18F-FDG PET/CT SULpeak測量方法可靠性分析

馬文超，徐文貴，張青菊，甄玉莎，朱　磊

(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院 分子影像及核醫(yī)學(xué)診療科，國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300060)

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18F-FDG PET/CT SULpeak測量方法可靠性分析

馬文超，徐文貴*，張青菊，甄玉莎，朱磊

(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院 分子影像及核醫(yī)學(xué)診療科，國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300060)

摘要：目的分析手工及PET VCAR(PET Volume Computed Assisted Reading)軟件自動測量肝臟及肺癌病灶SULpeak的重復(fù)性和一致性。方法回顧性分析50例原發(fā)性肺癌患者18F-FDG PET/CT顯像結(jié)果。兩名醫(yī)生、同一醫(yī)生一周前后分別測定肝右后葉及肺癌病灶感興趣區(qū)內(nèi)高代謝區(qū)域的5個體積為1 cm3(直徑為1.2 cm球形)的隨機(jī)像素點(diǎn)的SULmax，取5個SULmax的均數(shù)定義為SULpeak-手工；同時應(yīng)用AW46工作站的PET VCAR軟件自動測定肝右后葉及肺癌病灶SULpeak-自動。采用Bland-Altman分析和配對T檢驗(yàn)評價SULpeak-手工和SULpeak-自動的重復(fù)性和一致性。結(jié)果通過PET VCAR測量肝右后葉和肺癌病灶的SULpeak-自動誤差均為0 g/ml*，重復(fù)性均為100%。肝右后葉同一醫(yī)生不同時間及不同醫(yī)生手工測量的SULpeak-手工值均低于SULpeak-自動(P<0.001)；Bland-Altman分析示同一醫(yī)生不同時間及不同醫(yī)生間分別有1/50(2%)、2/50(4%)個點(diǎn)位于95%一致性界限外。肺癌病灶SULpeak-手工值均高于SULpeak-自動(P<0.05)；Bland-Altman分析示同一醫(yī)生不同時間及不同醫(yī)生間分別有1/50(2%)、2/50(4%)個點(diǎn)位于95%一致性界限外。結(jié)論SULpeak-手動受手工操作的影響明顯，重復(fù)性和一致性均較SULpeak-自動差，而SULpeak-自動有良好的可靠性。PET VCAR自動測量SULpeak為PET/CT精確定量提供了重要平臺，有助于推動以SULpeak為主要評價指標(biāo)的PERCIST(Positron Emission tomography Response Criteria In Solid Tumors)標(biāo)準(zhǔn)的臨床應(yīng)用及推廣。

(ChinJLabDiagn,2016,20:0032)

18F-FDG PET/CT對惡性腫瘤的療效評估及隨訪發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)PERCIST1.0(Positron Emission tomography Response Criteria In Solid Tumors 1.0)標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]，以SULpeak作為治療反應(yīng)的最主要定量指標(biāo)，SULpeak降低≥30%，且絕對值≥0.8×SUL定義為部分代謝反應(yīng)；SULpeak升高≥30%，且絕對值≥0.8×SUL則定義為疾病代謝進(jìn)展。因此，多次18F-FDG PET/CT檢查尤其同一患者治療前后所測SULpeak的重復(fù)性對于判斷患者的治療反應(yīng)至關(guān)重要。本研究回顧性分析50例肺癌患者18F-FDG PET/CT顯像結(jié)果，分析手工及PET VCAR(PET Volume Computed Assisted Reading)軟件自動測量肝右后葉及肺癌病灶SULpeak的重復(fù)性和一致性。

1資料與方法

1.1臨床資料回顧性分析2014年10月至2015年4月間由我院18F-FDG PET/CT診斷并經(jīng)病理確診為原發(fā)性肺癌患者共50例，其中男25例，女25例，平均年齡：65.08±10.82歲(范圍：36-86歲)。所有患者原發(fā)灶體積均大于1 cm3。

1.2顯像方法18F-FDG由回旋加速器生產(chǎn)、合成器合成，PH值5-7，放化純≥95%?；颊呓?-6 h，血糖控制在6.8 mmol/L以下，禁止使用鎮(zhèn)靜藥物。靜脈注射18F-FDG注射劑量為3.7-4.81 MBq/kg，安靜休息60分鐘后進(jìn)行掃描。使用GE Discovery PET/CT Elite進(jìn)行PET/CT掃描。掃描范圍：顱頂至股骨中段。PET使用3D+飛行時間技術(shù)(TOF)+點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(SharpIR)采集及重建技術(shù)，矩陣：192×192，2min/床位。CT掃描參數(shù)：

常規(guī)全身螺旋掃描，120 kV，自動曝光控制技術(shù)(30-210 mA，噪聲指數(shù)25)，層厚3.25 mm。詳細(xì)記錄患者的身高(cm)、體重(kg)。

1.3圖像分析由兩名具有3年以上PET/CT閱片經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)科醫(yī)生獨(dú)立完成進(jìn)行圖像處理及代謝指標(biāo)測量，所有圖像通過AW4.6后處理工作站進(jìn)行處理。兩名醫(yī)生及同一醫(yī)生一周前后分別測定，同一醫(yī)生測量結(jié)果定義為測量者內(nèi)，不同醫(yī)生測量結(jié)果定義為測量者間。測量部位：正常肝右后葉及肺癌原發(fā)病灶。SULpeak：手工和自動測量的感興趣區(qū)為同一感興趣區(qū)；(1)測量感興趣區(qū)內(nèi)高代謝區(qū)域的5個體積為1 cm3(直徑為1.2 cm球形)的隨機(jī)像素點(diǎn)的SULmax，取5個SULmax的均數(shù)定義為SULpeak-手工[2]，測量過程中盡量避開空洞及周圍的炎癥組織。(2)應(yīng)用PET VCAR軟件自動測定的感興趣區(qū)域的SULpeak，定義為SULpeak-自動。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析所有數(shù)據(jù)均以Mean±SD表示，應(yīng)用SPSS 19.0及GraphPad Prism 5.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。測量者內(nèi)及測量者間測量結(jié)果一致性檢驗(yàn)采用Bland Altman分析，可信區(qū)間為95%；SULpeak-手工與SULpeak-自動的比較采用配對T檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1SULpeak-自動一致性分析

測量者內(nèi)及測量者間肝右后葉及肺癌病灶SULpeak-自動測量結(jié)果一致，差異為0 g/ml*，即重復(fù)性為100%(圖1)。

圖1　肝右后葉及肺癌病灶SULpeak-自動一致性分析

2.2肝右后葉SULpeak統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

正常肝右后葉測量者內(nèi)SULpeak-手工測量一致性Bland-Altman分析顯示：差異及其標(biāo)準(zhǔn)差分別為-0.017 g/ml*及0.15 g/ml*，95%一致性界限為-0.318~0.283 g/ml*，其中1/50(2%)個點(diǎn)位于95%一致性界限外(圖2a)。測量者間SULpeak-手工測量一致性Bland-Altman分析顯示：差異及標(biāo)準(zhǔn)差分別為-0.006 g/ml*及0.127 g/ml*，95%一致性界限為：-0.255~0.243 g/ml*，其中2/50(4%)個點(diǎn)位于95%一致性界限外(圖2b)。

圖2　肝右后葉SULpeak-手工一致性分析

醫(yī)生1不同時間點(diǎn)及醫(yī)生2測量結(jié)果肝右后葉SULpeak-手工低于SULpeak-自動(表1)，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

表1　肝右后葉SULpeak-手工與SULpeak-自動的對比

2.3肺癌SULpeak分析

肺癌原發(fā)灶測量者內(nèi)SULpeak-手工測量一致性Bland-Altman分析顯示：差異及其標(biāo)準(zhǔn)差分別為-0.17 g/ml*及0.80 g/ml*，95%一致性界限為-1.77~1.40 g/ml*，其中1/50(2%)個點(diǎn)位于95%一致性界限外(圖3a)。測量者間SULpeak-手工測量一致性Bland-Altman分析顯示：差異及標(biāo)準(zhǔn)差分別為-0.17 g/ml*及0.96 g/ml*，95%一致性界限為-2.06~1.72 g/ml*，其中2/50(4%)個點(diǎn)位于95%一致性界限外(圖3b)。

圖3　肺癌病灶SULpeak-手工一致性分析

醫(yī)生1不同時間點(diǎn)及醫(yī)生2手工測量肺癌病灶SULpeak-手工高于SULpeak-自動(表2)，且部分差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2　肺癌病灶SULpeak-手工與SULpeak-自動的對比

3討論

隨著定量化技術(shù)的不斷發(fā)展使得PET/CT的臨床應(yīng)用除了常規(guī)的腫瘤診斷、分期之外，在治療反應(yīng)評估及預(yù)后判斷方面亦逐漸發(fā)揮重要作用。尤其應(yīng)用于治療反應(yīng)評估時，18F-FDG代謝視覺上的改變可能不是很明顯，因此精確定量很重要。2009年Wahl RL提出PET評估實(shí)體瘤療效標(biāo)準(zhǔn)-PERCIST1.0標(biāo)準(zhǔn)中[1]，以瘦體重標(biāo)準(zhǔn)化的SUL取代臨床常用的體重標(biāo)準(zhǔn)化的SUV，采用病灶感興趣區(qū)內(nèi)單一最小單元(直徑為1.2 cm的球形區(qū)域，其體積約為1 cm3)的峰值(SULpeak)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的SUV最大值(SUVmax)或平均值(SUVmean)，以減少誤差。以SULpeak為18F-FDG攝取代謝指標(biāo)在定量分析惡性腫瘤治療反應(yīng)方面發(fā)揮重要作用。本研究對比分析了肝右后葉及肺癌病灶SULpeak手工測量與PET VCAR自動測量值，結(jié)果顯示無論測量者內(nèi)還是測量者間手工測量SULpeak均有2-4%差異，且肝右后葉SULpeak-手工低于SULpeak-自動，而肺癌病灶SULpeak-手工高于SULpeak-自動，提示測量者的手工操作對SULpeak準(zhǔn)確性和重復(fù)性帶來一定影響；而PET VCAR軟件自動測量正常肝右后葉及肺癌病灶的SULpeak重復(fù)性為100%。

SULpeak測量的可靠性對于惡性腫瘤治療療效評估及預(yù)后判斷具有重要意義。AmitBhoil等觀察ⅢB-Ⅳ期非小細(xì)胞肺癌患者EGFR-TKI治療反應(yīng)結(jié)果顯示與18F-FLT(3’deoxy-3’-fluorine-18-fluorothymidine)SULpeak及18F-FDG TLG(total lesion glycolysis)相比，18F-FDG SULpeak能更好的預(yù)測OS(over survival)及PFS(progression free survival)[3]。Masahiro Yanagawa等研究分別以54%、69%SULpeak為界值分組，結(jié)果示兩組間OS與DFS(disease-free survival)有明顯差異(P<0.05)[4]。最近的一項(xiàng)研究提示SULpeak降低率是影響NSCLC化療后DFS的獨(dú)立影響因素(P<0.05)[5]。但是，Tahari AK等[6]研究肝臟SULmean的測量重復(fù)性，結(jié)果示兩次掃描門脈、門脈以上及門脈以下位置VOIs測量SULmean的平均誤差百分比分別為3.55%±23.19%,4.65%±23.87%及4.30%±23.03%，95%一致性界限值為-0.5~0.60，其重復(fù)性一般。本研究結(jié)果顯示手工測量肺癌病灶SULpeak測量者內(nèi)有2%的差異，而測量者間有4%的差異，該結(jié)果略優(yōu)于Minn H與Weber WA等研究結(jié)果(6%-10%)[7,8]；關(guān)于18F-FDG代謝指標(biāo)SUV、SUL及SULpeak的測量的研究得到相似的重復(fù)性或一致性，提示在臨床診斷的層面，手工測量或許可以替代自動測量結(jié)果。但本研究中肝臟SULpeak-手工低于SULpeak-自動，而肺癌病灶SULpeak-手工高于SULpeak-自動，且大部分差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，提示檢查者的手工操作對SULpeak測量準(zhǔn)確性和重復(fù)性帶來一定影響，手動測量可能導(dǎo)致肺癌病灶T/N比值增高，從而高估肺癌病灶的18F-FDG攝取，不能滿足肺癌病灶的18F-FDG代謝定量及治療反應(yīng)分析評估的要求。

本研究50例患者的肝右后葉及肺癌病灶的SULpeak-自動測量結(jié)果的差異為0 g/ml*，重復(fù)性為100%。PET VCAR自動測量病灶SULpeak避免操作者的影響、同時能夠自動避開空洞、炎癥組織的干擾，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性及重復(fù)性，為PET/CT精確定量提供了重要平臺，能夠滿足PERCIST標(biāo)準(zhǔn)定量評價腫瘤治療反應(yīng)的要求。肝右后葉及肺癌病灶的SULpeak受手工操作的影響明顯。PET VCAR軟件測量SULpeak-自動的可重復(fù)性高，有助于推動以SULpeak為主要評價指標(biāo)的PERCIST標(biāo)準(zhǔn)的臨床應(yīng)用及推廣。

參考文獻(xiàn)：

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[8]Weber WA,Ziegler SI,Th?dtmann R,et al.Reproducibility of metabolic measurements in malignant tumors using FDG PET[J].J Nucl Med,1999,40(11):1771.

關(guān)鍵詞：測量方法；脫氧葡萄糖；瘦體重標(biāo)準(zhǔn)化攝取值峰值；一致性；重復(fù)性

Reliability analysis of measurement methods for18F-FDG SULpeakin PET/CT scanMAWen-chao,XUWen-gui,ZHANGQing-ju,etal.(DepartmentofMolecularImagingandNuclearMedicine,TianjinMedicalUniversityCancerInstituteandHospital,NationalClinicalResearchCenterforCancer,KeyLaboratoryofCancerPreventionandTherapy,Tianjin300060,China)

Abstract:ObjectiveTo compare peak standardized uptake normalized to lean body mass (SULpeak) of manual and automatic measurement by PET VCAR (PET Volume Computed Assisted Reading ) and evaluate the repeatability of manual SULpeak.MethodsFifty patients with primary lung cancer confirmed by18F-FDG PET/CTwere included in our study retrospectively.We used PET VCAR software of AW4.6 workstation to automatically measure SULpeak(SULpeak-auto) and the average SULmaxof five random pixels in fixed sized (1.2 cm in diameter，about 1 cm3volume) spherical VOI drawn over lesions was calculated by two doctors and same doctor at different time,defined as SULpeak-manual.ResultsThe bias of SULpeak-autowere 0 g/ml* and repeatability was 100% for liver and lung cancer lesions.While liver SULpeak-manualof two doctors and same doctor at different time were lower than SULpeak-auto(P<0.001).And Bland-Altman analysis results showed that 1/50 (2%) 2/50(4%) points located outside 95% limit of agreement respectiveby.Lung cancer lesions SULpeak-manualof two doctors and same doctor at different time were higher than SULpeak-auto(P<0.05).And Bland-Altman analysis results showed that 1/50(2%),2/50(4%) points located outside 95% limit of agreement respectivly.ConclusionThe SULpeak-manualmainly depended on manual measurement,whose repeatability and consistence were inferior to SULpeak-auto,while the SULpeak-autohad good reliability.The accuracy and reliability of SULpeak-autofrom PET VCAR could be suitable to assess treatment response,and be helpful to PERCIST clinical application and promotion,which evaluates response mainly by SULpeak.

Key words:Measurement methods;Deoxyglucose;Peak standard uptake value of lean body mass;Consistence;Repeatability

(收稿日期：2015-08-10)

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：R817

文章編號：1007-4287(2016)01-0032-04 1007-4287(2016)01-0036-04

*通訊作者

基金項(xiàng)目：國家重大科技專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助(2013ZX09303001)，天津市衛(wèi)生局科技基金(2013KZ090)