Assessment of Quantitative Analysis Methods for Lung F-18-Fluorodeoxyglucose PET

폐 종양 FDG PET 영상의 다양한 추적자 역학 분석 방법 개발과 유용성 고찰

Purpose: The purpose of this study was to assess the diagnostic accuracy of various quantitation methods using F-18-fluorodeoxyglucose (FDG) in patients with malignant or benign lung lesion. Materials and Methods: 22 patients (13 malignant including 5 bronchoalverolar cell cancer; 9 benign lesions including 1 hamartoma and 8 active inflammation) were studied after overnight fasting. We performed dynamic PET imaging for 56 min after injection of 370 MBq (10 mCi) of FDG. Standardized uptake values normalized to patient's body weight and plasma glucose concentration (SUVglu) were calculated. The uptake rate constant of FDG and glucose metabolic rate were quantified using Patlak graphical analysis (Kpat and MRpat), three compartment-five parameter model (K5p, MR5p), and six parameter model taking into account heterogeneity of tumor tissue (K6p, MR6p). Areas under receiver operating characteristic curves (ROC) were calculated for each method. Results: There was no significant difference of rate constant or glucose metabolic rate measured by various quantitation methods between malignant and benign lesions. The area under ROC curve were 0.73 for SUVglu, 0.66 for Kpat, 0.77 for MRpat, 0.71 for K5p, 0.73 for MR5p, 0.70 for K6p, and 0.78 for MR6p. No significant difference of area under the ROC curve between these methods was observed except the area between Kpat vs. MRpat (p<0.05). Conclusion: Quantitative methods did not improve diagnostic accuracy in comparison with nonkinetic methods. However, the clinical utility of these methods needs to be evaluated further in patients with low pretest likelihood of active inflammation or bronchoalveolar cell carcinoma.

목적 : 폐 FDG PET 동적영상을 분석하는 다양한 분석 방법을 개발하고 표준섭취계수, 패트랙 도표 분석법, 3구획 추적자 역학 모형(5매개변수 모형, 6매개변수 2관심영역 모형)으로 얻은 매개변수 값을 서로 비교, 분석하여 각 분석 방법들의 종양 진단 정확성과 유용성에 대해 고찰하였다. 대상 및 방법 : 22명의 폐종양 환자(9명: 양성 종양 환자(과오종: 1, 활동성 염증: 8), 13명: 악성 종양 환자(기관지 세포암: 5 포함))에게 약 370 MBq (10 mCi)의 FDG를 정맥 주사한 후, GE Advance 양전자방출단층촬영장치를 이용하여 56분 동안 PET 동적영상을 얻은 후, 감쇠보정하여 횡단면 영상을 얻었다. 환자의 몸무게와 혈장 포도당 농도로 규격화된 SUVglu를 계산하였으며, 패트랙 도표 분석법과 3구획 5매개변수 모형과 3구획 6매개변수 2관심영역 모형을 이용하여 FDG 섭취상수($K_{pat},\;K_{5p},\;K_{6p}$)와 당대사율($MR_{pat},\;MR_{5p},\;MR_{6p}$)을 구하였다. 다양한 분석 방법들로 얻은 매개변수들을 수신자판단특성곡선으로 분석하였으며 곡선 아래 면적을 구하였다. 결과: 다양한 분석방법으로 측정한 악성과 양성 병변의 섭취상수와 당대사율은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 각 방법으로 구한 수신자판단특성곡선 아래 면적은 다음과 같다: $SUVglu:\;0.73,\;K_{pat}:\;0.66,\;MR_{pat}:\;0.77,\;K_{5p}:\;0.71,\;MR_{5p},\;0.73,\;K_{6p}:\;0.70,\;MR_{6p}:\;0.78.\;K_{pat} $와 $MR_{pat}$의 곡선 아래 면적은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 결론: FDG PET 동적영상을 이용한 다양한 추적자 역학 분석 방법을 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 개발하였다. 표준섭취계수, 패트랙 도표 분석법, 3 구획 모형 분석법 둥에 의한 정략적 매개변수의 정확성은 유사헌 것으로 관찰되었다. 추적자 역학 분석 방법으로 얻어진 정량적 매개변수는 객관적 수치정보를 제공하므로써 FDG PET의 유용성을 증가시킬것으로 기대되며, 정량적 매개변수의 임상적 유용성을 밝히기 위해서는 활동성 염증, 과오종이나 기관지 세포암 확률이 낮은 환자군을 대상으로 한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.