2024-01-29 06:00

需要半定量的FDG PET/CT [18F]新的阈值来评估长轴视场扫描仪的大血管炎


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摘要。

目的

[18F]FDG PET/CT对大血管炎(LVV)的诊断是准确的。虽然目视解释目前被认为是足够的,但已经进行了几次尝试,将其与半定量评价结合起来。在这方面,有必要验证长轴视场(LAFOV)扫描仪的半定量参数的当前或新的阈值。

方法

我们回顾性评估了100例接受[18F]FDG LAFOV PET/CT的患者(50例LVV和50例对照组)。计算3个区(主动脉上[SA]、胸主动脉[TA]和主动脉下[IA])大血管的半定量参数(SUVmax和SUVmean)。数值也归一化到肝脏活性(SUVmax/L-SUVmax和SUVmax/L-SUVmean)。

结果

在50例诊断为LVV的患者中,38例(76%)SA血管受影响,42例(84%)TA血管受影响,26例(52%)IA血管受影响。肝归一化值的诊断准确率高于非归一化值(AUC总是≥0.90 vs. 0.74-0.89)。对于SA血管,SUVmax/L-SUVmax和SUVmax/L-SUVmean的最佳阈值分别为0.66和0.88;TA的SUVmax/L-SUVmax为1.0,SUVmax/L-SUVmean为1.30;最后,对于IA血管,SUVmax/L-SUVmax和SUVmax/L-SUVmean的最佳阈值分别为0.83和1.11。

结论

LAFOV [18F]FDG-PET/CT在LVV诊断中是准确的,但应考虑标准扫描仪的半定量参数阈值与文献报道不同。

介绍

18F-2-氟-2-脱氧-d-葡萄糖([18F]FDG)正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)在大血管炎(LVV)的诊断和随访中具有重要作用[1,2,3]。目前的指南建议对FDG PET进行目视评估[18F],并采用基于与肝脏摄取比较的标准化分级系统,其中血管摄取等于肝脏的被评为可能阳性(2级),摄取大于肝脏的被评为肯定阳性(3级)[4]。

虽然视觉解释是稳健的,如果读者是专家,半定量值已被建议,这可能有助于诊断工作,增加读者的信心。在最近的两篇文章中,大血管内的最大标准化摄取值(SUVmax)与肝脏内的平均SUV (L-SUVmean)之间的比值被认为是诊断LVV最准确的半定量参数。具体来说,主动脉上(SA)血管的诊断比例为1.0,胸主动脉(TA)和主动脉下(IA)血管的诊断比例为1.3,诊断效果最佳[5,6]。

然而,验证的半定量值及其阈值仅依赖于模拟PET扫描仪的研究。众所周知,半定量参数,尤其是SUVmax,在不同的扫描仪上可能会有很大的差异[7,8]。这对于新一代数字扫描仪(包括长轴视场(LAFOV) PET/CT系统)的研究至关重要。使用硅光电倍增管(SiPM)系统的数字系统部分克服了诸如血管壁等小结构的有限分辨率和较差的信号恢复[9]。与模拟系统相比,这种扫描仪提高了空间和时间分辨率[8,10],并在LVV评估的半定量评估中提高了影响阈值。

因此,我们旨在评估[18F]FDG LAFOV PET/CT中各种半定量参数的诊断准确性,并确定最准确的阈值。

材料与方法

患者人群

我们回顾性评估了自2020年11月开始接受[18F]FDG PET/CT诊断LVV的前50例最终临床诊断为LVV的患者。所有患者均被转诊以评估LVV的新诊断。没有患者接受治疗评估或随访已知LVV。LVV的最终诊断是在多学科背景下根据实验室结果、临床症状和影像学结果(超声和PET)达成的。在首次临床会诊后48小时内,所有患者在LAFOV PET/CT系统(Biograph Vision Quadra, Siemens Healthineers, Erlangen, Germany)上进行扫描,其中怀疑LVV。另外从肿瘤数据库中随机抽取50例患者作为对照组。为此,所有患者均无血管炎症状。排除淋巴瘤患者、寻找感染性或炎性病灶的患者以及正在接受单克隆抗体治疗的患者。

成像协议

患者在扫描前禁食至少6小时,血糖水平始终< 120 mg/dl (6.7 mmol/L)。静脉给予体重适应剂量[18F]FDG (3.0 MBq/kg) 60分钟后,在LAFOV PET/CT扫描仪上以单床位(头骨顶点至股骨中部)以列表模式获取图像10分钟。如前所述,使用高灵敏度模式(HS,最大环差为85)进行图像重建[10]。

采用飞行时间(TOF)点扩展函数(PSF)算法,4次迭代,5个子集,将全身PET图像三维重构为440 × 440 × 644矩阵,体素大小为1.65 × 1.65 × 1.65 mm3,缩放系数为1.0。采用高斯滤波器(2 mm FWHM)。对发射数据进行了随机、散射和衰减校正。使用非对比增强的低剂量CT图像进行衰减校正,相关参数也已发表[8]。

图像e估值

使用合适的工作站(Syngo)对图像进行视觉和半定量评估。通过德国埃尔兰根西门子健康工程公司mmonology)。通过人工在相关大血管的全直径周围放置40%等等高线的感兴趣体积(VOI),计算出相关大血管的半定量参数(分别为SUVmax、SUVmean和SUVpeak)。大血管分为三组:(1)SA血管:颞动脉、颈动脉、锁骨下动脉;(2)助教;(3) IA血管:腹主动脉、髂外/内动脉和股动脉。计算每组的数值,作为所有相关大血管单个值的平均值。

与以往的报道[5]一致,我们还计算了所有血管与肝脏的归一化值,即相关血管的SUVmax与肝脏的SUVmax (L-SUVmax)和肝脏的SUVmean (L-SUVmean)之比。为此,还通过在右叶健康肝组织中放置标准10 cm3的VOI来计算肝脏的这些半定量参数。通过在二尖瓣平面中心放置一个标准的2 × 2像素宽的VOI,还计算了血池(BP)归一化值。

统计分析

采用IBM SPSS (Version 28.0.1.1, IBM Corp. Armonk, NY, USA)进行统计分析。数据以mean±SD表示。有LVV和无LVV患者连续变量比较采用Mann-Whitney U检验。采用受试者-工作特征(ROC)曲线分析(95% CI)评估不同半定量参数的诊断准确性,并计算约登指数评估最佳阈值。P值< 0.05认为有统计学意义。


目录

摘要。
介绍
材料与方法
结果
讨论
结论
数据可用性
参考文献。

作者信息
道德声明







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结果

半定量参数

在50例被诊断为LVV的患者中,38例(76%)SA血管受影响,42例(84%)胸主动脉受影响,26例(52%)IA血管受影响。临床特征见表1。只有3例(6.0%)LVV仅累及一节段(2例累及颞动脉,1例累及左锁骨下动脉),而大多数患者累及多节段。所有半定量参数在LVV患者和无LVV患者之间均有显著差异(表2)。值得注意的是,LVV患者和无LVV患者之间的L-SUVmax也有差异(2.98±0.13 vs 3.32±0.14,p = 0.027),而L-SUVmean无差异(2.51±0.10 vs 2.32±0.09,p = 0.125)。

表1 LVV患者的临床特点
表2有无大血管炎(LVV)患者的年龄和半定量值。数据以均数±标准差提供。曲线下面积(AUC)为95% co置信区间(CI)

每例诊断准确率

ROC曲线分析显示,对肝脏归一化值(AUC始终≥0.90)的诊断准确率高于非归一化值(AUC 0.74-0.89,表2)。对肝脏归一化值计算最佳分离值,其ROC曲线如图1和图2所示。对于SA血管,SUVmax/L-SUVmax和SUVmax/L-SUVmean的最佳阈值分别为0.66和0.88;TA的SUVmax/L-SUVmax为1.0,SUVmax/L-SUVmean为1.30;最后,对于IA血管,SUVmax/L-SUVmax和SUVmax/L-SUVmean的最佳阈值分别为0.83和1.11。阈值及其敏感性和特异性见表3。血池归一化比例被证明不太准确(补充表)。

图1
figure 1

roc曲线分析相关血管对肝脏SUVmax (L-SUVmax)的标准化最大摄取值(SUVmax)。SA =主动脉上血管;TA =胸主动脉;IA =主动脉下血管

图2
figure 2

roc曲线分析相关血管的标准化最大摄取值(SUVmax)到肝脏的SUVmean (L-SUVmean)。SA =主动脉上血管;TA =胸主动脉;IA =主动脉下血管

表3具有灵敏度和特异性值的半定量值的最佳分离器

拉法夫PET迄今建议阈值的准确性

目前建议的阈值在应用于LAFOV PET成像时灵敏度较低,特异性略高。采用当前SA血管SUVmax/L-SUVmean = 1.0的阈值,敏感性为68%,特异性为90%(阈值为0.88,敏感性为86%,特异性为80%)。对IA血管采用SUVmax/L-SUVmean = 1.3的阈值,IA血管敏感性80%,特异性96%(阈值1.11,敏感性96%,特异性90%)。

讨论

虽然目前的指南建议仅在PET成像中进行LVV评估的视觉解释,但最近的证据表明,在临床实践中,半定量方法可能更可取。除了上述关于半定量参数能够帮助临床医生诊断LVV的报道[5,6]外,最近还提出了其他评分系统[11],也能够很好地区分LVV和动脉粥样硬化。

在这方面,值得注意的是,一项荟萃分析显示,以临床诊断为参考标准,视觉判读的综合灵敏度为良好但不优秀,在75.9 - 83.3%之间[12]。最近一项对64例疑似巨细胞动脉炎患者的前瞻性研究表明,在视觉分析中加入摄取强度可以提高诊断准确性,其中PET的敏感性为92%,特异性为85%[13]。

因此,尽管迄今为止仍没有足够的证据表明PET成像解释优于视觉解释,但在PET成像解释中进行半定量评估的理由很明确[3,14]。然而,另外两个问题出现了:(1)什么是最好的半定量参数,用哪个分离器?(2)半定量阈值是否有可能在不同的PET扫描仪之间不可互换?

我们的工作扩展了这一主题,证实了肝脏归一化半定量值比非归一化值产生更高的准确性,与先前的报道一致[5,6]。但与之前的研究相反,我们在这里证明了SUVmax/L-SUVmax和SUVmax/L-SUVmean在所有血管区域中都是等效的。此外,我们首次提供了使用LAFOV扫描仪的半定量PET诊断准确性的数据。

我们发现最好的分离器比传统的,模拟PET系统报道的要低。最可能的解释依赖于扫描仪的内在差异。在LAFOV PET上,与标准轴向视场扫描仪(SAFOV)相比,在注入后1小时进行10分钟采集可以降低背景噪声[15]。此外,利用LAFOV系统同时覆盖整个视场的所有重合点的优势,可以获得扫描仪灵敏度的增益。应该指出的是,数字系统与模拟系统的确切贡献,而不是LAFOF与SAFOV的确切贡献,无法阐明。

在使用LAFOV PET系统扫描患者时,应降低和更新文献中报道的阈值,以避免假阴性结果。应该承认,目前建立的SUVmax/ l - suv平均阈值为1.3对于累及胸主动脉的炎症是足够的。我们强烈建议使用标准化值,以避免[18F] fdg摄取的个体间差异。

综上所述,我们的结果似乎表明了半定量PET分析的互补作用。事实上,由有pet经验的核医学医生进行的包括视觉和半定量分析的全局扫描评估提供了很高的准确性[13],这可能反映了一个有经验的读者可以根据位置、[18F]FDG摄取模式(即弥漫性与局灶性)和可能的动脉粥样硬化的存在来权衡[18F]FDG摄取程度的影响[13]。

应该承认我们研究的一些局限性。首先,由于本研究的回顾性,我们对已经诊断为LVV的患者进行了评估,并将其结果与没有任何LVV临床和影像学征象的患者进行了比较。因此,对于有LVV临床症状但诊断不明确的患者,我们提出的阈值结论可能不完全适用于临床实践。需要注意的是,同样的限制也适用于先前使用模拟PET扫描仪的研究[5,6]。此外,患者的样本相对较少,需要进一步的前瞻性研究来精确定义。然而,我们研究的主要目的是强调在使用LAFOV PET时需要不同的阈值,这在核医学界的临床实践中具有重要意义。

还应该指出的是,我们不能排除在我们的人群中正在进行的类固醇治疗的不正确信息。这可能会影响我们的结果,因为糖皮质激素可能会降低[18F]FDG的摄取并掩盖随之而来的炎症。在这方面,最近的一项研究表明,在使用高剂量糖皮质激素3天后,FDG摄取减少[18F],但没有丧失诊断准确性,这只在治疗10天后发生[16]。在临床实践中,当出现严重的临床症状时,糖皮质激素治疗的开始往往不能延迟,因此可以想象,我们的一些患者在PET/CT时正在接受类固醇治疗。但考虑到PET总是在首次临床就诊后48小时内进行,患者服用药物超过3天的可能性极小。因此,对我们价值观的影响可以忽略不计。

多学科团队了解PET/CT结果,因为它们为患者管理提供了相关信息,这可能对诊断有影响。然而,该团队有丰富的临床经验,并在诊断工作结束时根据所有来源的广泛信息做出判断。尽管这一金标准可能会受到批评,但它仍然代表了一种常见的临床情况,其中不能进行活检,并且符合当前的建议[17]。最后,我们无法评估注射FDG后不同成像时间的影响[18F]。虽然有报道称,不同的时间会影响活动性血管炎的敏感性,并且对后期采集的敏感性更高[18],但我们的研究与之前的报道具有相同的注射后摄取期,其中建议了半定量PET的当前阈值。因此,我们的研究之间有充分的可比性,这在使用LAFOV-PET评估不同阈值的需求时提供了更多的可靠性。

结论

我们的结果证实了[18F]FDG-PET/CT在LVV诊断中的重要性。在这方面,LAVOF PET/CT可能由于降低背景噪声和提高空间/时间分辨率而提高诊断准确性,但应考虑半定量参数的不同阈值。当使用高灵敏度扫描仪时,前瞻性研究有必要在临床实践中实施新的参考值。

补充信息

以下是电子补充材料的链接。

补充文件1 (DOCX 12kb)