短期血糖水平升高與18F-FDG PET/CT顯像異常肌肉攝取的關(guān)系

李原，郭昊，劉曉任，王茜

北京大學(xué)人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100044；*通信作者 王茜 wangqian20135@163.com

18F-FDG PET/CT顯像廣泛用于腫瘤、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及感染與炎癥性疾病的診治。作為一種基于葡萄糖代謝的檢查，18F-FDG PET/CT圖像質(zhì)量受血糖水平影響，當(dāng)受檢者血糖水平明顯升高時(shí)，可能導(dǎo)致肝臟、腦、肌肉、血池等多個(gè)組織器官生理性攝取改變[1-4]，其中肌肉異常攝取影像表現(xiàn)最明顯，因此FDG PET檢查前通常要求患者禁食、停止使用影響血糖的藥物[5]。正常人空腹血糖<6.1 mmol/L，但糖尿病患者病情控制不佳時(shí)，空腹血糖水平可高于此值。歐洲核醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)編寫的FDG PET/CT腫瘤顯像操作指南[6]建議對(duì)于科學(xué)研究病例空腹血糖應(yīng)控制在8.3 mmol/L以下，對(duì)臨床受檢者可放寬至11.0 mmol/L（約200 mg/dl），當(dāng)受檢者檢查前血糖水平>11.0 mmol/L時(shí)，歐洲核醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)指南及中華醫(yī)學(xué)會(huì)核醫(yī)學(xué)分會(huì)編寫的PET/CT臨床質(zhì)量控制與質(zhì)量保證的基本要求（2014版）[5-6]均建議重新預(yù)約檢查。然而在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，部分檢查前血糖>11.0 mmol/L的受檢者并無明顯圖像異常表現(xiàn)，但部分血糖介于8.3～11.0 mmol/L者也可能出現(xiàn)肌肉異常攝取，PET/CT檢查前血糖水平并不足以全面評(píng)價(jià)患者檢查前準(zhǔn)備效果，需要更有效的評(píng)價(jià)指標(biāo)。有研究報(bào)道血糖水平可以影響患者肝臟FDG攝取和PET/CT檢查圖像質(zhì)量[7]，但對(duì)于肌肉異常攝取相關(guān)報(bào)道少見[8]。為進(jìn)一步探討檢查前血糖升高受檢者的合理處置方式，本研究回顧性研究18F-FDG PET/CT檢查前出現(xiàn)空腹高血糖狀態(tài)患者的臨床及影像資料，分析血糖升高與肌肉異常18F-FDG攝取的關(guān)系，探討通過基線血糖測(cè)定與檢查前血糖測(cè)定評(píng)估血糖短期變化情況是否能夠更好地預(yù)測(cè)肌肉異常攝取。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性連續(xù)選取2019年1月—2020年6月在北京大學(xué)人民醫(yī)院行18F-FDG PET/CT顯像的3 917例受檢者，納入檢查當(dāng)日空腹血糖水平（blood glucose level，BGL檢查前）≥8.3 mmol/L（150 mg/ml）者124例（3.2%），排除存在檢查前運(yùn)動(dòng)、重體力勞動(dòng)、肌炎、血管炎、甲亢、胰島素注射等其他可造成肌肉異常攝取因素者，最終納入100例受檢者，男52例，女48例；年齡19～91歲，平均（62.1±14.4）歲。BGL檢查前≥11.0 mmol/L的受檢者均在檢查前與受檢者本人或主管醫(yī)師溝通，告知血糖較高可能影響檢查圖像質(zhì)量，經(jīng)患者或主管醫(yī)師理解并要求繼續(xù)當(dāng)日檢查后，按常規(guī)流程進(jìn)行18F-FDG PET/CT檢查。所有受檢者均可獲得檢查前3 d內(nèi)經(jīng)抽取靜脈血測(cè)定的基線空腹血糖水平（BGL基線）測(cè)定結(jié)果，檢查當(dāng)日患者空腹6 h以上，并采集指尖血測(cè)定BGL檢查前，計(jì)算血糖變化率（K），K=（BGL檢查前?BGL基線）/BGL基線×100%。

在同期受檢者中隨機(jī)抽取BGL檢查前≤6.1 mmol/L，且排除其他可能造成肌肉異常攝取因素的PET/CT受檢者100例作為對(duì)照組。本研究獲得北京大學(xué)人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 顯像方法 按5.55 MBq/kg靜脈注射18F-FDG（原子高科股份有限公司），60 min后使用GE Discovery VCT PET/CT成像儀行顱底至大腿中段PET/CT成像。PET掃描采用3D模式，每床位采集3 min，圖像經(jīng)過有序子集最大期望值法重建，矩陣128×128。CT參數(shù)：管電壓140 keV，管電流通過Smart CT系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定。經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后重建出三方位PET、CT及兩者的融合圖像，圖像層厚3.3 mm。

1.3 圖像分析 固定1名核醫(yī)學(xué)科主治醫(yī)師采用盲法閱讀PET/CT圖像，測(cè)定并記錄正常肝臟及縱隔血池的標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（standard uptake value，SUVmax）。將視野內(nèi)主要骨骼肌群分為雙側(cè)胸鎖乳突肌、肩部肌肉、頸椎旁肌肉、胸椎旁肌肉、腰椎旁肌肉、上臂肌肉、臀部肌肉及大腿肌肉16個(gè)區(qū)域，通過Advantage Workstation 4.4工作站勾畫3D ROI測(cè)量各區(qū)域肌肉的最大SUVmax值，當(dāng)肌肉SUVmax值高于縱隔血池SUVmax值時(shí)為異常，記錄每個(gè)受檢者異常肌肉攝取的區(qū)域數(shù)量，并以各區(qū)域中最大值作為該受檢者肌肉異常攝取SUVmax值。

1.4 數(shù)據(jù)分析 比較檢查前即時(shí)空腹血糖≥11.0 mmol/L的受檢者與血糖介于8.3～11.0 mmol/L的受檢者發(fā)生異常肌肉攝取的幾率、異常攝取區(qū)域數(shù)量及SUVmax值。分析BGL基線、BGL檢查前與肌肉異常攝取區(qū)域數(shù)、肌肉攝取SUVmax值的相關(guān)性。通過ROC曲線分析獲得的K值最佳截止點(diǎn)，并以此預(yù)測(cè)PET圖像出現(xiàn)異常肌肉攝取的診斷效能，并比較其與指南[5-6]推薦的BGL檢查前≥11.0 mmol/L標(biāo)準(zhǔn)診斷效能的差異。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0軟件，計(jì)量資料以±s表示，兩組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)；使用Spearman秩相關(guān)分析BGL檢查前與肌肉異常攝取區(qū)域數(shù)量的相關(guān)性；使用ROC曲線分析K值預(yù)測(cè)肌肉異常攝取的最佳截止點(diǎn)（Youden指數(shù)）；P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 血糖升高與肌肉異常攝取情況 100例血糖升高的受檢者血糖升高水平及肌肉異常攝取情況見表1。30例出現(xiàn)異常肌肉攝取者共檢出異常肌肉攝取187處，每位受檢者出現(xiàn)肌肉異常攝取1～16處，平均（6.2±5.0）處，多表現(xiàn)為沿肌肉走行的條、片狀放射線濃聚影，SUVmax值1.4～6.2，平均2.94±1.25。

表1 受檢者血糖升高水平及發(fā)生肌肉異常攝取情況[n（%）]

BGL檢查前≥11.0 mmol/L組出現(xiàn)肌肉異常攝取的幾率高于BGL檢查前8.3～11.0 mmol/L組，但兩組出現(xiàn)肌肉異常攝取的SUVmax值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.604，P=0.551）。100例對(duì)照組中，2例（2.0%）發(fā)現(xiàn)頸部肌肉異常攝取，BGL檢查前≥11.0 mmol/L組及BGL檢查前8.3～11.0 mmol/L組發(fā)生肌肉異常攝取比例均高于對(duì)照組。Spearman秩相關(guān)分析顯示，BGL檢查前與肌肉異常攝取區(qū)域數(shù)量存在相關(guān)性（r=0.503，P=0.002）。

2.2 血糖變化率對(duì)肌肉異常攝取的預(yù)測(cè) 本研究受檢者中，30例出現(xiàn)肌肉異常攝取受檢者的K值顯著高于70例無異常肌肉攝取者[（58.2±40.3）%比（1.7±22.9）%；t=7.181，P<0.001]（圖1、2）。ROC曲線（圖3）分析顯示，若以K值判斷有無異常肌肉攝取發(fā)生，其曲線下面積為0.920，最佳截止點(diǎn)為K≥20.0%，以此閾值預(yù)測(cè)PET/CT圖像出現(xiàn)異常肌肉攝取的敏感度、特異度、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值及準(zhǔn)確度分別為90.0%（27/30）、87.1%（61/70）、75.0%（27/36）、95.3%（61/64）和88.0%（88/100）。與BGL檢查前≥11.0 mmol/L方案比較，K值判定法的敏感度（90.0%比33.3%；χ2=18.049，P=0.000）、陰性預(yù)測(cè)值（95.3%比76.2%；χ2=8.715，P=0.003）和準(zhǔn)確度（88.0%比74.0%；χ2=6.368，P=0.012）均顯著高于指南方法，兩種方案的特異度（87.1%比91.4%；χ2=0.672，P=0.412）和陽性預(yù)測(cè)值（75.0%比62.5%；χ2=0.843，P=0.358）無顯著差異。

圖1 男，67歲，慢性化膿性膽囊炎。BGL基線5.5 mmol/L，BGL檢查前 10.8 mmol/L（K=96.4%）。18F-FDG PET/CT顯像示多部位可見沿肌肉走行的異常放射性濃聚（箭）

圖2 女，65歲，卵巢癌復(fù)發(fā)。BGL基線為19.6 mmol/L，BGL檢查前為14.5 mmol/L（K=?26.0%），18F-FDG PET/CT顯像未見異常肌肉攝取

圖3 K值診斷肌肉攝取的ROC曲線

3 討論

3.1 肌肉異常攝取FDG的機(jī)制 研究顯示胰島素與正常組織器官的18F-FDG代謝直接相關(guān)[9-10]。胰島素會(huì)增強(qiáng)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，同時(shí)胰島素會(huì)促使骨骼肌細(xì)胞質(zhì)中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-4轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜，以上多種機(jī)制導(dǎo)致高胰島素水平時(shí)骨骼肌對(duì)FDG攝取增加[11-12]。因此，當(dāng)患者空腹血糖水平升高時(shí)，易出現(xiàn)肌肉生理性攝取。

3.2 目前FDG PET/CT檢查前血糖要求及存在問題血糖升高導(dǎo)致的肌肉FDG攝取可能與一些肌肉病變（如肌肉內(nèi)腫瘤、肌炎、肌肉內(nèi)感染灶等）相混淆[2,13-14]，導(dǎo)致PET/CT診斷敏感度下降[14-16]。亦有研究報(bào)道肌肉過度攝取示蹤劑可能導(dǎo)致腫瘤病灶攝取明顯減低，甚至導(dǎo)致假陰性結(jié)果[17]。因此，在FDG PET/CT檢查前通常會(huì)測(cè)量受檢者的血糖水平，以避免血糖過高干擾診斷[18]。指南建議檢查前測(cè)定空腹血糖水平>11.0 mmol/L者重新安排檢查或取消預(yù)約[5-6]。但PET/CT顯像示蹤劑費(fèi)用昂貴，取消檢查可能會(huì)增加科室成本或患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此除預(yù)約時(shí)對(duì)患者準(zhǔn)備進(jìn)行充分告知外，亦需要一種預(yù)判血糖對(duì)圖像影響的方法。

3.3 通過血糖變化評(píng)估肌肉異常攝取的臨床意義PET檢查前維持受檢者低胰島素水平是防止肌肉過度攝取FDG的要點(diǎn)，但人體胰島素水平不易監(jiān)測(cè)。胰島素生物合成速度主要受血糖濃度變化影響，當(dāng)血糖水平升高時(shí)，胰島β細(xì)胞中胰島素原含量增加，胰島素合成加速[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，BGL檢查前>11.0 mmol/L時(shí)，其中56.4%的受檢者出現(xiàn)肌肉異常攝取，而BGL檢查前介于8.3～11.0 mmol/L的受檢者中亦有23.8%出現(xiàn)肌肉異常攝取，均明顯高于血糖正常者。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生肌肉異常攝取者血糖變化率明顯高于無肌肉異常攝取者，提示短期內(nèi)血糖升高會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)胰島素分泌上調(diào)，從而出現(xiàn)肌肉異常攝取。當(dāng)以K≥20%預(yù)測(cè)肌肉異常攝取的陰性預(yù)測(cè)值達(dá)95.3%，準(zhǔn)確度達(dá)88.0%，優(yōu)于指南中以檢查前血糖作為判定標(biāo)準(zhǔn)。既往有研究嘗試對(duì)糖尿病患者使用短效胰島素以減少肌肉等組織的異常攝取[8]，但注射胰島素后需要等待90 min以上方可注射18F-FDG進(jìn)行檢查；而本研究提示對(duì)于血糖升高但保持平穩(wěn)者，可直接進(jìn)行PET/CT檢查，從而減少時(shí)間成本和患者經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

3.4 研究局限性 既往研究顯示檢查前進(jìn)食碳水化合物比例可能與肌肉攝取有關(guān)[20]，由于本研究為回顧性研究，未對(duì)此因素進(jìn)行分析比較。但從機(jī)制分析，檢查前大量進(jìn)食碳水化合物是否造成血糖短期水平明顯升高，從而導(dǎo)致胰島素水平上調(diào)，引起肌肉異常攝取，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。此外，靜脈血與指尖血血糖測(cè)量方式的差異使測(cè)量結(jié)果可能存在一定差異，因此本研究的K值可能未完全反映真實(shí)的血糖變化率，但該偏差不會(huì)影響本研究結(jié)論或臨床實(shí)際應(yīng)用。另外，本研究樣本量不大，其中GLU檢查前≥11.0 mmol/L受檢者僅16例，結(jié)果中統(tǒng)計(jì)意義可能存在不足，有待更大樣本量研究進(jìn)一步證實(shí)。

總之，通過比較患者檢查近期基線空腹血糖及檢查前空腹血糖，可以更好地預(yù)測(cè)PET/CT顯像出現(xiàn)肌肉異常攝取的風(fēng)險(xiǎn)，推薦使用此方法以更好地優(yōu)化PET/CT檢查流程。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突