556 臨床技術 8 F-FDG PET/CT 検査における early delayed scanning を利用した肝臓の限局性病変と生理的集積の鑑別 論文受付 207 年 0 月 7 日 論文受理 208 年 3 月 2 日 Code No. 333 牛尾綾香 隅田博臣 高内孔明 永田 小林 2 靖 誠 粟井和夫 広島大学病院診療支援部画像診断部門 2 広島大学病院放射線治療科 3 広島大学病院放射線診断科 安部伸和 3 緒言肝転移診断における 2-deoxy-2-( 8 F) fluoro-dglucose ( 8 F-FDG) を使用した positron emission tomography(pet) 検査は, 病変検出の特異度が高く再発診断や転移部位の検索に利用されている ~5). 先行研究によると正確な肝転移診断には,early scan(60 min) に追加して delayed scan(20 min) を行う dualtime-point PET/computed tomography(ct) 検査 5) が有効とされており, 多くの悪性病変で delayed scan の standardized uptake value(suv) が緩やかな増加を示し, 肝転移と生理的集積の鑑別が可能とされている 5). しかし, 従来の delayed scan はいくつかの欠点があ Differentiation between Hepatic Focal Lesions and Heterogenous Physiological Accumulations by Early Delayed Scanning in 8 F-FDG PET/CT Examination Ayaka Ushio, * Komei Takauchi, Makoto Kobayashi, Nobukazu Abe, Hiroomi Sumida, Yasushi Nagata, 2 and Kazuo Awai 3 Department of Radiology, Hiroshima University Hospital 2 Department of Radiation Oncology, Hiroshima University Hospital 3 Department of Diagnostic Radiology, Hiroshima University Hospital Received October 7, 207; Revision accepted March 2, 208 Code No. 333 Summary Purpose: We examined whether early delayed scanning is useful for differentiation of liver lesion and heterogenous physiological accumulation in positron emission tomography (PET) examination. Methods: The subjects of the study were 33 patients with colorectal cancer who underwent PET examination and were added early delayed scanning to distinguish between liver lesions and heterogenous physiological accumulation to conventional early images. We placed same regions of interest (ROI) in the tumor and hepatic parenchyma for early delayed and conventional early images. Then, we measured SUVmax of the ROIs and calculated tumor to liver parenchyma uptake ratio (TLR). In addition, change rates between early and early delayed images were calculated for the SUVmax and TLR. Results: The receiver operating characterstic (ROC) analysis result of SUVmax showed the highest SUVmax change rate, and the ROC analysis result of TLR showed the highest early delayed scanning. The SUVmax of the lesions did not change between early scan and early delayed scanning (p=0.98), but it decreased significantly in the normal group (p<0.00). TLR of the lesion group was significantly increased (p<0.00) in early delayed images compared to early scan and TLR significantly decreased in the normal group (p<0.00). The AUC of the ROC curve showed the highest SUVmax change rate (0.99). Conclusion: Early delayed scanning could distinguish between liver lesions and heterogenous physiological accumulation in colon cancer patients. Key words: positron emission tomography/computed tomography(pet/ct), early delayed scanning, dual-timepoint PET/CT, hepatic focal lesions, maximum standardized untake value(suvmax) *Proceeding author
557 る.Delayed scan は,CT 撮影による放射線被ばくや, 撮影時間の延長による患者の身体的負担, 更に再撮影による患者の心理的不安を高める要因となりうる. また, 患者の再配置が必要なため, 術者の被ばく増加や検査スループットの遅延が生じる. 臨床においてこれらの欠点は, 検査を円滑に遂行するうえで妨げとなる. そこでわれわれは,early delayed scanning に着目した 6, 7).Early delayed scanning は early scan の直後に CT 撮影を行わず連続して必要な部位のみ PET を追加撮像する手法であり, 機器の進歩により可能となった. これらは, 大腸への生理的な集積と大腸がん原発巣の鑑別において有用とされており,delayed scan の代替となる可能性が示唆されている 6). 肝臓においても early delayed scanning が delayed scan の代替となれば, 患者の再配置や CT 撮影による追加の放射線被ばくがなく, 臨床現場で容易に実行することできる. 肝病変の個数や位置は, 患者の予後に関わる因子であり正確に描出しなければならない 8~4). 造影剤アレルギーや腎機能の低下により造影検査ができない患者に対しても PET 検査は可能であり, 安定した画像を提供できる 5, 6). 本研究の目的は, 肝臓の early delayed scanning を施行した大腸がん患者を retrospective に解析し, 肝病変と生理的集積の鑑別に有用であるかを調べ,delayed scan の代替となるか検討することである.. 方法 - 対象研究対象は平成 24 年 5 月から平成 26 年 3 月までに PET/CT 検査を施行し, 術後病理または内視鏡下生検にて大腸がんが確定した患者で,early scan において肝病変と生理的集積の鑑別が困難であった症例に対し,early delayed scanning を施行した 33 名 ( 男性 9 名, 女性 4 名, 中央値年齢 59.5 歳, 範囲 33-86 歳 ) とした. 肝病変と生理的集積の鑑別が困難であった症例は,PET 検査の撮影歴が 2 年と 5 年の診療放射線技師二人が合議で判断した. なお, 本症例データの研究使用に関しては, 個人情報の保護のために撮像データを匿名化し, 当施設の倫理委員会の承認 ( 第疫 -044 号 ) を得て実施した. 本研究で肝病変と生理的集積の鑑別が困難であった淡い限局的な集積を病変群と正常群に分類した. 病変群は PET 検査後 3 カ月以内に施行された他のモダリティ検査 (CT,magnetic resonance imaging: MRI) と, 次の PET/CT 検査の経過観察にて肝病変が指摘された集積とした. 正常群は PET 検査後に施行された他 のモダリティ検査 (CT,MRI) と, 次の PET/CT 検査の経過観察にて肝病変を疑う所見が指摘されず,6 カ月以上にわたり肝病変が指摘されなかった集積とした. 本研究では正常群の部位に認められた淡い 8 F- FDG の限局的な集積を生理的集積とした. -2 8 FDG PET/CT の撮影方法 -2- Early scan PET/CT 装置は Biograph mct( シーメンスヘルスケア株式会社 ) を使用した. 対象患者は薬剤投与前に 5 時間以上絶食し, 8 F-FDG( 平均投与量 :250.2±56. MBq) を静脈内投与した.Early scan は, 8 F-FDG を注射し平均 63.5±9.4 min( 範囲 :55-74 min) 後に頭部から鼠径部までの範囲を撮影した.CT 撮影条件は管電圧 :20 kvp, スライス厚 :3 mm, ピッチファクタ :.4,X 線管回転時間 :0.5 s であった. 肝臓領域における early scan の撮像時間は, 平均 2.4±0.4 min/ Bed( 範囲 :.5-5.8 min/bed) で, 投与量と体重により画質のばらつきを少なくするため,noise equivalent count density(necdensity) が患者間で一定となるように設定した 7, 8). PET 画像再構成条件は,Iterative+time of flight, Iterations: 3,Subsets: 2,Filter: Gaussian,Gaussian Filter の full width at half maximum: 6 mm,matrix size: 200 200, スライス厚 :3 mm とした. -2-2 Early delayed scanning Dual-time-point PET/CT 検査 6) の撮影プロトコルを Fig. に示す.Early delayed scanning の開始時間は, 8 F-FDG 投与後平均 80.5±7.0 min( 範囲 :7-99 min) であった.Early delayed scanning は, 8 F-FDG の減衰を考慮し early scan より十分に長い撮像時間とした ( 平均 5.5±.2 min/bed, 範囲 :3-0 min/bed). 画像再構成条件は early scan と同じ条件を使用した. -3 病変と生理的集積の解析すべての患者は,maximum standardized uptake value(suvmax) と2SUVmax 変化率および3 腫瘍対肝臓取り込み率 (tumor to liver uptake ratio: TLR) と 4TLR 変化率を,syngo MM Workplace( シーメンスヘルスケア株式会社 ) を使用して測定した. SUVmax は early scan で認められた肝臓の限局的な淡い集積と, 同部位の early delayed scanning に volume of interest (VOI) を設置して求めた. 2SUVmax 変化率は式 () に示す. Vol. 74 No. 6 Jun 208
558 Fig. Scanning protocol. Normal early scan is taken post 60 min and delay scan is performed post 20 min. Early delayed scanning is an inspection that performs PET imaging continuously after early scan. p.i.=post-injection 3TLR の算出方法は式 (2) と (3) に示す 3). () (2) (3) SUV lesion は肝病変を疑った部位の SUVmax であ る.SUV background は各患者における正常肝臓の SUV の平均値である 3). 正常肝臓の VOI は, 肝門部 や主要な血管系および病変を含まないように, なるべ く大きく描出した.4TLR 変化率は式 (4) に示す. (4) SUVmax と 2SUVmax 変化率および 3TLR と 4TLR 変化率は, 病変群と正常群のそれぞれで平均 値と標準偏差を求めた.SUVmax と 3TLR の平均 値を用いて,early scan と early delayed scanning で 対応ある 2 群の差の検定 (Paired t test と Wilcoxon signed-rank test) を行った.p<0.0 をもって有意差あ りとした. Receiver operating characterstic (ROC) 解析は SUVmax (early scan,early delayed scanning, 変化率 ) と TLR(early scan,early delayed scanning, 変化率 ) について解析し, それぞれの曲線下面積 (area under the curve: AUC) とカットオフ値を使用したときの検出率を算出し比較した. カットオフ値は, 左上隅から最も近い点を基準として設定した.ROC 解析は,Microsoft Excel アドオンソフトウエア ( 株式会社社会情報サービス社, エクセル統計 202) にて解析を行った. 2. 結果 2- 病変と生理的集積の判定結果 33 名の大腸がん患者に肝臓の early delayed scanning を行った結果, 合計 4 箇所に限局的な淡い肝臓集積を検出した.4 箇所の集積のうち他のモダリティおよび経過観察において合計 25 病変が確認された. 残りの 6 箇所の集積は経過観察で病変が確認されず, 生理的集積と判定した.Figure 2 に生理的集積と判定した症例と肝臓病変と判定した症例を示す. 2-2 SUVmax と TLR の平均値および変化率を用いた病変と生理的集積の鑑別 Early scan における肝臓の限局的な淡い集積と, 同部位の early delayed scanning に VOI を設置し, 得られた SUVmax と TLR の平均値および, それぞれの変化率を Table に示す. 病変群の SUVmax は early scan と early delayed scanning で変化なく (p=0.98), 正常群では有意に低下
559 a c e b d f Fig. 2 We show the case of whole body early scan of FDG PET/CT and early delayed scanning of liver after operation of colon cancer. PET image display was unified with SUV 0 5. A normal patient case was a 53-year-old male patient and a light accumulation observed in early scan was lost in early delayed scanning ( white arrow). Not recognize the subsequent the lesions in follow-up contrast CT, liver lesions is not observed even after a lapse of 4 years. A lesion patient case is a 52- year-old male patient and a light accumulation observed in early scan remained in early delayed scanning ( black arrow). Subsequent follow-up contrast CT showed suspected liver metastasis lesion. (a) Early scan of normal patient, (b) Early scan of lesion patient, (c) Early delayed scanning of normal patient, (d) Early delayed scanning of lesion patient, (e) Contrast-enhanced CT of normal patient in portal vein phase, (f) Contrast-enhanced CT of lesion patient in portal vein phase Table The mean values of the SUVmax and TLR of 4 liver hot spots (25 liver lesions, 6 normal) on the early whole-body PET/CT scan and early delayed scanning Early scan Early delayed scanning P-value Lesion group (n=25) SUVmax 3.6±.0 3.7±.4 0.98 a % change of SUVmax 3±8% TLR.8±0.36.9±0.5 <0.00 b % change of TLR 7±9% Normal group (n=6) SUVmax 2.9±0.4 2.5±0.35 <0.00 a a Paired t-test b Wilcoxon signed-rank test % change of SUVmax -5±6% TLR.4±0.4.2±0.08 <0.00 b % change of TLR -3±7% Vol. 74 No. 6 Jun 208
560 a b Fig. 3 ROC curve. (a) ROC curve using SUVmax (early scan, early delayed scan and % change of early to early delayed) (b) ROC curve using TLR (early scan, early delayed scan and % change of early to early delayed) Table 2 The detection rate and area under the ROC curve (AUC) of various parameters of dualtime-point FDG PET for the detection of liver lesion Parameter Cutoff value Detection rate (%) AUC SUVmax (early scan) 3.7 64 0.724 SUVmax (early delayed scanning) 2.92 76 0.873 TLR (early scan).37 92 0.868 TLR (early delayed scanning).42 88 0.993 % change of SUVmax -5.8 96 0.995 % change of TLR -2.62 92 0.983 した (p<0.00).3 病変群の TLR は early scan と early delayed scanning で有意に上昇し (p<0.00), 正常群では有意に低下した (p<0.00).2 病変群の 22 名に確認された 25 病変では,early scan と比較して 5 の病変 (60.0%) が early delayed scanning で SUVmax の不変もしくは増加を示した ( 平均変化率 :+3.2± 7.7%).0 病変 (40.0%) は SUVmax の減少を示した ( 平均変化率 :-5.5±5.9%).4TLR の評価では,9 病変 (76.0%) で TLR の増加を示し ( 平均変化率 :+7.0± 8.9%),6 病変 (24.0%) で TLR の減少を示した ( 平均変化率 :-3.4±7.5%). これらの六つの病変は SUVmax も減少を示した. 生理的集積と判定された 6 箇所の集積は,early delayed scanning において early scan と比較して全例で SUVmax および TLR の減少を示した. 2-3 ROC 解析 Early scan と early delayed scanning における SUVmax と TLR および, それぞれの変化率を用いた ROC 曲線を Fig. 3 に示す.ROC 曲線の AUC とカットオフ値および, カットオフ値を使用したときの検出率を Table 2 に示す.Table 2 の AUC は SUVmax 変化率が最も高い値を示し, カットオフ値が-5.8 のときに,25 の病変のうち 24 病変を検出した. 正常群はカットオフ値を使用した場合に,SUVmax 変化率と TLR 変化率および TLR の early delayed scanning において 00% の精度で生理的集積と鑑別できた. 3. 考察病変と生理的集積との鑑別には, カットオフ値を用いた SUVmax 変化率が最も病変検出率が高い結果を示した.SUVmax 変化率は検出率が 96%,AUC が
56 0.995 と最も高く, 測定方法も簡便である.SUVmax 変化率のカットオフ値が-5.8% であったことから, -5.8% より高い集積を病変群,-5.8% より低い集積を正常群とし, 簡易的に病変と生理的集積を鑑別することができると考えられる. ただし,25 病変中の 病変は SUVmax 変化率のカットオフ値未満となった. この症例は Couinaud の肝区域で segment 8 に病変がみられ,early scan と early delayed scanning の病変形態が異なっていた. これは呼吸性移動の影響が他の症例よりも大きかったためと考えられる 9, 20). この症例のように呼吸性移動により正確な SUV を得られない症例では, 呼吸同期撮像などの工夫が必要と考えられる. また, カットオフ値は機器や再構成条件, 撮影方法などにより変化することが予想され, 施設ごとに求める必要があると考えられる. 病変群の SUVmax は,early scan と early delayed scanning で変化なしまたは上昇を示した. これは metabolic trapping による集積更新を反映した結果と考えられる 5). 正常群の SUVmax は,early scan と early delayed scanning でいずれも低下した. これは early delayed scanning が early scan より撮像時間が十分に長いため, 生理的集積の不均一性が改善されたと考えられる 2~23). 肝転移における early scan と delayed scan を比較した先行論文 5) では,delayed scan の TLR が AUC: 0.964 を示し, 本研究の early delayed scanning の TLR は AUC: 0.993 と近い値を示した. 同様に dualtime-point PET/CT における SUVmax と TLR の変化傾向も一致した. これらのことから early delayed scanning は delayed scan と類似した傾向を有していると考えられる.Miyake ら 6) は大腸において early scan,early delayed scanning および delayed scan の比較を行い, 生理的集積と病変の鑑別に early delayed scanning が効果的であったと報告している. しかし,delayed 撮影の方が early delayed scanning より有用であり, すべての症例で early delayed scanning が delayed 撮影の代替とはなりえないとしている. Miyake ら 6) は, 集積が減少または消失した場合は生理的集積と判断できるため,delayed scan を必要としないとしており, 本研究においても同様に集積が消失した場合には,delayed scan を省略できると考えられる. 本研究の limitation は,early scan で肝臓に限局的な淡い集積があると判断されたものだけを対象としているため, 検査を担当した診療放射線技師または PET 専門医の主観が含まれており, 肝転移における early scan と delayed scan を比較した先行論文と単純比較するには限界があると考えられる 5). 加えて, 本研究において肝病変であった症例に対しては delayed scan を行っていないため肝臓 early delayed scanning のみでは評価困難な可能性もある. 過去の文献によると悪性病変では early scan より delayed scan で SUVmax が増加し, 良性病変は減少の傾向にあると報告されている 24~3). したがって,early delayed scanning において集積が残存した場合は肝病変である可能性が示唆されるため,delayed scan も考慮する必要がある. 4. 結語 Early delayed scanning は大腸がん患者における肝病変と生理的集積を鑑別できる可能性が示唆された. SUVmax 変化率を用いることで生理的集積と判断された場合では,delayed scan を省略することができ, delayed 撮影時の CT による被ばくを低減できる. 肝病変と生理的集積の鑑別には,early delayed scanning が有用である. 参考文献 ) Selzner M, Hany TF, Wildbrett P, et al. Does the novel PET/CT imaging modality impact on the treatment of patients with metastatic colorectal cancer of the liver? Ann Surg 2004; 240 (6): 027-034; discussion 035-036. 2) Rappeport ED, Loft A, Berthelsen AK, et al. Contrastenhanced FDG-PET/CT vs. SPIO-enhanced MRI vs. FDG- PET vs. CT in patients with liver metastases from colorectal cancer: a prospective study with intraoperative confirmation. Acta Radiol 2007; 48(4): 369-378. 3) Kuker RA, Mesoloras G, Gulec SA. Optimization of FDG- PET/CT imaging protocol for evaluation of patients with primary and metastatic liver disease. Int Semin Surg Oncol 2007; 4: 7. 4) Arena V, Skanjeti A, Casoni R, et al. Dual-phase FDG-PET: delayed acquisition improves hepatic detectability of pathological uptake. Radiol Med 2008; 3(6): 875-886. 5) Lee JW, Kim SK, Lee SM, et al. Detection of hepatic metastases using dual-time-point FDG PET/CT scans in patients with colorectal cancer. Mol Imaging Biol 20; 3(3): 565-572. 6) Miyake KK, Nakamoto Y, Togashi K. Dual-time-point 8F- FDG PET/CT in patients with colorectal cancer: clinical value of early delayed scanning. Ann Nucl Med 202; 26(6): 492-500. 7) Chen YM, Huang G, Sun XG, et al. Optimizing delayed scan time for FDG PET: comparison of the early and late delayed Vol. 74 No. 6 Jun 208
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