代謝時間對直腸癌患者18F-FDG PET檢查SUV和MTV的影響分析

陸皓，程祝忠，王俊，陳世容，王瀟雄，趙檬

四川省腫瘤醫院 PET/CT中心，成都 四川 610041

引言

18F-FDG PET檢查是將放射性同位素18F標記的人體代謝物脫氧葡萄糖（β-2-[18F]-Fluoro-2-Deoxy-D-Glucose，18F-FDG）作為示蹤劑注入患者體內，代謝一段時間后采集成像的檢查方法。代謝時間過短，病灶組織特異性吸收示蹤劑不飽和；代謝時間過長，同位素衰變又會對整個影像質量及定量指標大小造成影響[1]。在實際的臨床應用中，常常使用50～70 min作為首次采集的代謝時間，但是某種特定的腫瘤究竟有沒有其最佳的代謝時間卻鮮有報道[2]。本研究旨在通過分析不同代謝時間對直腸癌這一特定腫瘤PET影像最大標準率攝取值（Max Standard Uptake Value，SUVmax）、靶區/本底標準率攝取值之比（target/background Standard Uptake Value，SUVt/b）、代謝組織體積（Metabolic Tissue Volume，MTV）的影響，從而得出此類腫瘤的最佳PET采集代謝時間，指導今后的臨床工作。

1 資料和方法

1.1 患者資料

選取2018年10月至2018年12月間病理確診直腸癌為了解全身情況來四川省腫瘤醫院PET/CT中心檢查患者20例，其中男性14例，女性6例，年齡48～55歲，平均年齡（51.15±2.25）歲，患者體重為53～69 kg，均值為（60.93±5.10）kg，按0.15 mCi/kg計算，給藥劑量在7.95～10.35 mCi，平均（9.14±1.53）mCi。血糖濃度控制在（5.38±0.85）mmoL/L[3]。患者無其他基礎代謝疾病，檢查依從性良好。

1.2 設備資料

使用SIEMENS公司Biograph mCT-64 PET/CT掃描儀進行采集，光電裝換介質LSO+SiPM陣列，晶體單元數52，軸向視野22.3 cm，孔徑78 cm，時間分辨率360 ps，患者全身采集6～7床位，床位重疊率30%，1.5 min/床位，采用迭代算法配合時間飛躍技術重建，迭代次數3次，子集數21。高斯濾波函數的半高寬（Full Width at Half Maximum，FWHM）為5 mm。設備每日質控項目：采用68Ge桶源行11項自動化日常質控，消除因設備性能波動，偏離而導致的測量誤差[4]。患者行時間點采集：自給藥起60 min節點采集全身PET影像用于臨床診斷，40、50、70、80 min采集病灶部位兩個床位影像用于本次實驗數據測量，全過程均采用一次全身CT影像作為衰減校準數據，患者較常規臨床PET檢查無輻射劑量增加，符合倫理學相關規定。

1.3 圖像處理

采用SIEMENS TrueD核醫學圖像融合軟件行圖像后處理，利用三維自動目標感興趣區域（Region of Interest，ROI）病灶輪廓識別技術分別對各時間點進行病灶靶區勾畫，自動生成不同時間點病灶區域SUVmax，采用閾值為40%的自動邊界勾畫病灶技術測量MTV值[5]。采用體積為0.1 cm3的球形ROI測量不同時間點病灶最大層面血池SUVmax作為本底，計算出病灶的SUVt/b，見圖1。

1.4 統計學分析

將同一病灶不同代謝時間點的SUVmax值、SUVt/b值、MTV值采用折線圖分析，找出折線圖走勢規律以及是否出現拐點，將拐點處值與前后各一個時間點值分別進行統計學分析，P0.05時差異具有統計學意義。

2 結果

20例患者29處病灶SUVmax值折線圖，見圖2。可以看出，隨著代謝時間的延長，病灶SUVmax值呈現上升趨勢或峰谷波動上升趨勢，并未見明顯的拐點。在引入血池SUVmax這一測量值并計算出病灶與血池的靶本比后，圖3曲線中明顯看出在代謝70 min時，折線出現峰值拐點，且70 min各病灶靶本比較60 min及80 min差異均具有統計學意義（P0.05），見表1。病灶取40%閾值后測得的MTV值折線圖見圖4，從圖4可以看出29條折現均在60 min代謝時間節點出現峰值拐點，且通過統計學分析，60 min數據與50 min及70 min數據相比，差異具有統計學意義（P0.05），見表2。

圖1 TrueD圖像后處理操作界面

圖2 患者病灶不同代謝時間SUVmax值折線圖

圖3 患者病灶不同代謝時間SUVt/b值折線圖

表1 病灶SUVt/b值拐點與前后時間點差異統計表

圖4 患者病灶不同代謝時間MTV值折線圖

表2 病灶MTV值拐點與前后時間點差異統計表

3 討論

3.1 本次試驗的補充說明

使用ROI勾畫病灶輪廓時，會摻雜一些人為因素的影響，以往實驗中經常使用的一種降低人為因素影響的方法是采取富有經驗的不同技師分別勾畫ROI或同一操作技師多次勾畫后取平均值作為實驗數據。而本次實驗中，SIEMENS后處理工作站TrueD核醫學圖像融合軟件具有三維ROI自動勾畫功能，此功能通過綜合計算ROI所勾畫的三維范圍內PET影像的SUV差異和CT影像的密度差值法確定病灶生物邊界，且不需要逐層勾畫，軟件即可在三維空間內鎖定病灶的真實輪廓[6-7]。技師在操作中只需要確保病灶在ROI圈內，其他生理性高代謝器官（如膀胱）不在ROI圈內即可，降低了經驗不足技師操作難度，避免了人為因素對實驗數據的影響。但是在本底勾畫中，此功能并不適用，因為正常組織或血池，無論是SUV值或CT值都較為接近，ROI智能邊界鎖定會出現誤判斷[8]。在綜合其他文獻后本實驗采取的是病灶最大層面作為血池本底測量層，且每次勾畫時固定ROI體積為0.1 cm3，保證測量值的準確性[9-10]。 雖然目前PET/CT的應用已從簡單定性分析發展到定量分析,但是由于各定量參數的計算會受到成像過程中散射校正方法、衰減校正方法，正電子藥物制備過程中的放化純度以及患者血糖、自身基礎代謝率等相關因素的影響[11]。因此越來越多的科研及臨床報告選擇病灶靶區與本底之間的比值來作為更加準確的定量依據。通常被選擇的本底對象為病灶所在器官的健側正常組織值、病灶臨近的骨骼肌、肝臟血池、大動脈血池等[12-13]。本次研究病灶距離肝臟較遠，采集范圍未包全肝臟，直腸的解剖結構亦不具備健側正常組織對比（如腦組織），而臨近骨骼肌通常被認為是骨骼類相關疾病的本底最佳選擇[14]。因此通過集體討論，本實驗利用動脈血池作為本底采集對象。

3.2 實驗結果的分析與臨床意義

PET/CT檢查作為分子影像學的排頭兵，被越來越多的用于腫瘤療效評價以及大數據多模態指導下的精確放療中，作者團隊所在的PET/CT中心在日常工作中發現了一些直腸癌患者治療后其他影像學檢查結果提示療效顯著但PET定量指標卻提示相反的案例。在比較患者治療前后PET/CT顯像記錄后發現患者的循環時間不一致，進而設計了此次試驗。通過實驗數據可以看出，隨著代謝時間的延長，病灶SUV呈現出波動升高的趨勢，如果兩次檢查患者的循環時間不一致，可導致患者SUV代謝的差異抵消因治療干預而出現的差異，造成PET/CT報告誤診。雖然SUVt/b和MTV有統計學意義的峰值，但是如果代謝時間沒有精確把握，兩次檢查的代謝時間點分布在峰值點同側或兩側，距峰值時間點的長短直接會影響兩次測量結果的高低，也會出現此類誤診情況。

在直腸癌患者18F-FDG PET采集中，SUVmax值因為沒有一個相對固定的拐點，因此在患者多次檢查時一定要保證多次檢查代謝時間的一致性，而SUVt/b，MTV的測量應在特定的代謝時間點采集的基礎上進行，確保測量值的準確性。在今后的此類患者采集中，操作技師應在檢查前對臨床開單醫生的檢查目的做充分的了解，根據檢查目的不同采用最精確的代謝時間：① 對于需要明確診斷或是療效評價的患者，可給藥后70 min再上機采集，此代謝時間下采集所得的影像可以精確計算出病灶的最大攝取率靶本比值，增加診斷的準確率[15]；② 對于需要PET定位輔助放療靶區勾畫的患者，可在給藥后60 min再上機采集，確保病灶MTV值最真實的反映出病灶的代謝組織體積大小。在指導放療靶區勾畫時，范圍更加精準，降低射線對患者的輻射損傷，將患者輻射利益最大化[16]。