隋秀莉 石洪成

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，上海 200032

18F-FDG PET/CT 已廣泛應(yīng)用于臨床各類疾病的診斷、分期、療效評(píng)價(jià)和預(yù)后分析中。尤其在腫瘤良惡性的判斷和活性程度的評(píng)估中，很多半定量參數(shù)發(fā)揮了重要的作用。SUV 作為測量放射性物質(zhì)積累的量化參數(shù)，也成為實(shí)體腫瘤療效評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)[1]。理想情況下，使用SUV 能消除放射性藥物注射劑量的差異引起的變異，但在測量放射性計(jì)數(shù)及將其轉(zhuǎn)換為SUV 時(shí)引入了多種偏差，從而導(dǎo)致SUV 發(fā)生實(shí)質(zhì)性的差異。我們對(duì)SUV 測量準(zhǔn)確性的影響因素進(jìn)行分析，并提出SUV 規(guī)范化使用的建議，希望最大程度地減少SUV 的偏差。

1 SUV 的定義及分布標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的選擇

SUV 的測量方法為在組織中勾畫ROI，并在ROI 內(nèi)測量標(biāo)準(zhǔn)化的放射性活度。在量化參數(shù)的選擇上，常用的有ROI 中所有體素的最大值（SUVmax），平均值（mean standardized uptake value，SUVmean）和峰值（peak standardized uptake value，SUVpeak）。SUVmean合并了來自多個(gè)體素的信息，是根據(jù)ROI中包含的所有體素計(jì)算的平均值，故其對(duì)ROI 的定義比較敏感。SUVmax是ROI 中最高的體素值，其更容易受到噪聲的影響，也是最常用的SUV 參數(shù)。SUVpeak是在活動(dòng)性最高的體素周圍的一組體素的SUV 平均值[2]。

常見的分布標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)有體重、瘦體重（lean body mass，LBM）以及體表面積（body surface area，BSA）等，目前，最常用的是體重，即公式（1）。但放射性物質(zhì)在人體各組織中的分布是不均勻的，如肥胖人群的脂肪組織中放射性攝取較低，單純應(yīng)用體重進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正可能導(dǎo)致SUV 測量值偏高。因此，研究者們提出了以下幾種代替體重對(duì)顯像劑的分布進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正的指標(biāo)：LBM 即SUVLBM、BSA 即SUVBSA、體重指數(shù)（body mass index，BMI）即SUVBMI，計(jì)算公式見（2）、（3）、（4）。

如果沒有特殊說明，SUV 為按照體重進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正，即公式（1）。

2 SUV 測量準(zhǔn)確性的影響因素

2.1 生物性因素

2.1.1 體型及體重變化

放射性物質(zhì)在人體各組織中的分布是不均勻的，脂肪組織的放射性攝取低于肌肉組織。因此在大體重的受檢者中，隨著體重增加，脂肪組織在體重內(nèi)的占比升高，其他組織的占比降低，由于脂肪組織攝取18F-FDG 遠(yuǎn)較其他組織低，因此SUV 測量值隨之增高[3]。受檢者在治療前后的體重改變會(huì)導(dǎo)致身體各組織的占比發(fā)生變化，以2 次SUV 測量值的改變所進(jìn)行的療效評(píng)價(jià)也不夠準(zhǔn)確[4]。研究者們相繼提出了多種校正的方法：SUVLBM的體重依賴性較低，故成為實(shí)體腫瘤療效評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，但是其引入了身高因素，有一定的身高依賴性[1]；但Keramida 和Peters[5]認(rèn)為SUVBSA受身體脂肪和體重的雙重影響，建議應(yīng)用SUVLBM。更多研究者提出了改進(jìn)LBM 和BSA 的計(jì)算方法來優(yōu)化體重和（或）身高的權(quán)重水平，從而最大程度地降低SUV的可變性[6-7]。在兒科受檢者的半定量分析中，以體重對(duì)SUV 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，SUV 測量值隨著受檢者年齡的增加而增高，故應(yīng)用其評(píng)價(jià)療效會(huì)有誤差，而SUVBSA和SUVLBM因沒有顯著的年齡相關(guān)性，更適合應(yīng)用于兒科受檢者的隨訪中[8]。

2.1.2 血糖及胰島素水平

18F-FDG 與葡萄糖為競爭性關(guān)系，如果顯像前受檢者的血糖水平過高，則細(xì)胞攝取的18F-FDG 減少，任何SUV 測量值都會(huì)降低。受檢者在進(jìn)餐后內(nèi)源性胰島素的水平升高，肌肉攝取的18F-FDG 增加，病灶的攝取減少，SUV 測量值降低。因此，在顯像時(shí)需要嚴(yán)格控制受檢者的飲食及胰島素的使用。美國國家癌癥研究所建議，若受檢者的血糖水平<200 mg/dL（11.1 mmol/L），則無需校正血糖，直接進(jìn)行顯像[9]。若受檢者的血糖水平超過正常濃度的2 倍，則需要停止檢查，待血糖調(diào)節(jié)達(dá)標(biāo)后，重新預(yù)約檢查時(shí)間[2]。Jahromi 等[10]提出應(yīng)用經(jīng)過血糖水平校正的SUV（SUV corrected by blood glucose levels，SUVgluc）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，即SUVmax×血漿葡萄糖水平（mg/dL）/100。尤其是在受檢者的血糖水平較高時(shí)，病灶SUVmax會(huì)降低，但SUVgluc不會(huì)降低，血糖水平較高的受檢者可以應(yīng)用SUVgluc反映病灶的糖代謝情況。

2.1.318F-FDG 的清除率

18F-FDG 的清除率取決于細(xì)胞中己糖激酶與葡萄糖-6-磷酸酶的比率。正常組織和炎癥組織具有相對(duì)更多的葡萄糖-6-磷酸酶，與大多數(shù)腫瘤組織相比，其具有更高的18F-FDG 清除率；而大多數(shù)腫瘤組織內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1 和己糖激酶增多，細(xì)胞內(nèi)18F-FDG 的攝取明顯增高[11]，而葡萄糖-6-磷酸酶水平降低，故18F-FDG 的清除率也較低，SUV 測量值更高。理論上，腎功能受損會(huì)降低18F-FDG 的清除率，但有研究結(jié)果表明，腎功能受損在降低肌肉和肺等部位的本底SUV 方面作用不顯著[12]，其對(duì)病灶SUV 的影響尚無相關(guān)研究報(bào)道。

2.1.4 呼吸及運(yùn)動(dòng)偽影

受檢者的呼吸及運(yùn)動(dòng)偽影也會(huì)影響SUV 的測量準(zhǔn)確性，尤其是肺底或上腹部的病變。呼吸及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影會(huì)增加腫瘤體積，利用受檢者自由呼吸的CT 結(jié)果進(jìn)行衰減校正時(shí)，由于呼吸周期的不同，導(dǎo)致定量的誤差很大。對(duì)于相同的運(yùn)動(dòng)幅度，較小的病變比較大的病變對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)更為敏感[13]。如果在受檢者安靜呼吸的情況下獲取PET 圖像，在安靜呼氣末獲取屏氣CT 圖像，則可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行定位。因此，進(jìn)行肺部或上腹部病變診斷時(shí)，需要改善受檢者的舒適度，技術(shù)人員與受檢者需要進(jìn)行呼吸配合。Zhang 等[14]提出采用配準(zhǔn)相加總和（RASP）的方法進(jìn)行呼吸運(yùn)動(dòng)校正，可降低噪聲和偽影，改善PET 圖像的質(zhì)量，從而進(jìn)行精確的半定量分析，但目前其臨床應(yīng)用尚有較大困難。

2.1.5 受檢者的舒適度

受檢者等候檢查時(shí)的寒冷以及情緒或肌肉緊張等會(huì)導(dǎo)致部分18F-FDG 被棕色脂肪攝取，棕色脂肪可以加速機(jī)體對(duì)葡萄糖的利用。棕色脂肪常見的部位有頸部、鎖骨、椎旁和腋窩區(qū)域。但文獻(xiàn)曾報(bào)道腎周、腎上腺、肋間、子宮頸、縱隔和心包等區(qū)域均出現(xiàn)過棕色脂肪，以上部位的棕色脂肪與原發(fā)性惡性腫瘤和（或）淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移難以區(qū)分，從而成為假陽性結(jié)果的潛在來源，影響半定量分析結(jié)果[15]。因此，受檢者在等候過程中需要盡量安靜休息，消除緊張情緒，避免寒冷刺激。

2.1.6 炎癥反應(yīng)

急慢性炎癥細(xì)胞（巨噬細(xì)胞或淋巴細(xì)胞）浸潤相關(guān)的炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致糖酵解活躍，18F-FDG 攝取增加。腫瘤患者的瘤體及其附近出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)無法與惡性腫瘤相鑒別，這會(huì)導(dǎo)致假陽性結(jié)果的出現(xiàn)，腫瘤SUV 的定量發(fā)生錯(cuò)誤。因此，臨床醫(yī)師需要熟知受檢者的病史，了解急慢性炎癥的常見表現(xiàn)，從而為臨床提供指導(dǎo)意見[16]。

2.2 技術(shù)性因素

2.2.1 注射顯像劑后的等待時(shí)間

受檢者注射顯像劑后的等待時(shí)間越長，腫瘤組織累積的18F-FDG 越多，SUV 的測量值越高。在臨床允許的顯像時(shí)間范圍內(nèi)，SUV 測量值隨時(shí)間的延長呈線性增高。指南的標(biāo)準(zhǔn)等待時(shí)間為50～70 min或55～75 min[17]，臨床工作中由于各種不可控因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)等待時(shí)間的偏差，SUV 的測量準(zhǔn)確性降低。根據(jù)等待時(shí)間校正SUV 可以提高其測量準(zhǔn)確性，但相關(guān)的算法還需要完善[18]。故腫瘤患者注射顯像劑后的等待時(shí)間為60 min 左右，并且再次采集時(shí)需盡量采用相同的注射后等待時(shí)間（±10 min），以便于前后結(jié)果的對(duì)比。在乳腺、肺部和骨骼肌肉病變中，隨著等待時(shí)間的增加，腫瘤的背景活性降低，SUV 測量值增高，這表明其在腫瘤的鑒別診斷方面具有一定的優(yōu)勢，但在半定量分析方面尚需統(tǒng)一的方案來確定注射顯像劑后的等待時(shí)間和延遲時(shí)間[19]。

2.2.2 掃描儀系統(tǒng)

每臺(tái)掃描儀都有一個(gè)校準(zhǔn)系數(shù)，校準(zhǔn)的方法會(huì)影響掃描儀的定量精度。來自不同掃描儀的PET圖像的空間分辨率不同，部分容積效應(yīng)會(huì)影響小病灶的SUV 測量值，而對(duì)于大病灶的影響較小。同一受檢者在療效評(píng)價(jià)的過程中，應(yīng)盡量使用同一臺(tái)掃描儀來減少此類誤差[20]。

2.2.3 可視化軟件的版本

即使使用相同的原始數(shù)據(jù)，但因某些可視化系統(tǒng)會(huì)對(duì)已經(jīng)后處理過的圖像再次進(jìn)行后處理，從而導(dǎo)致不同可視化系統(tǒng)的SUV 有所差別[4]。因此，定量成像生物標(biāo)志物聯(lián)盟建議僅對(duì)未處理的圖像進(jìn)行分析，而不對(duì)已經(jīng)縮放、旋轉(zhuǎn)或以其他方式轉(zhuǎn)換的圖像進(jìn)行半定量分析，從而保持PET 圖像參數(shù)的準(zhǔn)確性[21]。

2.2.4 采集參數(shù)

掃描時(shí)間對(duì)SUV 的測量值有一定影響。掃描時(shí)間越長，信噪比越高，SUV 的測量值越低。但是延長掃描時(shí)間可有效減少大體重受檢者的圖像噪聲，更好地顯示攝取18F-FDG 較少的病變，因此，對(duì)于體重較大的受檢者需要適當(dāng)延長掃描時(shí)間[22]，也可以在優(yōu)化采集時(shí)間后選擇不同的重建方案來優(yōu)化圖像質(zhì)量[23]。

2.2.5 重建參數(shù)

目前，圖像重建的2 種主要算法是濾波反投影和有序子集期望最大化。有序子集期望最大化算法因可更好地減少噪聲及具有較好的空間分辨能力而更受青睞，基于有序子集期望最大化算法重建的半定量數(shù)值高于濾波反投影法[24]，其使用多個(gè)參數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理，關(guān)于各重建參數(shù)的影響如下所述。

點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)及飛行時(shí)間：目前，常加用點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)來改善病灶的對(duì)比度，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)重建可使病灶邊緣增強(qiáng)[25]，SUVmax顯著增高，而SUVpeak的穩(wěn)定性較好，尤其在小病灶中更有優(yōu)勢[26]。飛行時(shí)間重建可以改善圖像的質(zhì)量，尤其是對(duì)于小病灶的檢測。Sheikhbahaei 等[27]通過分別測量相同重建參數(shù)下飛行時(shí)間與非飛行時(shí)間重建的SUV 發(fā)現(xiàn)，加用飛行時(shí)間重建的SUVmax、SUVmean和SUVpeak均增高，且SUVmax的增高幅度最大。加用點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)及飛行時(shí)間重建后，SUVmax明顯比未加用時(shí)增高[28]?？傊?，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)和飛行時(shí)間的結(jié)合應(yīng)用可以改善PET 圖像的信噪比和對(duì)比度，提高圖像的質(zhì)量。但對(duì)半定量分析（如SUVmax的測量準(zhǔn)確性）尚有一定的影響。

矩陣：在給定軸向視野的情況下，使用較大的矩陣會(huì)使每個(gè)體素變小，產(chǎn)生較高的空間分辨率，同時(shí)也會(huì)使SUV（如SUVpeak）增高[29]。而在矩陣相同時(shí)，若軸向視野擴(kuò)大，SUV 會(huì)降低。因此，當(dāng)軸向視野較大時(shí)，需使用較大的圖像矩陣，否則很可能會(huì)使SUV 測量值偏低。然而，Lodge 等[30]的研究結(jié)果表明，矩陣的大小僅影響SUVmax，而對(duì)SUVpeak沒有太大的影響。也有研究者認(rèn)為，矩陣增大會(huì)使所有SUV 的測量值都增高，但對(duì)病變的量化沒有明顯影響[26]。因此，研究者們在矩陣增大使SUV 測量值增高這一結(jié)論上是一致的，但在其影響半定量分析的程度方面尚有爭議。此外，病灶在圖像矩陣中的位置不同也可能影響SUV 的測量值。如果病灶恰好在其中一個(gè)體素的中心，則可以記錄最高的SUVmax；如果病灶偏離中心位置，即使ROI 完全包含病變，測得的SUVmax也會(huì)偏低。

濾波：對(duì)于所有的平滑濾波器，SUVmax均隨著半峰全寬的增加而降低，降低程度與濾波器的類型有關(guān)。半峰全寬對(duì)SUVmax的影響因平滑濾波器的不同而異，需要根據(jù)平滑濾波器的類型選擇合適的半峰全寬。一般來說，高平滑濾波器需要較小的半峰全寬，而低平滑濾波器需要較大的半峰全寬[31]。平滑濾波器在降低圖像噪聲的同時(shí)也會(huì)降低圖像質(zhì)量，使SUVmax測量值降低[32]。因此，在實(shí)際工作中需要在圖像的質(zhì)量與半定量分析的準(zhǔn)確性之間進(jìn)行平衡。

現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展都是建立在一定的能源消耗的基礎(chǔ)之上的，隨著能源需求的不斷的增加，一些現(xiàn)有的常用資源已經(jīng)越來越少，為了改變這種狀況，亟需發(fā)展建設(shè)一些不消耗能源、無污染的清潔能源供應(yīng)。目前，水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電在這種形勢之下得到了充分的發(fā)展，并且，已經(jīng)證明了其前景和效果是非常好的，水力發(fā)電是目前來說最符合我國的國情也最為清潔的一種方式，不僅合理的利用了水流勢能，并且還有效減緩了我國的能源壓力，重視水力發(fā)電，保證供電質(zhì)量是我國水力發(fā)電的重要環(huán)節(jié)。

迭代和子集：迭代次數(shù)需要在圖像噪聲與分辨率之間進(jìn)行權(quán)衡。應(yīng)用較少次數(shù)迭代及較少子集數(shù)重建的圖像分辨率較低，SUV 的測量值也偏低，但是圖像的噪聲較小。若重建圖像的迭代次數(shù)及子集數(shù)增多，則SUV 測量值的準(zhǔn)確性提高，但是圖像的噪聲更高[29,33]。目前，臨床上應(yīng)用較多的為3次迭代，加以平滑處理來減少噪聲，這雖然降低了SUV 的測量準(zhǔn)確性，但是影響已經(jīng)相對(duì)較小，可以達(dá)到圖像分辨率較高的同時(shí)噪聲也較小。

總之，在臨床研究及隨訪過程中，應(yīng)盡可能使用相同的采集及重建參數(shù)。在臨床上，病灶越小，重建參數(shù)的變化對(duì)SUV 測量準(zhǔn)確性的影響越大。建議使用SUVpeak進(jìn)行量化，提高半定量分析的穩(wěn)定性。使用平滑處理可以在一定程度上降低SUV的變化程度，但是可能使SUVmax測量值偏低。

2.2.6 PET 掃描儀和劑量校準(zhǔn)器之間的相對(duì)校準(zhǔn)

PET 掃描儀和劑量校準(zhǔn)器通過注射入的放射性活度和測量的放射性活度將測量的計(jì)數(shù)校準(zhǔn)為真實(shí)的放射性活度，任何一環(huán)出現(xiàn)錯(cuò)誤均會(huì)影響SUV的測量準(zhǔn)確性，誤差可高達(dá)10%[34]。兩者的時(shí)鐘同步誤差也會(huì)影響SUV 的測量準(zhǔn)確性，這也被稱為SUV 測量的系統(tǒng)誤差。故保持劑量校準(zhǔn)器的校準(zhǔn)，并使PET 掃描儀與劑量校準(zhǔn)器時(shí)鐘同步是保證SUV 測量準(zhǔn)確性的重要方面。

2.2.7 ROI 的勾畫

2.2.8 CT 掃描期間使用的對(duì)比劑

研究者普遍認(rèn)為在PET/CT 掃描期間引入CT對(duì)比劑會(huì)高估衰減，從而導(dǎo)致SUV 測量值偏高。將經(jīng)平掃CT 校正的PET 圖像與經(jīng)增強(qiáng)CT 校正的PET 圖像進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，雖然組織中的SUVmean和SUVmax有變化，但是這對(duì)定性診斷沒有顯著影響[36]，故推薦在常規(guī)PET/CT 檢查中使用[37]。

2.2.9 注射點(diǎn)滲漏

注射過程中可能會(huì)發(fā)生藥物滲漏的現(xiàn)象，掃描視野中經(jīng)常不包含注射部位，這使藥物滲漏不易被發(fā)現(xiàn)。如果存在這種情況，可能會(huì)導(dǎo)致SUVmax測量值偏低。日常工作中要盡量避免這種情況，如果發(fā)現(xiàn)注射點(diǎn)滲漏應(yīng)進(jìn)行報(bào)告，避免應(yīng)用不準(zhǔn)確的SUV 測量值[38]。

3 小結(jié)與展望

本文回顧了18F-FDG PET/CT 的半定量研究，闡述了影響SUV 測量準(zhǔn)確性的各種因素，并針對(duì)這些因素提出了解決對(duì)策。在眾多因素中，很多是難以避免的，如SUV 分布標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的選擇、呼吸因素和重建的過程等，這些因素使SUV 在可視化和量化顯像劑的攝取方面有一定的局限性。新的PET 定量參數(shù)的出現(xiàn)為核醫(yī)學(xué)的發(fā)展開辟了新的道路，如目前應(yīng)用較多的參數(shù)顯像Patlak 模型，其通過參數(shù)Ki（即Patlak 斜率）直觀地反映放射性顯像劑的流入量或機(jī)體的攝取速率[39]，且與半定量分析參數(shù)SUV 相比，定量分析參數(shù)Ki 可以剔除本底攝取，識(shí)別出小病灶或其他低攝取的腫瘤組織等，對(duì)良惡性腫瘤的鑒別準(zhǔn)確率更高。無論是在研究中還是在臨床實(shí)踐中，影像學(xué)的量化指標(biāo)都可以幫助我們進(jìn)行客觀的比較，希望本文能為以后臨床工作的開展提供參考。圖像質(zhì)量與SUV 測量準(zhǔn)確性之間的平衡一直是研究的焦點(diǎn)，相關(guān)的討論也會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。

利益沖突 本研究由署名作者按以下貢獻(xiàn)聲明獨(dú)立開展，不.涉及任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明 隋秀莉負(fù)責(zé)文獻(xiàn)的收集與整理、綜述的選題與撰寫；石洪成負(fù)責(zé)綜述的審閱與修訂。