正电子发射断层扫描标准摄取值及其在肿瘤诊断中的应用进展*

*

正电子发射断层扫描标准摄取值及其在肿瘤诊断中的应用进展*

吴一田①耿建华①*

临床中PET-CT作为一种新型的非损伤性的诊断技术，能提供功能与解剖相结合的影像资料，现多用于肿瘤的诊疗。标准化摄取值(SUV)作为PET-CT中应用最为广泛的半定量分析指标，其对不同肿瘤良恶性鉴别诊断的界值将影响着最终的诊断结果、后续的治疗方案以及预后情况。对SUV的影响因素、校正方案以及利用SUV对不同肿瘤进行鉴别诊断的界值及其进展加以综述。尽管SUV对肿瘤的诊断没有公认的界值，但仍然是肿瘤诊断中重要的半定量指标。在临床工作中合理谨慎利用SUV进行诊断分析，可提高肿瘤诊断的灵敏度及特异度。

正电子发射断层摄影术；体层摄影术；标准摄取值；肿瘤

[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.

正电子发射断层扫描(positron emission tomography，PET)作为一种非损伤性影像诊断学技术，自20世纪90年代以来被广泛应用于临床中，显示了独特的价值。然而PET存在图像分辨差及解剖分辨不清等不足。利用融合技术将PET和CT两种设备整合在一起形成的PET-CT，弥补了PET的一些不足，对病灶定位及定性能力均得到了很大程度地提高。随着PET-CT设备及技术的发展，自2001年以来被广泛应用于临床各类疾病，尤其是肿瘤的诊断、分期、治疗评估及预后分析中，已逐渐取代了PET。定量分析是PET、PET-CT的独特优势，标准化摄取值(standardized uptake value，SUV)作为PET-CT临床及科学研究中应用最多的半定量分析指标，在肿瘤诊断中起着不可替代的重要作用。然而，目前对于其在鉴别肿瘤良恶性中的应用，还缺乏公认的诊断界值标准。

1 SUV基本概念及影响因素

1.1 SUV基本概念

SUV是PET常用的半定量指标，其定义为公式1：

SUV的单位为g/ml，SUV与病灶的放射性浓度成正比。公式中的分子部分可利用感兴趣区(region of interest，ROI)技术从PET图像中获得。SUV描述的是病灶处对放射性药物的摄取与全身平均摄取之比，能较客观地反映放射性药物在体内的代谢情况，也称体重SUV(SUVBW)。目前PET-CT主要应用于肿瘤诊疗中，PET使用的放射性药物主要为氟[18F]-氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)，但是SUV不只适用于肿瘤诊治及18F-FDG。

在SUV定义式(1)中，只考虑了人体体重，但同样体重的人，脂肪含量并不相同。而SUV的测量值又很大程度上受患者脂肪组织多少的影响，所以为了剔除脂肪组织对SUV的影响，目前有下述3种校正方法[1]。

(1)体表SUV(SUVBAS)。由体表面积(body surface area，BAS)校正所得到SUVBAS，称为体表面积SUV。SUVBAS计算为公式2：

SUVBAS的单位为1/cm。式中的体表面积MSA可由体重和身高计算获得，不同人种、不同性别及不同年龄的人体表面有不同的计算公式。

(2)瘦体重SUV(SUVLBM)。由瘦体重(无脂体重，lean body mass，LBM)校正所得到SUVLBM，称为瘦体重SUV。SUVLBM计算为公式3：

SUVLBM的单位与SUVBW相同。式中瘦体重LBM=体重－脂肪重量，有多种计算方法。瘦体重小于人体体重，因此SUVLBM小于SUVBW。

(3)体重指数SUV(SUVQI)。由Quetelet指数(quetelet index，QI)即体重指数(body mass index，BMI)校正所得到SUVQI，称为体重指数SUV。SUVQI的计算为公式4：

式中的Quetelet指数QI计算为公式5：

上述4种SUV(SUVBW、SUVBAS、SUVLBM、SUVQI)，其定义不同，且SUV之间无可比性。其中SUVBW应用最广，如无特殊说明通常SUV为SUVBW。有学者对4种SUV进行研究，发现SUVLBM与蛋白质合成率的相关性优于其他3种SUV。

1.2 SUV表述方式

SUV目前常用的表述方式有3种：病灶区域平均值(SUVmean)，病灶区域最大值(SUVmax)，SUVpeak(小区域1 cm3)SUV平均值的最大值。SUVmax操作简单，重复性好，不受勾画感兴趣区的影响；但对图像噪声敏感，只看一点，不及其余。SUVmean考虑了一区域的平均值，对图像噪声不敏感，但对勾画感兴趣区敏感。SUVmax和SUVmean均存在各自SUVpeak优缺点，其后有了SUVpeak，SUVpeak兼顾了上述两者的优点，其固定VOI的大小(1 cm3)，并且是小区域(1 cm3)平均值的最大值。使用PET实体肿瘤疗效评价标准(PET response evaluation criteria in solid tumor，PERCIST)对肿瘤进行疗效评估，一般使用SUV[2]。peak

1.3影响因素

1.3.1 ROI的勾画

由于部分容积效应，PET图像无确定的病灶大小，勾画病灶ROI的大小直接影响ROI中的SUV或像素计数的平均值。ROI越大，SUV越小。有学者对病灶ROI的勾画方法对定量值的影响进行了研究，得出对肺部病灶的SUV以病灶处最大值的70%为等高线来勾画ROI，诊断的准确度最高[3-4]。

1.3.2 病灶的大小

由于部分容积效应随病灶的减小而加重，因此对具有相同放射性浓度的病灶，病灶越小，图像上得到的SUV或计数较实际值越低[5]。

1.3.3 系统分辨率

正电子系统有限的分辨率是造成部分容积效应的根源，对大小和活度相同的病灶，由分辨率高的系统得到的SUV高于由分辨率低的系统得到的SUV。

1.3.4 重建算法

重建算法会影响系统分辨率，因此影响图像上病灶放射性浓度，使同一个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的定义式中，只考虑了人体体重，同样体重而不同高矮胖瘦的人体，对放射性药物的摄取并不同。如脂肪组织对18F-FDG的摄取很少，对于脂肪组织对SUV的影响，可以采用一定的矫正方法进行剔除；对于患有糖尿病的患者，血浆中血糖浓度过高，会使SUV降低。

1.3.6 肿瘤本身因素

如肿瘤大小，由于体积小的肿瘤在图像上部分容积效应大，从而造成SUV测量不准确；实体成分多的肿瘤，18F-FDG的摄取也相应较高；肿瘤的分化程度同样对18F-FDG的摄取有较大影响。

1.3.7 非肿瘤性摄取

虽然大多数肿瘤对18F-FDG高摄取，但是某些正常组织可生理性摄取18F-FDG，如扁桃体、喉肌、肝以及肾等。一些良性病变也呈现出对18F-FDG高摄取的特性，如感染或炎症、淋巴结的肉芽肿性病变以及骨愈合初期及退化或炎症性关节病会使骨及关节对18F-FDG高摄取。

1.3.8 摄取药物后的采集时间

组织对18F-FDG摄取是随时间所变化，因此在不同的时间扫描得到的SUV不同。有学者对乳腺癌SUV随时间的变化进行研究，其结果显示，在注射18F-FDG后12～75 min，病灶的SUV随时间线性增加，且增加的程度与SUV成正比，即病灶的SUV越高，在一定时间内SUV增值越大[8]。临床中常用延迟显像来区分肿瘤与其他良性病变FDG摄取。

1.3.9 其他影响因素

除上述因素外，许多其他因素也会影响SUV精度，如系统的性能、采集方式及衰减校正方法等，以及患者的准备状态和放射性药物的质量等，都对SUV有一定的影响。

2 SUV在肿瘤诊断中的应用及进展

在应用18F-FDG PET-CT图像进行肿瘤的鉴别诊断时，常利用以SUV作为工具的半定量分析法进行肿瘤良恶性的区分。恶性肿瘤的18F-FDG高摄取表现为SUV增高，在临床工作中，SUV＞2.5常高度提示病灶为恶性。然而，部分良性肿瘤可以表现为SUV增高；反之，不少恶性肿瘤的SUV却未见明显增高，造成了假阳性及假阴性诊断的出现，给临床的鉴别诊断工作带来不少困扰。一些学者经过大量的验证及经验累积，提出了适用于不同组织器官肿瘤的SUV界值。

2.1肺癌

鉴别原发于肺的肿瘤，过去对于SUV的界值比较统一，SUV＞2.5高度提示肿瘤为恶性。但近年来有不少学者通过统计分析表明，利用该界值进行鉴别诊断，特异性及准确性都不尽如人意，并提出大量不同建议。Garcia-Velloso等[9]对100例肺部疾病患者进行统计分析，结果表明，SUV以2.5作为界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为46%、97%和78%；SUV以2.0为界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为54%、97%和81%；SUV以1.5为界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为70%、95%和86%。Lee等[10]对271例肺部病灶进行统计分析，结果表明，SUV以4.0作为良恶性界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为70.4%、94.5%和80.1%。Zhao等[11]对175例肺部疾病患者进行研究统计，结果表明，SUV以2.0为界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为73.9%、68.3%和72.0%。Dabrowska等[12]对71例肺结节患者进行统计分析，结果表明，SUV以2.1作为界值进行诊断准确性最高，其诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为77%、92%和87.5%。Huang等[13]对50例肺结节的患者进行统计分析，结果表明，相对于常规扫描(药物注射后1 h)，延迟扫描(药物注射后3 h)可获得更好的诊断效果。SUV以5.44作为常规扫描的界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为84%、69%和80%，SUV以6.89作为延迟扫描的界值，其诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为84%、85%和84%。

2.2胰腺癌

胰腺癌作为一种消化道较常见的恶性肿瘤，其病死率居高不下，主要原因在于早期诊断率较低。近年来，PET-CT的应用为早期识别胰腺肿瘤的良恶性及治疗胰腺癌带来新契机[14]。然而，目前国内外对于胰腺良恶性肿瘤SUV界值尚未形成共识。Kauhanen等[15]对31例胰腺肿瘤患者进行18F-FDG PET-CT检查，结果表明，恶性病变的SUV显著高于良性者，SUV以3.6为界值，诊断的灵敏度、特异度分别为100%和88%。Roch等[16]搜集了67例疑诊胰腺癌的患者资料进行分析，结果表明，SUV以3.0为鉴别诊断的界值，诊断的灵敏度、特异度分别为61.5%和94.6%。Yoshioka等[17]通过对136例经其他影像检查发现胰腺肿瘤患者的研究，发现SUV以2.5为界值最为合适，其诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为92.2%，97.1%和93.4%。

2.3乳腺癌

乳腺癌是女性中最为高发的恶性肿瘤，其早期诊断主要依靠钼靶及X射线，但这两种检查诊断准确度均不尽人意。18F-FDG PET-CT显像对于乳腺病灶的诊断有较高的准确度，但目前对于其SUV鉴别良恶性的界值还未有明确结果。

2.4甲状腺癌

甲状腺癌是目前发病率逐年上升的恶性肿瘤之一，主要原因是甲状腺结节病发病率升高及甲状腺检查的不断普及有关，也与新的筛查项目18F-FDG PET-CT显像有关。18F-FDG PET-CT显像使甲状腺意外癌发现率明显升高，但对于采用何值进行良恶性的鉴别诊断，目前国内外学者分歧较大。Merten等[18]通过统计研究发现，SUV以5.0为界值，其诊断的阳性预测率及阴性预测率分别为20%及92%。Sager等[19]通过对23例患者的24个甲状腺冷结节进行统计分析，结果表明，SUV以2.5为界值，诊断的特异度及准确度分别为52.9%和62.5%。Jamsek等[20]对两个中心甲状腺结节患者的统计研究，结果表明，两个中心用以鉴别诊断良恶性的SUV界值并不相同，在卢布尔雅那大学医学中心(UMC)，SUV以5.4作为界值，灵敏度和特异度分别为76.9%和61.3%，而在卢布尔雅那肿瘤研究所(IO)，SUV以4.0作为界值最为合适，其诊断的灵敏度和特异度分别为66.7%和73.7%。Agrawal等[21]通过对147例意外发现甲状腺局灶代谢增高的患者进行研究统计，结果表明，SUV以9.1作为界值最为恰当，其诊断的灵敏度及特异度分别为81.6%和100%。Kim等[22]对192例甲状腺结节患者进行回顾性研究，结果表明，SUV以6.0为界值可获得最佳诊断效果，其诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为60.8%、96.8和70.2%。

2.5鼻咽癌

鼻咽癌好发于我国两广地区，早期诊断比较困难。目前常用于鼻咽癌的诊断方法为X射线计算机断层成像(tomography，X-ray computed，CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)。近年来，18F-FDG PET-CT由于敏感性及准确性较传统影像学方法更好，也开始在鼻咽癌的诊断中发挥重要作用[23]。陈蕾蕾等[24]对70例鼻咽癌患者进行统计分析，结果表明，SUV以2.5为界值，其诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为97.1%、86.7%和94.0%。

2.6卵巢恶性肿瘤

卵巢恶性肿瘤是常见的妇科恶性肿瘤之一，绝大部分为来源于上皮细胞即卵巢癌，少数为恶性畸胎瘤。由于卵巢处于盆腔深部，早期肿瘤体积小，多不伴有合并症，故大部分卵巢恶性肿瘤患者出现症状进行诊治时已处于中晚期。CA125(carbohydrate antigen，125)作为传统的上皮性卵巢恶性肿瘤标志物，在卵巢癌诊断方面其特异度差强人意。大多数卵巢恶性肿瘤对FDG摄取增高，因此采用18F-FDG PET-CT诊断卵巢恶性肿瘤，效果令人满意。Yokoyama等[25]对26例卵巢畸胎瘤患者进行研究统计，结果表明，SUV以3.6为鉴别良恶性的界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为100%、81%和 89%。郑容亮等[26]对68例卵巢病变的患者进行统计分析，结果表明，SUV以2.5作为界值，诊断的灵敏度、特异度及准确度分别为96.1%、76.5%和91.2%。Evangelista等[27]对125例患者进行研究，通过统计分析表明，SUV以4.0为界值能够正确判断肿瘤的良恶性，其诊断的及特异度分别为96%和74%。

3 结论

在以往的临床工作中，SUV＞2.5常作为诊断肿瘤良恶性的分界点，但近年来多项研究表明，不同器官的不同病理类型的肿瘤，统一使用这一标准并不合适，且目前SUV对肿瘤的鉴别诊断还没有公认的界值。应用中特别是涉及到比较研究中，应分析SUV值的各种影响因素，考虑SUV的可比性。在临床工作中，应综合考虑SUV值与其他影像学表现以及临床特点对病变进行良恶性鉴别诊断，把SUV值当作重要的参考指标而非唯一的鉴别诊断标准。合理谨慎利用SUV进行诊断分析，可提高诊断的灵敏度及特异度。

4 展望

上述研究结果表明，SUV值作为半定量分析指标来协助鉴别诊断肿瘤良恶性的价值已经非常明确，目前的主要问题在于其界值的确定，由于不同器官及不同病理类型的肿瘤对18F-FDG摄取程度不同，导致SUV不尽相同。希望在以后的科研工作中，能够根据上述特点对大量病例进行分组，逐组统计分析，从而得出适用于不同肿瘤的SUV界值，以更好地指导临床工作。

[1]陈盛祖.PET/CT技术原理及肿瘤学应用[M].人民军医出版社，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]陈英茂，耿建华，田嘉禾，等.PET显像部分容积效应的实验研究[J].中国医学影像技术，2004，20(1)：99-102.

[4]陈英茂，邵明哲，田嘉禾，等.正电子发射断层显像中感兴趣区选取及标准摄取值分界点的优化[J].中国医学影像技术，2004，20(6)：935-937.

[5]耿建华，陈英茂，田嘉禾，等.校正PET图像上病灶SUV值的研究[J].核电子学与探测技术，2009，29(4)：925-930.

[6]陈英茂，耿建华，田嘉禾，等.PET系统分辨率及影响因素的实验研究[J].中国医学影像技术，2004，20(5)：778-780.

[7]耿建华，陈英茂，陈盛祖，等.符合线路显像与PET显像中SUV的比较研究[J].中华核医学杂志，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]张晖，任刚，夏廷毅，等.18F-FDG PET/CT标准摄取值对胰腺癌螺旋断层调强放射治疗预后的评估[J].中国医学装备，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]梁颖，吴宁，耿建华，等.18F-FDG PET/CT评价鼻咽癌治疗后的肿瘤残留或复发[J].中国医学装备，2015，12(6)：66-69，70.

[24]陈蕾蕾，钱根年，赵春雷，等.18F-FDG PET/CT显像对原发性鼻咽癌的诊断价值[J].中国医疗设备，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]郑容亮，胡莹莹，张亚锐，等.18F-脱氧葡萄糖PET/ CT联合血清糖类抗原125、人附睾蛋白4检测诊断卵巢恶性肿瘤的价值[J].肿瘤影像学，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

国际科技合作项目(2009DFA32960)“PET/CT脑分子影像研究与应用平台及针灸中枢机理探索”；中国癌症基金会北京希望马拉松专项基金(LC2013A13和LC2016A02)“PET/CT的辐射剂量和图像质量的模型研究”和“PET/CT及SPECT、SPECT/CT受检者辐射剂量的研究”

①北京协和医学院 中国医学科学院肿瘤医院核医学科PET-CT中心 北京 100021

*通讯作者：gengjean@163.com

吴一田,女,(1992- ),硕士研究生。北京协和医学院 中国医学科学院肿瘤医院核医学科PET-CT中心，研究方向：核医学。