響著最終的診斷結(jié)果、后續(xù)的治療方案以及預(yù)后情況。對SUV的影響因素、校正方案以及利用SUV對不同腫瘤進(jìn)行鑒別診斷的界值及其進(jìn)展加以綜述。盡管SUV對腫瘤的診斷沒有公認(rèn)的界值，但仍然是腫瘤診斷中重要的半定量指標(biāo)。在臨床工作中合理謹(jǐn)慎利用SUV進(jìn)行診斷分析，可提高腫瘤診斷的靈敏度及特異度。

正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)；體層攝影術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)攝取值；腫瘤

[First-author’s address] Department of Nuclear Medicine and PET-CT Center, Cancer Hospital Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing100021, China.

正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography，PET)作為一種非損傷性影像診斷學(xué)技術(shù)，自20世紀(jì)90年代以來被廣泛應(yīng)用于臨床中，顯示了獨(dú)特的價值。然而PET存在圖像分辨差及解剖分辨不清等不足。利用融合技術(shù)將PET和CT兩種設(shè)備整合在一起形成的PET-CT，彌補(bǔ)了PET的一些不足，對病灶定位及定性能力均得到了很大程度地提高。隨著PET-CT設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展，自2001年以來被廣泛應(yīng)用于臨床各類疾病，尤其是腫瘤的診斷、分期、治療評估及預(yù)后分析中，已逐漸取代了PET。定量分析是PET、PET-CT的獨(dú)特優(yōu)勢，標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standardized uptake value，SUV)作為PET-CT臨床及科學(xué)研究中應(yīng)用最多的半定量分析指標(biāo)，在腫瘤診斷中起著不可替代的重要作用。然而，目前對于其在鑒別腫瘤良惡性中的應(yīng)用，還缺乏公認(rèn)的診斷界值標(biāo)準(zhǔn)。

1 SUV基本概念及影響因素

1.1 SUV基本概念

SUV是PET常用的半定量指標(biāo)，其定義為公式1：

SUV的單位為g/ml，SUV與病灶的放射性濃度成正比。公式中的分子部分可利用感興趣區(qū)(region of interest，ROI)技術(shù)從PET圖像中獲得。SUV描述的是病灶處對放射性藥物的攝取與全身平均攝取之比，能較客觀地反映放射性藥物在體內(nèi)的代謝情況，也稱體重SUV(SUVBW)。目前PET-CT主要應(yīng)用于腫瘤診療中，PET使用的放射性藥物主要為氟[18F]-氟代脫氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)，但是SUV不只適用于腫瘤診治及18F-FDG。

在SUV定義式(1)中，只考慮了人體體重，但同樣體重的人，脂肪含量并不相同。而SUV的測量值又很大程度上受患者脂肪組織多少的影響，所以為了剔除脂肪組織對SUV的影響，目前有下述3種校正方法[1]。

(1)體表SUV(SUVBAS)。由體表面積(body surface area，BAS)校正所得到SUVBAS，稱為體表面積SUV。SUVBAS計(jì)算為公式2：

SUVBAS的單位為1/cm。式中的體表面積MSA可由體重和身高計(jì)算獲得，不同人種、不同性別及不同年齡的人體表面有不同的計(jì)算公式。

(2)瘦體重SUV(SUVLBM)。由瘦體重(無脂體重，lean body mass，LBM)校正所得到SUVLBM，稱為瘦體重SUV。SUVLBM計(jì)算為公式3：

SUVLBM的單位與SUVBW相同。式中瘦體重LBM=體重－脂肪重量，有多種計(jì)算方法。瘦體重小于人體體重，因此SUVLBM小于SUVBW。

(3)體重指數(shù)SUV(SUVQI)。由Quetelet指數(shù)(quetelet index，QI)即體重指數(shù)(body mass index，BMI)校正所得到SUVQI，稱為體重指數(shù)SUV。SUVQI的計(jì)算為公式4：

式中的Quetelet指數(shù)QI計(jì)算為公式5：

上述4種SUV(SUVBW、SUVBAS、SUVLBM、SUVQI)，其定義不同，且SUV之間無可比性。其中SUVBW應(yīng)用最廣，如無特殊說明通常SUV為SUVBW。有學(xué)者對4種SUV進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)SUVLBM與蛋白質(zhì)合成率的相關(guān)性優(yōu)于其他3種SUV。

1.2 SUV表述方式

SUV目前常用的表述方式有3種：病灶區(qū)域平均值(SUVmean)，病灶區(qū)域最大值(SUVmax)，SUVpeak(小區(qū)域1 cm3)SUV平均值的最大值。SUVmax操作簡單，重復(fù)性好，不受勾畫感興趣區(qū)的影響；但對圖像噪聲敏感，只看一點(diǎn)，不及其余。SUVmean考慮了一區(qū)域的平均值，對圖像噪聲不敏感，但對勾畫感興趣區(qū)敏感。SUVmax和SUVmean均存在各自SUVpeak優(yōu)缺點(diǎn)，其后有了SUVpeak，SUVpeak兼顧了上述兩者的優(yōu)點(diǎn)，其固定VOI的大小(1 cm3)，并且是小區(qū)域(1 cm3)平均值的最大值。使用PET實(shí)體腫瘤療效評價標(biāo)準(zhǔn)(PET response evaluation criteria in solid tumor，PERCIST)對腫瘤進(jìn)行療效評估，一般使用SUV[2]。peak

1.3影響因素

1.3.1 ROI的勾畫

由于部分容積效應(yīng)，PET圖像無確定的病灶大小，勾畫病灶ROI的大小直接影響ROI中的SUV或像素計(jì)數(shù)的平均值。ROI越大，SUV越小。有學(xué)者對病灶ROI的勾畫方法對定量值的影響進(jìn)行了研究，得出對肺部病灶的SUV以病灶處最大值的70%為等高線來勾畫ROI，診斷的準(zhǔn)確度最高[3-4]。

1.3.2 病灶的大小

由于部分容積效應(yīng)隨病灶的減小而加重，因此對具有相同放射性濃度的病灶，病灶越小，圖像上得到的SUV或計(jì)數(shù)較實(shí)際值越低[5]。

1.3.3 系統(tǒng)分辨率

正電子系統(tǒng)有限的分辨率是造成部分容積效應(yīng)的根源，對大小和活度相同的病灶，由分辨率高的系統(tǒng)得到的SUV高于由分辨率低的系統(tǒng)得到的SUV。

1.3.4 重建算法

重建算法會影響系統(tǒng)分辨率，因此影響圖像上病灶放射性濃度，使同一個病灶用不同的重建算法，得到不同的SUV[6-7]。

1.3.5 患者因素

上述SUV的定義式中，只考慮了人體體重，同樣體重而不同高矮胖瘦的人體，對放射性藥物的攝取并不同。如脂肪組織對18F-FDG的攝取很少，對于脂肪組織對SUV的影響，可以采用一定的矯正方法進(jìn)行剔除；對于患有糖尿病的患者，血漿中血糖濃度過高，會使SUV降低。

1.3.6 腫瘤本身因素

如腫瘤大小，由于體積小的腫瘤在圖像上部分容積效應(yīng)大，從而造成SUV測量不準(zhǔn)確；實(shí)體成分多的腫瘤，18F-FDG的攝取也相應(yīng)較高；腫瘤的分化程度同樣對18F-FDG的攝取有較大影響。

1.3.7 非腫瘤性攝取

雖然大多數(shù)腫瘤對18F-FDG高攝取，但是某些正常組織可生理性攝取18F-FDG，如扁桃體、喉肌、肝以及腎等。一些良性病變也呈現(xiàn)出對18F-FDG高攝取的特性，如感染或炎癥、淋巴結(jié)的肉芽腫性病變以及骨愈合初期及退化或炎癥性關(guān)節(jié)病會使骨及關(guān)節(jié)對18F-FDG高攝取。

1.3.8 攝取藥物后的采集時間

組織對18F-FDG攝取是隨時間所變化，因此在不同的時間掃描得到的SUV不同。有學(xué)者對乳腺癌SUV隨時間的變化進(jìn)行研究，其結(jié)果顯示，在注射18F-FDG后12～75 min，病灶的SUV隨時間線性增加，且增加的程度與SUV成正比，即病灶的SUV越高，在一定時間內(nèi)SUV增值越大[8]。臨床中常用延遲顯像來區(qū)分腫瘤與其他良性病變FDG攝取。

1.3.9 其他影響因素

除上述因素外，許多其他因素也會影響SUV精度，如系統(tǒng)的性能、采集方式及衰減校正方法等，以及患者的準(zhǔn)備狀態(tài)和放射性藥物的質(zhì)量等，都對SUV有一定的影響。

2 SUV在腫瘤診斷中的應(yīng)用及進(jìn)展

在應(yīng)用18F-FDG PET-CT圖像進(jìn)行腫瘤的鑒別診斷時，常利用以SUV作為工具的半定量分析法進(jìn)行腫瘤良惡性的區(qū)分。惡性腫瘤的18F-FDG高攝取表現(xiàn)為SUV增高，在臨床工作中，SUV＞2.5常高度提示病灶為惡性。然而，部分良性腫瘤可以表現(xiàn)為SUV增高；反之，不少惡性腫瘤的SUV卻未見明顯增高，造成了假陽性及假陰性診斷的出現(xiàn)，給臨床的鑒別診斷工作帶來不少困擾。一些學(xué)者經(jīng)過大量的驗(yàn)證及經(jīng)驗(yàn)累積，提出了適用于不同組織器官腫瘤的SUV界值。

2.1肺癌

鑒別原發(fā)于肺的腫瘤，過去對于SUV的界值比較統(tǒng)一，SUV＞2.5高度提示腫瘤為惡性。但近年來有不少學(xué)者通過統(tǒng)計(jì)分析表明，利用該界值進(jìn)行鑒別診斷，特異性及準(zhǔn)確性都不盡如人意，并提出大量不同建議。Garcia-Velloso等[9]對100例肺部疾病患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，SUV以2.5作為界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為46%、97%和78%；SUV以2.0為界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為54%、97%和81%；SUV以1.5為界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為70%、95%和86%。Lee等[10]對271例肺部病灶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，SUV以4.0作為良惡性界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為70.4%、94.5%和80.1%。Zhao等[11]對175例肺部疾病患者進(jìn)行研究統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，SUV以2.0為界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為73.9%、68.3%和72.0%。Dabrowska等[12]對71例肺結(jié)節(jié)患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，SUV以2.1作為界值進(jìn)行診斷準(zhǔn)確性最高，其診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為77%、92%和87.5%。Huang等[13]對50例肺結(jié)節(jié)的患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，相對于常規(guī)掃描(藥物注射后1 h)，延遲掃描(藥物注射后3 h)可獲得更好的診斷效果。SUV以5.44作為常規(guī)掃描的界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為84%、69%和80%，SUV以6.89作為延遲掃描的界值，其診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為84%、85%和84%。

2.2胰腺癌

胰腺癌作為一種消化道較常見的惡性腫瘤，其病死率居高不下，主要原因在于早期診斷率較低。近年來，PET-CT的應(yīng)用為早期識別胰腺腫瘤的良惡性及治療胰腺癌帶來新契機(jī)[14]。然而，目前國內(nèi)外對于胰腺良惡性腫瘤SUV界值尚未形成共識。Kauhanen等[15]對31例胰腺腫瘤患者進(jìn)行18F-FDG PET-CT檢查，結(jié)果表明，惡性病變的SUV顯著高于良性者，SUV以3.6為界值，診斷的靈敏度、特異度分別為100%和88%。Roch等[16]搜集了67例疑診胰腺癌的患者資料進(jìn)行分析，結(jié)果表明，SUV以3.0為鑒別診斷的界值，診斷的靈敏度、特異度分別為61.5%和94.6%。Yoshioka等[17]通過對136例經(jīng)其他影像檢查發(fā)現(xiàn)胰腺腫瘤患者的研究，發(fā)現(xiàn)SUV以2.5為界值最為合適，其診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為92.2%，97.1%和93.4%。

2.3乳腺癌

乳腺癌是女性中最為高發(fā)的惡性腫瘤，其早期診斷主要依靠鉬靶及X射線，但這兩種檢查診斷準(zhǔn)確度均不盡人意。18F-FDG PET-CT顯像對于乳腺病灶的診斷有較高的準(zhǔn)確度，但目前對于其SUV鑒別良惡性的界值還未有明確結(jié)果。

2.4甲狀腺癌

甲狀腺癌是目前發(fā)病率逐年上升的惡性腫瘤之一，主要原因是甲狀腺結(jié)節(jié)病發(fā)病率升高及甲狀腺檢查的不斷普及有關(guān)，也與新的篩查項(xiàng)目18F-FDG PET-CT顯像有關(guān)。18F-FDG PET-CT顯像使甲狀腺意外癌發(fā)現(xiàn)率明顯升高，但對于采用何值進(jìn)行良惡性的鑒別診斷，目前國內(nèi)外學(xué)者分歧較大。Merten等[18]通過統(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，SUV以5.0為界值，其診斷的陽性預(yù)測率及陰性預(yù)測率分別為20%及92%。Sager等[19]通過對23例患者的24個甲狀腺冷結(jié)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，SUV以2.5為界值，診斷的特異度及準(zhǔn)確度分別為52.9%和62.5%。Jamsek等[20]對兩個中心甲狀腺結(jié)節(jié)患者的統(tǒng)計(jì)研究，結(jié)果表明，兩個中心用以鑒別診斷良惡性的SUV界值并不相同，在盧布爾雅那大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(UMC)，SUV以5.4作為界值，靈敏度和特異度分別為76.9%和61.3%，而在盧布爾雅那腫瘤研究所(IO)，SUV以4.0作為界值最為合適，其診斷的靈敏度和特異度分別為66.7%和73.7%。Agrawal等[21]通過對147例意外發(fā)現(xiàn)甲狀腺局灶代謝增高的患者進(jìn)行研究統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，SUV以9.1作為界值最為恰當(dāng)，其診斷的靈敏度及特異度分別為81.6%和100%。Kim等[22]對192例甲狀腺結(jié)節(jié)患者進(jìn)行回顧性研究，結(jié)果表明，SUV以6.0為界值可獲得最佳診斷效果，其診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為60.8%、96.8和70.2%。

2.5鼻咽癌

鼻咽癌好發(fā)于我國兩廣地區(qū)，早期診斷比較困難。目前常用于鼻咽癌的診斷方法為X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(tomography，X-ray computed，CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)。近年來，18F-FDG PET-CT由于敏感性及準(zhǔn)確性較傳統(tǒng)影像學(xué)方法更好，也開始在鼻咽癌的診斷中發(fā)揮重要作用[23]。陳蕾蕾等[24]對70例鼻咽癌患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，SUV以2.5為界值，其診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為97.1%、86.7%和94.0%。

2.6卵巢惡性腫瘤

卵巢惡性腫瘤是常見的婦科惡性腫瘤之一，絕大部分為來源于上皮細(xì)胞即卵巢癌，少數(shù)為惡性畸胎瘤。由于卵巢處于盆腔深部，早期腫瘤體積小，多不伴有合并癥，故大部分卵巢惡性腫瘤患者出現(xiàn)癥狀進(jìn)行診治時已處于中晚期。CA125(carbohydrate antigen，125)作為傳統(tǒng)的上皮性卵巢惡性腫瘤標(biāo)志物，在卵巢癌診斷方面其特異度差強(qiáng)人意。大多數(shù)卵巢惡性腫瘤對FDG攝取增高，因此采用18F-FDG PET-CT診斷卵巢惡性腫瘤，效果令人滿意。Yokoyama等[25]對26例卵巢畸胎瘤患者進(jìn)行研究統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，SUV以3.6為鑒別良惡性的界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為100%、81%和 89%。鄭容亮等[26]對68例卵巢病變的患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，SUV以2.5作為界值，診斷的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度分別為96.1%、76.5%和91.2%。Evangelista等[27]對125例患者進(jìn)行研究，通過統(tǒng)計(jì)分析表明，SUV以4.0為界值能夠正確判斷腫瘤的良惡性，其診斷的及特異度分別為96%和74%。

3 結(jié)論

在以往的臨床工作中，SUV＞2.5常作為診斷腫瘤良惡性的分界點(diǎn)，但近年來多項(xiàng)研究表明，不同器官的不同病理類型的腫瘤，統(tǒng)一使用這一標(biāo)準(zhǔn)并不合適，且目前SUV對腫瘤的鑒別診斷還沒有公認(rèn)的界值。應(yīng)用中特別是涉及到比較研究中，應(yīng)分析SUV值的各種影響因素，考慮SUV的可比性。在臨床工作中，應(yīng)綜合考慮SUV值與其他影像學(xué)表現(xiàn)以及臨床特點(diǎn)對病變進(jìn)行良惡性鑒別診斷，把SUV值當(dāng)作重要的參考指標(biāo)而非唯一的鑒別診斷標(biāo)準(zhǔn)。合理謹(jǐn)慎利用SUV進(jìn)行診斷分析，可提高診斷的靈敏度及特異度。

4 展望

上述研究結(jié)果表明，SUV值作為半定量分析指標(biāo)來協(xié)助鑒別診斷腫瘤良惡性的價值已經(jīng)非常明確，目前的主要問題在于其界值的確定，由于不同器官及不同病理類型的腫瘤對18F-FDG攝取程度不同，導(dǎo)致SUV不盡相同。希望在以后的科研工作中，能夠根據(jù)上述特點(diǎn)對大量病例進(jìn)行分組，逐組統(tǒng)計(jì)分析，從而得出適用于不同腫瘤的SUV界值，以更好地指導(dǎo)臨床工作。

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Review of Progress of PET SUV in Tumor Diagnosis/

WU Yi-tian, GENG Jian-hua//China Medical Equipment,2017,14(1):117-121.

Whole-body PET-CT scanning has been used in the diagnosis and treatment of tumor to providing functional and morphological imaging. As the most widely used semiquantitative analysis index, the cutoff value of SUV would affect the final diagnosis, therapeutic regimen and prognosis estimation. Therefore, the article reviews the influential factors of SUV, its correction methods, its cutoff values of differential various tumors and the progress of SUV. Although there is no acknowledged cutoff value of SUV in tumor diagnosis, SUV is still an important semi-quantitative index, and its rational and prudent use would increase both of the sensitivity and specificity in tumor diagnosis.

Positron-emission tomography; Tomography; Standard uptake value; Tumor

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.01.035

1672-8270(2017)01-0117-05

R730.4

A

2016-11-05

國際科技合作項(xiàng)目(2009DFA32960)“PET/CT腦分子影像研究與應(yīng)用平臺及針灸中樞機(jī)理探索”；中國癌癥基金會北京希望馬拉松專項(xiàng)基金(LC2013A13和LC2016A02)“PET/CT的輻射劑量和圖像質(zhì)量的模型研究”和“PET/CT及SPECT、SPECT/CT受檢者輻射劑量的研究”

①北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科PET-CT中心 北京 100021

*通訊作者：gengjean@163.com

吳一田,女,(1992- ),碩士研究生。北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科PET-CT中心，研究方向：核醫(yī)學(xué)。