SUV质控课件

,PET SUV 的质量控制,陈盛祖 中国医学科学院肿瘤医,提纲,放射性核素的摄取 SUV定义及由来 SUV的表述方式 SUV感兴趣区的勾画 SUV的影响因素 18F-FDG PET SUV 质控,放射性核素的摄取,放射性核素或药物在体内组织或器官 中的沉积叫摄取 ( Uptake ) 靶器官的摄取用 T 表示(Target) 肿瘤组织的摄取用 T 表示(Tumor) 病变区域的摄取用 L 表示(Lesion) 本底的摄取用B 表示(Background) 正常区域摄取用N标示(Normal) 放射性核素摄取的原始单位是ROI中的计数,放射性核素的摄取比,放射性核素的摄取比(Uptake Ratio) 一般是指靶器官的摄取相对于本底摄取的比值 常用的放射性核素摄取比有: Target/Background (T/B) Tumor/background (T/B) Tumor/Normal (T/N) Lesion/Background (L/B) 放射性核素的摄取比是一个比值,无量纲,SUV定义,SUV: standard uptake value, 标准摄取值 肿瘤组织葡萄糖代谢摄取值 用体重和注射活度(单位体重活度)归一化SUV=病灶放射性活度(kBq/ml)/(注射剂量kBq/体重kg)=病灶放射性比活度/全身平均活度无量纲,分子/分母单位相同1ml 组织相当于1g组织,SUV释义和本质,SUV不是18F-FDG PET的专利, 它可用于任何的PET和SPECTSUV的本质是摄取,无分母是绝对摄取,有分母是相对摄取SUV的分母是一个常数(kBq/kg),是一个归一化因子SUV分母也可视为全身平均的均匀本底,它不受其它因素影响SUV分子是SUV值的核心,它要受许多因素影响SUV为半定量指标,可用于PET及SPECT半定量分析,SUV的由来,1. 葡萄糖代谢率,MRGLC = 2. 葡萄糖摄取率,Ki = 3. 标准摄取值SUV= 省去了与血浆浓度和时间的依赖,动态到静态采集,GLC,LC,Ki,C(T),T0 P(T)dt,C(T),QxD/BW,C(T),D/BW,SUV的表述方式:,SUVmean, SUVmax, SUVpeak SUVmean: 病灶区域平均值 SUVmax: 病灶区域最大值 SUVpeak: 小区域(1cm3) SUV平均值的最大值 病灶区域SUV直方图的最大值,SUV,50,25,37,12,0,1.5,2.5,3.5,4.0,3.0,2.0,SUV表示法和SUV -Peak,ROI,SUV 直方图,频率,1.5 2.5 2.7 3.0 2,2 1.9 2.4 3.04.1 2.2 1.4 3,22.3 3.0 2.8 2.42.9 1.8 2.01.5 3,2.0 2.6 3.02.4 3.53.0 2.9 2.5 1.9 1.5,1.82.3 2.9 3.24.0 4.0 4.0 3.9 3.5 2.7,1.21.9 2.3 3.0 3.9 3.84.0 3.93.0 2.4,1.8 2.0 2.83.3 4.0 3.7 2.92.6,2.4 3.02.9 3.5 2.8 2.3,2.3 2.43.0 2.1,SUVmax =4.0SUVmin =1.5SUVmean =2.72SUVpeak =2.75,SUV -Peak,ROI,1.5 2.5 2.7 3.0 2,2 1.9 2.4 3.04.1 2.2 1.4 3,22.3 3.0 2.8 2.42.9 1.8 2.01.5 3,2.0 2.6 3.02.4 3.53.0 2.9 2.5 1.9 1.5,1.82.3 2.9 3.24.0 4.0 4.0 3.9 3.5 2.7,1.21.9 2.3 3.0 3.9 3.84.0 3.93.0 2.4,1.8 2.0 2.83.3 4.0 3.7 2.92.6,2.4 3.02.9 3.5 2.8 2.3,2.3 2.43.0 2.1,2.7,2.9,2.4,2.5,2.3,2.45,2.8,2.6,2.55,2.75,2.63,SUV ( 1cm3 ) mean max,2.2,SUV Peak=2.9,如何使用SUVmax,SUVmax 操作简单,重复性好,不受勾画感兴趣区的影响 但SUVmax对图像噪声敏感,只看一点,不及其余 初次使用SUV, 用SUVmax 初步判断肿瘤良恶性,用SUVmax 同一病人前后比较,SUV变化大, 用SUVmax 感兴趣内SUV 离散性大,不宜用SUVmax易婧等: 用SUVmean, SUVmax研究肺腺癌各亚型SUV值. 结果:实体型高: SUVmax=17.14, SUVmean=13.23; 微小侵润型低: SUVmax=2.62,SUVmean=2.56.两者一致性很好.,如何使用SUVmean,SUVmean考虑了一区域的平均值, 对图像噪声不敏感但对感兴趣区敏感, 大的ROI或VOI 会增加部分容积效应, 从而降低SUVmean 对比分析,SUV变化小, 用SUVmean 计算糖哮解总量(TLG),用SUVmean 病灶区域内SUV 离散大, 用SUVmean计算本底或正常组织的SUV用SUVmean王娇等:用SUVmean研究脂肪肝,慢性肝炎,肝硬化及正常肝全肝SUV值. 脂肪肝大于正常肝,如何使用SUVpeak,SUVpeak 兼顾了上述两者的优点,克服了缺点. 它实质上是小区域 (1cm3 )平均值的最大值 在所有SUV表述中,SUVpeak 最精确 SUVpeak适用于科研, SUVpeak适用于肿瘤疗效评价和percist分析 SUVpeak适用于多中心研究,SUV与感兴趣区勾画,不同ROI 或VOI勾画法对SUV的影响,方法 SUVmax SUVmean SUVpeak SD 二维圆形 19.42 3.46 4.62 二维自动 19.42 8.48 5.06 三维球形 19.42 2.3 13.49 3.56 二维阈值40% 19.42 12.51 2.78 球形阈值40% 19.42 12.0 2.65 评价: 该病人较精确的SUV值应是13.49,如何勾画感兴趣区,计算SUVmax ,感兴趣区可任意勾画, 但要包围病灶 计算 SUVmean , 勾画感兴趣区要小于病灶, 用阈值法为好 计算 SUVpeak ,勾画感兴趣区要大于病灶, 任何方法均可,不同本底组织的SUVmax,肝脏(右肝) 纵膈(主动脉弓) 骨(椎体)病人1 1.9 1.3 1.7病人2 2.0 1.1 2.3病人3 2.0 1.2 1.7病人4 1.5 1.0 2.1病人5 2.1 1.2 2.2平 均 1.9 1.16 2.0,同一肺癌病人不同时期SUV比较,检查时间: 14-4-10 14-9-28 15-4-24肿块: SUVmax 39.6 3.7 1.8 SUVmean 22.3 1.5 1.2 SUVpeak 31.2 3.0 1.4肝右实质: SUVmax 2.6 3.5 3.6 SUVmean 1.2 2.7 2.7 SUVpeak 2.1 2.6 2.6,影响SUV的因素,生理因素:血浆浓度,肝肾功能,脂肪含量及摄取药物;药物质量,注射剂量大小及精度,注射-扫描时间间隔肿瘤本身:肿瘤大小(小肿瘤部分容积效应大),实体/侵润 分化好坏机器及重建:校正精度,迭代次数,空间分辨,软件校正,血浆中血糖浓度对SUV的影响,血浆中血糖浓度高,SUV降低 血糖浓度在正常范围内,SUV也会有差异 FDG摄取不受胰岛素影响,SUV也无影响 糖尿病人使用胰岛素影响FDG分布,肌肉摄取多 肿瘤摄取少,造成假阴性 可否用血糖去校正SUV?,血糖对SUV的影响和校正,血浆中血糖浓度高, SUV 低估 糖尿病人,血糖控制不好, SUV 偏低 空腹4小时再做 检查, 血糖控制在120mg/dl以下 同一病人,不同时间检查,血糖要调一致 例: 一病人 第一次检查血糖 =1.0 g/l SUV=5 第二次检查血糖 =0.7 g/l SUV=6 结论: SUV差异无意义,药物质量(18F-FDG) 对SUV的影响,18F-FDG标记率不高,游离18F多,骨摄取高 肿瘤摄取低, SUV下降 使用18F-FDG的厂家应相同 使用18F-FDG的批次和标记率应相同,药物(18F-FDG) 注射对SUV的影响,注射剂量的大小: 注射剂量大,随机符合大,SUV降低 注射剂量的精度: 注射器残留会低估SUV 注射后致扫描的时间: 时间间隔长,SUV会高估,SUV: 7.0-8.1,SUV: 11.3-14.2,18F-FDG 质量 SUV Value Decreased,仪器条件和重建算法对SUV的影响,部分容积效应(PVE): 低估SUV.小病灶PVE大;大ROI PVE大;好的空间分辨会降低PVE.重建算法: 高清HD和超高清HD-PET会使病灶SUV更接近真实值 迭代次数越多, 噪声抑制多, SUV更接近真实值 重建后平滑增加PVE,会低估SUV 校正源的精度/ 活度计与PET的交叉校正 均会影响SUV寿毅等:空间分辨及肿瘤增殖活性对肺转移结节SUV的影响.小于1cm3, 主要由PET/CT空间分辨决定;大于1cm3, 主要由肿瘤增殖活性决定.,SUV and L/B,SUV与L/B的关系,(L/B)/(A/W)=(L/ (A/W) /(B/(A/W) L/ (A/W )= SUV (L) B/ (A/W)= SUV (B) SUV(L/B) = SUV (L)/SUV (B),L/B 和 SUV 临床应用比较,病例L/BSUVmax诊断病例12.3 3.5 淋巴结转移病例22.4 4.1 放疗后鼻咽癌剩余灶病例34.7 5.9 鼻咽癌淋巴结转移病例4 2 .0 2.6 不确定病例5 4.0 4.9 NHL 病例6 2.7 3.9 卵巢癌转移灶,结 论,L/B 与 SUV正相关 L/B 数值比 SUV小? SUV(L/B)为病灶/本底比值的SUV SUV(L/B)受影响的因素比SUV(L) 少 怀疑SUV(L) 有问题时,可用SUV(L/B) 替代SUV(L) 潭辉等:用SUVmax(T)/SUV(N)max比值诊断肝细胞肝癌,如何发现SUV有问题,SUV与图像表现不符 SUV与疾病发展不符 SUV比正常情况偏高或偏低 本底SUV ( 如肝脏,大血管等)偏高,如何校正SUV,SUV精度校正: 18F 或正电子标准源 SUV值校正: PET热区模型 临床重复采集条件的一致性 使用SUV(L)/ SUV(B)替代SUV(L),病人重复采