短期血糖水平升高与18F-FDG PET/CT显像异常肌肉摄取的关系

李原，郭昊，刘晓任，王茜

北京大学人民医院核医学科，北京 100044；*通信作者 王茜 wangqian20135@163.com

18F-FDG PET/CT显像广泛用于肿瘤、心血管系统、神经系统及感染与炎症性疾病的诊治。作为一种基于葡萄糖代谢的检查，18F-FDG PET/CT图像质量受血糖水平影响，当受检者血糖水平明显升高时，可能导致肝脏、脑、肌肉、血池等多个组织器官生理性摄取改变[1-4]，其中肌肉异常摄取影像表现最明显，因此FDG PET检查前通常要求患者禁食、停止使用影响血糖的药物[5]。正常人空腹血糖<6.1 mmol/L，但糖尿病患者病情控制不佳时，空腹血糖水平可高于此值。欧洲核医学协会编写的FDG PET/CT肿瘤显像操作指南[6]建议对于科学研究病例空腹血糖应控制在8.3 mmol/L以下，对临床受检者可放宽至11.0 mmol/L（约200 mg/dl），当受检者检查前血糖水平>11.0 mmol/L时，欧洲核医学协会指南及中华医学会核医学分会编写的PET/CT临床质量控制与质量保证的基本要求（2014版）[5-6]均建议重新预约检查。然而在临床实践中发现，部分检查前血糖>11.0 mmol/L的受检者并无明显图像异常表现，但部分血糖介于8.3～11.0 mmol/L者也可能出现肌肉异常摄取，PET/CT检查前血糖水平并不足以全面评价患者检查前准备效果，需要更有效的评价指标。有研究报道血糖水平可以影响患者肝脏FDG摄取和PET/CT检查图像质量[7]，但对于肌肉异常摄取相关报道少见[8]。为进一步探讨检查前血糖升高受检者的合理处置方式，本研究回顾性研究18F-FDG PET/CT检查前出现空腹高血糖状态患者的临床及影像资料，分析血糖升高与肌肉异常18F-FDG摄取的关系，探讨通过基线血糖测定与检查前血糖测定评估血糖短期变化情况是否能够更好地预测肌肉异常摄取。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性连续选取2019年1月—2020年6月在北京大学人民医院行18F-FDG PET/CT显像的3 917例受检者，纳入检查当日空腹血糖水平（blood glucose level，BGL检查前）≥8.3 mmol/L（150 mg/ml）者124例（3.2%），排除存在检查前运动、重体力劳动、肌炎、血管炎、甲亢、胰岛素注射等其他可造成肌肉异常摄取因素者，最终纳入100例受检者，男52例，女48例；年龄19～91岁，平均（62.1±14.4）岁。BGL检查前≥11.0 mmol/L的受检者均在检查前与受检者本人或主管医师沟通，告知血糖较高可能影响检查图像质量，经患者或主管医师理解并要求继续当日检查后，按常规流程进行18F-FDG PET/CT检查。所有受检者均可获得检查前3 d内经抽取静脉血测定的基线空腹血糖水平（BGL基线）测定结果，检查当日患者空腹6 h以上，并采集指尖血测定BGL检查前，计算血糖变化率（K），K=（BGL检查前−BGL基线）/BGL基线×100%。

在同期受检者中随机抽取BGL检查前≤6.1 mmol/L，且排除其他可能造成肌肉异常摄取因素的PET/CT受检者100例作为对照组。本研究获得北京大学人民医院伦理委员会批准。

1.2 显像方法 按5.55 MBq/kg静脉注射18F-FDG（原子高科股份有限公司），60 min后使用GE Discovery VCT PET/CT成像仪行颅底至大腿中段PET/CT成像。PET扫描采用3D模式，每床位采集3 min，图像经过有序子集最大期望值法重建，矩阵128×128。CT参数：管电压140 keV，管电流通过Smart CT系统自动设定。经计算机处理后重建出三方位PET、CT及两者的融合图像，图像层厚3.3 mm。

1.3 图像分析 固定1名核医学科主治医师采用盲法阅读PET/CT图像，测定并记录正常肝脏及纵隔血池的标准化摄取值（standard uptake value，SUVmax）。将视野内主要骨骼肌群分为双侧胸锁乳突肌、肩部肌肉、颈椎旁肌肉、胸椎旁肌肉、腰椎旁肌肉、上臂肌肉、臀部肌肉及大腿肌肉16个区域，通过Advantage Workstation 4.4工作站勾画3D ROI测量各区域肌肉的最大SUVmax值，当肌肉SUVmax值高于纵隔血池SUVmax值时为异常，记录每个受检者异常肌肉摄取的区域数量，并以各区域中最大值作为该受检者肌肉异常摄取SUVmax值。

1.4 数据分析 比较检查前即时空腹血糖≥11.0 mmol/L的受检者与血糖介于8.3～11.0 mmol/L的受检者发生异常肌肉摄取的几率、异常摄取区域数量及SUVmax值。分析BGL基线、BGL检查前与肌肉异常摄取区域数、肌肉摄取SUVmax值的相关性。通过ROC曲线分析获得的K值最佳截止点，并以此预测PET图像出现异常肌肉摄取的诊断效能，并比较其与指南[5-6]推荐的BGL检查前≥11.0 mmol/L标准诊断效能的差异。

1.5 统计学分析 采用SPSS 16.0软件，计量资料以±s表示，两组比较采用独立样本t检验；计数资料比较采用χ2检验；使用Spearman秩相关分析BGL检查前与肌肉异常摄取区域数量的相关性；使用ROC曲线分析K值预测肌肉异常摄取的最佳截止点（Youden指数）；P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血糖升高与肌肉异常摄取情况 100例血糖升高的受检者血糖升高水平及肌肉异常摄取情况见表1。30例出现异常肌肉摄取者共检出异常肌肉摄取187处，每位受检者出现肌肉异常摄取1～16处，平均（6.2±5.0）处，多表现为沿肌肉走行的条、片状放射线浓聚影，SUVmax值1.4～6.2，平均2.94±1.25。

表1 受检者血糖升高水平及发生肌肉异常摄取情况[n（%）]

BGL检查前≥11.0 mmol/L组出现肌肉异常摄取的几率高于BGL检查前8.3～11.0 mmol/L组，但两组出现肌肉异常摄取的SUVmax值差异无统计学意义（t=0.604，P=0.551）。100例对照组中，2例（2.0%）发现颈部肌肉异常摄取，BGL检查前≥11.0 mmol/L组及BGL检查前8.3～11.0 mmol/L组发生肌肉异常摄取比例均高于对照组。Spearman秩相关分析显示，BGL检查前与肌肉异常摄取区域数量存在相关性（r=0.503，P=0.002）。

2.2 血糖变化率对肌肉异常摄取的预测 本研究受检者中，30例出现肌肉异常摄取受检者的K值显著高于70例无异常肌肉摄取者[（58.2±40.3）%比（1.7±22.9）%；t=7.181，P<0.001]（图1、2）。ROC曲线（图3）分析显示，若以K值判断有无异常肌肉摄取发生，其曲线下面积为0.920，最佳截止点为K≥20.0%，以此阈值预测PET/CT图像出现异常肌肉摄取的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度分别为90.0%（27/30）、87.1%（61/70）、75.0%（27/36）、95.3%（61/64）和88.0%（88/100）。与BGL检查前≥11.0 mmol/L方案比较，K值判定法的敏感度（90.0%比33.3%；χ2=18.049，P=0.000）、阴性预测值（95.3%比76.2%；χ2=8.715，P=0.003）和准确度（88.0%比74.0%；χ2=6.368，P=0.012）均显著高于指南方法，两种方案的特异度（87.1%比91.4%；χ2=0.672，P=0.412）和阳性预测值（75.0%比62.5%；χ2=0.843，P=0.358）无显著差异。

图1 男，67岁，慢性化脓性胆囊炎。BGL基线5.5 mmol/L，BGL检查前 10.8 mmol/L（K=96.4%）。18F-FDG PET/CT显像示多部位可见沿肌肉走行的异常放射性浓聚（箭）

图2 女，65岁，卵巢癌复发。BGL基线为19.6 mmol/L，BGL检查前为14.5 mmol/L（K=−26.0%），18F-FDG PET/CT显像未见异常肌肉摄取

图3 K值诊断肌肉摄取的ROC曲线

3 讨论

3.1 肌肉异常摄取FDG的机制 研究显示胰岛素与正常组织器官的18F-FDG代谢直接相关[9-10]。胰岛素会增强糖酵解通路中己糖激酶和6-磷酸果糖激酶的活性，提高骨骼肌糖酵解速率，同时胰岛素会促使骨骼肌细胞质中的葡萄糖转运蛋白-4转移至细胞膜，以上多种机制导致高胰岛素水平时骨骼肌对FDG摄取增加[11-12]。因此，当患者空腹血糖水平升高时，易出现肌肉生理性摄取。

3.2 目前FDG PET/CT检查前血糖要求及存在问题血糖升高导致的肌肉FDG摄取可能与一些肌肉病变（如肌肉内肿瘤、肌炎、肌肉内感染灶等）相混淆[2,13-14]，导致PET/CT诊断敏感度下降[14-16]。亦有研究报道肌肉过度摄取示踪剂可能导致肿瘤病灶摄取明显减低，甚至导致假阴性结果[17]。因此，在FDG PET/CT检查前通常会测量受检者的血糖水平，以避免血糖过高干扰诊断[18]。指南建议检查前测定空腹血糖水平>11.0 mmol/L者重新安排检查或取消预约[5-6]。但PET/CT显像示踪剂费用昂贵，取消检查可能会增加科室成本或患者经济负担，因此除预约时对患者准备进行充分告知外，亦需要一种预判血糖对图像影响的方法。

3.3 通过血糖变化评估肌肉异常摄取的临床意义PET检查前维持受检者低胰岛素水平是防止肌肉过度摄取FDG的要点，但人体胰岛素水平不易监测。胰岛素生物合成速度主要受血糖浓度变化影响，当血糖水平升高时，胰岛β细胞中胰岛素原含量增加，胰岛素合成加速[19]。本研究发现，BGL检查前>11.0 mmol/L时，其中56.4%的受检者出现肌肉异常摄取，而BGL检查前介于8.3～11.0 mmol/L的受检者中亦有23.8%出现肌肉异常摄取，均明显高于血糖正常者。同时本研究发现，发生肌肉异常摄取者血糖变化率明显高于无肌肉异常摄取者，提示短期内血糖升高会导致体内胰岛素分泌上调，从而出现肌肉异常摄取。当以K≥20%预测肌肉异常摄取的阴性预测值达95.3%，准确度达88.0%，优于指南中以检查前血糖作为判定标准。既往有研究尝试对糖尿病患者使用短效胰岛素以减少肌肉等组织的异常摄取[8]，但注射胰岛素后需要等待90 min以上方可注射18F-FDG进行检查；而本研究提示对于血糖升高但保持平稳者，可直接进行PET/CT检查，从而减少时间成本和患者经济费用。

3.4 研究局限性 既往研究显示检查前进食碳水化合物比例可能与肌肉摄取有关[20]，由于本研究为回顾性研究，未对此因素进行分析比较。但从机制分析，检查前大量进食碳水化合物是否造成血糖短期水平明显升高，从而导致胰岛素水平上调，引起肌肉异常摄取，有待进一步研究证实。此外，静脉血与指尖血血糖测量方式的差异使测量结果可能存在一定差异，因此本研究的K值可能未完全反映真实的血糖变化率，但该偏差不会影响本研究结论或临床实际应用。另外，本研究样本量不大，其中GLU检查前≥11.0 mmol/L受检者仅16例，结果中统计意义可能存在不足，有待更大样本量研究进一步证实。

总之，通过比较患者检查近期基线空腹血糖及检查前空腹血糖，可以更好地预测PET/CT显像出现肌肉异常摄取的风险，推荐使用此方法以更好地优化PET/CT检查流程。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突