正電子發射斷層掃描標準攝取值及其在腫瘤診斷中的應用進展*

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正電子發射斷層掃描標準攝取值及其在腫瘤診斷中的應用進展*

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，能提供功能與解剖相結合的影像資料，現多用于腫瘤的診療。標準化攝取值(SUV)作為PET-CT中應用最為廣泛的半定量分析指標，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果、后續的治療方案以及預后情況。對SUV的影響因素、校正方案以及利用SUV對不同腫瘤進行鑒別診斷的界值及其進展加以綜述。盡管SUV對腫瘤的診斷沒有公認的界值，但仍然是腫瘤診斷中重要的半定量指標。在臨床工作中合理謹慎利用SUV進行診斷分析，可提高腫瘤診斷的靈敏度及特異度。

正電子發射斷層攝影術；體層攝影術；標準攝取值；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.

正電子發射斷層掃描(positron emission tomography，PET)作為一種非損傷性影像診斷學技術，自20世紀90年代以來被廣泛應用于臨床中，顯示了獨特的價值。然而PET存在圖像分辨差及解剖分辨不清等不足。利用融合技術將PET和CT兩種設備整合在一起形成的PET-CT，彌補了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設備及技術的發展，自2001年以來被廣泛應用于臨床各類疾病，尤其是腫瘤的診斷、分期、治療評估及預后分析中，已逐漸取代了PET。定量分析是PET、PET-CT的獨特優勢，標準化攝取值(standardized uptake value，SUV)作為PET-CT臨床及科學研究中應用最多的半定量分析指標，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用，還缺乏公認的診斷界值標準。

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，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(region of interest，ROI)技術從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的代謝情況，也稱體重SUV(SUVBW)。目前PET-CT主要應用于腫瘤診療中，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，有多種計算方法。瘦體重小于人體體重，因此SUVLBM小于SUVBW。

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

式中的Quetelet指數QI計算為公式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應用最廣，如無特殊說明通常SUV為SUVBW。有學者對4種SUV進行研究，發現SUVLBM與蛋白質合成率的相關性優于其他3種SUV。

1.2 SUV表述方式

SUV目前常用的表述方式有3種：病灶區域平均值(SUVmean)，病灶區域最大值(SUVmax)，SUVpeak(小區域1 cm3)SUV平均值的最大值。SUVmax操作簡單，重復性好，不受勾畫感興趣區的影響；但對圖像噪聲敏感，只看一點，不及其余。SUVmean考慮了一區域的平均值，對圖像噪聲不敏感，但對勾畫感興趣區敏感。SUVmax和SUVmean均存在各自SUVpeak優缺點，其后有了SUVpeak，SUVpeak兼顧了上述兩者的優點，其固定VOI的大小(1 cm3)，并且是小區域(1 cm3)平均值的最大值。使用PET實體腫瘤療效評價標準(PET response evaluation criteria in solid tumor，PERCIST)對腫瘤進行療效評估，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，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或像素計數的平均值。ROI越大，SUV越小。有學者對病灶ROI的勾畫方法對定量值的影響進行了研究，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，診斷的準確度最高[3-4]。

1.3.2 病灶的大小

由于部分容積效應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或計數較實際值越低[5]。

1.3.3 系統分辨率

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

1.3.4 重建算法

重建算法會影響系統分辨率，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大，從而造成SUV測量不準確；實體成分多的腫瘤，18F-FDG的攝取也相應較高；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出對18F-FDG高攝取的特性，如感染或炎癥、淋巴結的肉芽腫性病變以及骨愈合初期及退化或炎癥性關節病會使骨及關節對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。有學者對乳腺癌SUV隨時間的變化進行研究，其結果顯示，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SUV增值越大[8]。臨床中常用延遲顯像來區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，如系統的性能、采集方式及衰減校正方法等，以及患者的準備狀態和放射性藥物的質量等，都對SUV有一定的影響。

2 SUV在腫瘤診斷中的應用及進展

在應用18F-FDG PET-CT圖像進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行腫瘤良惡性的區分。惡性腫瘤的18F-FDG高攝取表現為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，給臨床的鑒別診斷工作帶來不少困擾。一些學者經過大量的驗證及經驗累積，提出了適用于不同組織器官腫瘤的SUV界值。

2.1肺癌

鑒別原發于肺的腫瘤，過去對于SUV的界值比較統一，SUV＞2.5高度提示腫瘤為惡性。但近年來有不少學者通過統計分析表明，利用該界值進行鑒別診斷，特異性及準確性都不盡如人意，并提出大量不同建議。Garcia-Velloso等[9]對100例肺部疾病患者進行統計分析，結果表明，SUV以2.5作為界值，診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為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、特異度及準確度分別為70%、95%和86%。Lee等[10]對271例肺部病灶進行統計分析，結果表明，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例肺部疾病患者進行研究統計，結果表明，SUV以2.0為界值，診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為73.9%、68.3%和72.0%。Dabrowska等[12]對71例肺結節患者進行統計分析，結果表明，SUV以2.1作為界值進行診斷準確性最高，其診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為77%、92%和87.5%。Huang等[13]對50例肺結節的患者進行統計分析，結果表明，相對于常規掃描(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作為常規掃描的界值，診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為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[14]。然而，目前國內外對于胰腺良惡性腫瘤SUV界值尚未形成共識。Kauhanen等[15]對31例胰腺腫瘤患者進行18F-FDG PET-CT檢查，結果表明，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行分析，結果表明，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例經其他影像檢查發現胰腺腫瘤患者的研究，發現SUV以2.5為界值最為合適，其診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為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確度，但目前對于其SUV鑒別良惡性的界值還未有明確結果。

2.4甲狀腺癌

甲狀腺癌是目前發病率逐年上升的惡性腫瘤之一，主要原因是甲狀腺結節病發病率升高及甲狀腺檢查的不斷普及有關，也與新的篩查項目18F-FDG PET-CT顯像有關。18F-FDG PET-CT顯像使甲狀腺意外癌發現率明顯升高，但對于采用何值進行良惡性的鑒別診斷，目前國內外學者分歧較大。Merten等[18]通過統計研究發現，SUV以5.0為界值，其診斷的陽性預測率及陰性預測率分別為20%及92%。Sager等[19]通過對23例患者的24個甲狀腺冷結節進行統計分析，結果表明，SUV以2.5為界值，診斷的特異度及準確度分別為52.9%和62.5%。Jamsek等[20]對兩個中心甲狀腺結節患者的統計研究，結果表明，兩個中心用以鑒別診斷良惡性的SUV界值并不相同，在盧布爾雅那大學醫學中心(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例意外發現甲狀腺局灶代謝增高的患者進行研究統計，結果表明，SUV以9.1作為界值最為恰當，其診斷的靈敏度及特異度分別為81.6%和100%。Kim等[22]對192例甲狀腺結節患者進行回顧性研究，結果表明，SUV以6.0為界值可獲得最佳診斷效果，其診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為60.8%、96.8和70.2%。

2.5鼻咽癌

鼻咽癌好發于我國兩廣地區，早期診斷比較困難。目前常用于鼻咽癌的診斷方法為X射線計算機斷層成像(tomography，X-ray computed，CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)。近年來，18F-FDG PET-CT由于敏感性及準確性較傳統影像學方法更好，也開始在鼻咽癌的診斷中發揮重要作用[23]。陳蕾蕾等[24]對70例鼻咽癌患者進行統計分析，結果表明，SUV以2.5為界值，其診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為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胞即卵巢癌，少數為惡性畸胎瘤。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癥狀進行診治時已處于中晚期。CA125(carbohydrate antigen，125)作為傳統的上皮性卵巢惡性腫瘤標志物，在卵巢癌診斷方面其特異度差強人意。大多數卵巢惡性腫瘤對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行研究統計，結果表明，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行統計分析，結果表明，SUV以2.5作為界值，診斷的靈敏度、特異度及準確度分別為96.1%、76.5%和91.2%。Evangelista等[27]對125例患者進行研究，通過統計分析表明，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，但近年來多項研究表明，不同器官的不同病理類型的腫瘤，統一使用這一標準并不合適，且目前SUV對腫瘤的鑒別診斷還沒有公認的界值。應用中特別是涉及到比較研究中，應分析SUV值的各種影響因素，考慮SUV的可比性。在臨床工作中，應綜合考慮SUV值與其他影像學表現以及臨床特點對病變進行良惡性鑒別診斷，把SUV值當作重要的參考指標而非唯一的鑒別診斷標準。合理謹慎利用SUV進行診斷分析，可提高診斷的靈敏度及特異度。

4 展望

上述研究結果表明，SUV值作為半定量分析指標來協助鑒別診斷腫瘤良惡性的價值已經非常明確，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，導致SUV不盡相同。希望在以后的科研工作中，能夠根據上述特點對大量病例進行分組，逐組統計分析，從而得出適用于不同腫瘤的SUV界值，以更好地指導臨床工作。

[1]陳盛祖.PET/CT技術原理及腫瘤學應用[M].人民軍醫出版社，北京：2007.

[2]Fledelius J，Khalil A，Hjorthaug K，et al.Interobserver agreement improves with PERCIST 1.0 as opposed to qualitative evaluation in non-small cell lung cancer patients evaluated with F-18-FDG PET/CT early in the course of chemoradiotherapy[J].EJNMMI Res，2016，6(1)：71.

[3]陳英茂，耿建華，田嘉禾，等.PET顯像部分容積效應的實驗研究[J].中國醫學影像技術，2004，20(1)：99-102.

[4]陳英茂，邵明哲，田嘉禾，等.正電子發射斷層顯像中感興趣區選取及標準攝取值分界點的優化[J].中國醫學影像技術，2004，20(6)：935-937.

[5]耿建華，陳英茂，田嘉禾，等.校正PET圖像上病灶SUV值的研究[J].核電子學與探測技術，2009，29(4)：925-930.

[6]陳英茂，耿建華，田嘉禾，等.PET系統分辨率及影響因素的實驗研究[J].中國醫學影像技術，2004，20(5)：778-780.

[7]耿建華，陳英茂，陳盛祖，等.符合線路顯像與PET顯像中SUV的比較研究[J].中華核醫學雜志，2004，24(5)：308-309.

[8]Beaulieu S，Kinahan P，Tseng J，et al.SUV varies with time after injection in (18)F-FDG PET of breast cancer：characterization and method to adjust for time differences[J].J Nucl Med，2003，44(7)：1044-1050.

[9]Garcia-Velloso MJ，Bastarrika G，de-Torres JP，et al.Assessment of indeterminate pulmonary nodules detected in lung cancer screening：Diagnostic accuracy of FDG PET/CT[J].Lung Cancer，2016，97：81-86.

[10]Lee JW，Kim EY，Kim DJ，et al.The diagnostic ability of18F-FDG PET/CT for mediastinal lymph node stagingusing18F-FDG uptake andvolumetric CT histogram analysis in non-small cell lung cancer[J].Eur Radiol，2016，26(12)：4515-4523.

[11]Zhao L，Tong L，Lin J，et al.Characterization of solitary pulmonary nodules with18F-FDG PET/CTrelative activity distribution analysis[J] Eur Radiol，2015，25(7)：1837-1844.

[12]Dabrowska M，Krenke R，Korczynski P，et al. Diagnostic accuracy of contrast-enhanced computed tomography and positron emission tomography with 18-FDG in identifying malignant solitary pulmonary nodules[J] Medi cine(Baltimore)，2015，94(15)：e666.

[13]Huang YE，Huang YJ，Ko M，et al.Dual-timepoint18F-FDG PET/CT in the diagnosis of solitary pulmonary lesions in a region with endemic granulomatous diseases[J].Ann Nucl Med，2016，30(9)：652-658.

[14]張暉，任剛，夏廷毅，等.18F-FDG PET/CT標準攝取值對胰腺癌螺旋斷層調強放射治療預后的評估[J].中國醫學裝備，2016，13(4)：57-60.

[15]Kauhanen S，Rinta-Kiikka I，Kemppainen J，et al. Accuracy of18F-FDG PET/CT，Multidetector CT，and MR Imaging in the Diagnosis of Pancreatic Cysts：A Prospective Single-Center Study[J].J Nucl Med，2015，56(8)：1163-1168.

[16]Roch AM，Barron MR，Tann M，et al.Does PET with CT Have Clinical Utility in the Management of Patients with Intraductal Papillary Mucinous Neoplasm?[J].J Am Coll Surg，2015，221(1)：48-56.

[17]Yoshioka M，Uchinami H，Watanabe G，et al. F-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography for differential diagnosis of pancreatic tumors[J].Springerplus，2015，4：154.

[18]Merten MM，Castro MR，Zhang J，et al. Examining the Role of Preoperative Positron Emission Tomography/Computerized Tomography(PET/CT)in Combination with Ultrasonography in Discriminating Benign from Malignant Cytologically Indeterminate Thyroid Nodules[J].Thyroid，2016.

[19]Sager S，Vatankulu B，Erdogan E，et al. Comparison of F-18 FDG-PET/CT and Tc-99m MIBI in the preoperative evaluation of cold thyroid nodules in the same patient group[J].Endocrine，2015，50(1)：138-145.

[20]Jamsek J，Zagar I，Gaberscek S，et al.Thyroid lesions incidentally detected by (18)F-FDG PET-CT-a two centre retrospective study[J]. Radiol Oncol，2015，49(2)：121-127.

[21]Agrawal K，Weaver J，Ul-Hassan F，et al. Incidence and Significance of Incidental Focal Thyroid Uptake on18F-FDG PET Study in a Large Patient Cohort：Retrospective Single-Centre Experience in the United Kingdom[J]. Eur Thyroid J，2015，4(2)：115-122.

[22]Kim TH，Ji YB，Song CM，et al.SUVmax of18F-FDG PET/CT in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules according to tumor volume[J]. World J Surg Oncol，2015，13(1)：1-6.

[23]梁穎，吳寧，耿建華，等.18F-FDG PET/CT評價鼻咽癌治療后的腫瘤殘留或復發[J].中國醫學裝備，2015，12(6)：66-69，70.

[24]陳蕾蕾，錢根年，趙春雷，等.18F-FDG PET/CT顯像對原發性鼻咽癌的診斷價值[J].中國醫療設備，2015，30(12)：53-56.

[25]Yokoyama T，Takehara K，Yamamoto Y，et al. The usefulness of18F-FDG-PET/CT in discriminating benign from malignant ovarian teratomas[J].Int J Clin Oncol，2015，20(5)：960-966.

[26]鄭容亮，胡瑩瑩，張亞銳，等.18F-脫氧葡萄糖PET/ CT聯合血清糖類抗原125、人附睪蛋白4檢測診斷卵巢惡性腫瘤的價值[J].腫瘤影像學，2016，25(1)：38-44.

[27]Evangelista L，Palma MD，Gregianin M，et al. Diagnostic and prognostic evaluation of fluorodeoxyglucose positron emission tomography/ computed tomography and its correlation with serum cancer antigen-125(CA125)in a large cohort of ovarian cancer patients[J].J Turk Ger Gynecol Assoc，2015，16(3)：137-144.

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

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

①北京協和醫學院 中國醫學科學院腫瘤醫院核醫學科PET-CT中心 北京 100021

*通訊作者：gengjean@163.com

吳一田,女,(1992- ),碩士研究生。北京協和醫學院 中國醫學科學院腫瘤醫院核醫學科PET-CT中心，研究方向：核醫學。