血糖浓度对心脑生理性摄取的影响

血糖浓度对心脑生理性摄取的影响

张云1刘春海2冯小伟2栗瑞敏2陈永杰3杜

DOI：10.7504/nk2016010203中图分类号：692文献标识码：A

摘要：目的探讨血糖浓度对PET/CT检查中心脑生理性摄取影响的临床应用价值。方法回顾性分析2012年12月至2014年2月在行PET/CT检查的患者或体检者，排除患有心脏及脑部恶性肿瘤、严重心功能不全及弥漫性脑梗等疾病，影响心肌及脑组织正常摄取者。入选共225名检测者，以血糖浓度不同分三组：血糖正常组、血糖稍高组、血糖较高组。分别观察各组心脏与脑组织的PET图像，并对其SUVmax值进行测量，根据图像质量及摄取程度分为0~3四个等级，最后进行两两组间对比。结果血糖较高组心肌的各个级别的比例与其它两组比较P<0.05，具有统计学意义。随着血糖水平的降低，心肌显影比例升高。血糖正常组心肌显影2级、3级的比例明显高于其他两组。而脑组织对18F-FDG的摄取值与血糖值呈反比，血糖正常组>血糖偏高组>血糖较高组，且与其他两组比较P<0.05，具有统计学意义。结论空腹血糖浓度对人体心肌或脑组织的显像或生理性摄取SUVmax产生了一定影响，了解这些生理性摄取显像规律变化，认真做好l8F-FDGPET/CT检查前的准备，可为核医学影像医师阅片提供更为详尽信息，保证了图像质量，有利于提高临床诊断的准确性。

关键词：血糖生理性摄取最大标准摄取值阈值肿瘤

Theinfluenceofbloodglucoseconcentrationofcardio-cerebralphysiologicaluptake

ZHANGYun，LIUChun-hai，FENGXiao-wei，LIRei-min，CHENYong-jie，DUWen-xia

【Abstract】ObjectiveToexploretheclinicalapplicationofbloodglucoseconcentrationeffectoncardio-cerebralphysiologicaluptakevalue.MethodsRetrospectiveanalysisfromDecember2012toFebruary2014inhospital，LinePET/CTinpatientsorsubjectswereexamined，Exclusioncriteria:Sufferingfromheartandbraintumor，severecardiacinsufficiencyanddiffusediseasessuchascerebralinfarction，myocardialandbrainnormalintakeisnotrecordedinthegroup.Thestudyof225cases，totheleveloffastingbloodglucosepidedintothreegroups:Normalbloodglucosegroup、Higherbloodglucosegroup、Highglucosegroup.Observedandmeasuredtheheartandbrainphysiologyof18F-FDGuptakeintheimageandSUVmaxvalueswerecompared.ResultsInthefastingbloodglucoselevelunderdifferentmyocardialimaging，alllevelsofhigherconcentrationratioofthegroupwithothertwogroupsP<0.05，statisticallysignificant.Withthedecreaseinbloodglucoselevels，increasedtheproportionofcardiacdevelopment，normalcardiacdevelopmentLevel2，Level3percentagesignificantlyhigherthantheothertwogroups;Thebrainuptakevaluesandthebloodglucoselevelisinverselyproportionalto18F-FDG，higherbrainglucoseuptakeSUVmaxsetminimumvalueof18F-FDG(theothertwogroupsP<0.05，statisticallysignificant)，highestfastingglucosenormal，normalbloodglucose>highbloodsugargroup>highbloodglucosegroup.ConclusionsFastingplasmaglucoseconcentrationonhumanmyocardialandbrainimagingorphysiologicaluptakeSUVmaxproducedacertaininfluence，understandthephysiologicaluptakeimagingrulechange，earnestlyl8F-FDGPET/CTexaminationpreparation，fornuclearmedicalimagingreadertoprovidemoredetailedinformation，toensuretheimagequality，toimprovetheaccuracyofclinicaldiagnosis.

【Keywords】Glu；Physiologicaluptake;SUVmax；Thethreshold；Tumoro

正电子发射断层显像/X线计算机断层扫描(PET/CT)是目前全球最高端的影像设备之一，是分子代谢与断层解剖的结合，其利用示踪剂18F-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG）在人体各个器官、组织中分布的不同来显像[1]，提高了肿瘤良恶性诊断率，同时18F-FDGPET/CT检测对心肌存活、中枢神经系统疾病等的临床研究中有着较高的应用价值。SUVmax作为的临床诊断中常用的影像半定量分析方法简便快捷，可以反映肌体组织葡萄糖代谢率，但有很多因素影响其摄取值，血糖升高会影响组织或器官对18F-FDG的摄取，使之产生检测结果的差异，[2]。本次主要研究在不同空腹血糖浓度水平下左心室壁及脑组织对18F-FDG生理性摄取（SUVmax）的变化规律，为进一步解析18F-FDGPET/CT图像信息提供更多地帮助。

一、资料与方法

回顾性分析2012年12月至2014年2月在外院行PET/CT检查的患者或体检者，排除标准:患有心脏及脑部恶性肿瘤、严重心功能不全及弥漫性脑梗等疾病者，影响心肌及脑组织正常摄取者不记入组。入选共225名检测者，以血糖浓度不同分三组：正常组（3.9-6.1）：69例（男42、女27）、稍高组（6.2-9.0）：105例（男66、女39）、较高组（≥9.1）：51例（男30、女21），三组患者基础临床资料一般性比较，P>0.05，差异无统计学意义，具有可比性，见表1。

2.1PET/CT图像采集

显像仪器为荷兰飞利浦公司生产的GEMINITF64PET/CT仪，全部患者显像前均禁食6小时以上，手背静脉建立通道，静滴生理盐水，显像剂18F-FDG按0.10mCi/kg左右剂量入壶，其放化纯度≥95%，静滴约10min后嘱患者少量饮水，安排光线稍暗房间安静坐位或仰卧位休息，约50min左右，要求检测者排尿，并立即饮水约300-700ml，充分扩张胃部后行PET/CT全身检查。扫描范围由颅底至股骨上端，共约6~8个床位，首先进行体部显像，要求患者平躺，双手上举，置于头部两侧，按每床位1.5min扫描，之后进行头部显像，每床位3.5min扫描，要求患者双手交叉置于腹部，CT设置条件：电压120kV、电流110mA、层厚5mm，采集结束，同机自动在CT同一扫描范围进行PET数据采集，嘱患者放松，均匀平静呼吸，使PET显像与CT图像匹配，软件自动利用CT数据对PET数据进行衰减校正，并把PET显像与CT图像进行重建和融合。由影像医师根据病灶勾画ROI后，由工作站软件计算最大化标准摄取值SUVmax。

2.2空腹血糖检测

血液采集：在注射示踪剂18F-FDG前，用不加抗凝剂的红管或黄管采集静脉血约3ml左右。送检：由我院检验科专业人员接收操作，室温放置约1小时左右，3500转/分钟离心，提取血清，使用DIRUIc8400B全自动生化分析仪进行检测，由该自动生化仪检测空腹血糖值，其线性范围为0～30mmol/L。空腹血糖正常参考值范围：3．90～6．10mmol/L；偏高值：6.20～9.00mmol/L；较高值：≥9.10mmol/L

表1两组基础资料一般性比较（`X±s）

二、方法

2.3PET/CT图像分析方法

由2位及以上有经验的PET/CT核医学诊断医师共同阅片，肉眼评价左心室壁对18F—FDG摄取图像进行分级，PET图像质量分为4个等级［3］。0级，无明显放射性摄取（血池影本底相似）；1级，轻度放射性浓聚(高于血池显影或部分心肌)摄取；2级，中度放射性浓聚：摄取且显像基本清晰，但不（稍欠）均匀；3级，重度放射性浓聚为摄取且显像清晰均匀（如图表1）。脑组织生理性最大化标准摄取值SUVmax(standardizeduptakevalue)，由核医学影像医师由顶叶至颅底逐层勾画ROI，由工作站软件自动计算脑部各层SUVmax值。

A：0级，血池影本底相似；B：1级，高于血池或部分心肌显影；C：2级，摄取且显像基本清晰，但欠均匀；D：3级，摄取且显像清晰均匀。

2.4统计学方法

选择SPSS18.0软件进行数据分析，计量数据采用均数±标准差（`X±s）表示，采用t检验，计数资料比较采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

三、结果

3.1本次研究共225例PET/CT检测者，左心室壁显像的图像质量4个等级按血糖浓度高低分三组，对心肌显像的每一等级例数在各组中所占比例进行比较，结果见表2：

表2三组心肌结果比较（%）

*：表示与其它两组比较P<0.05

3.2本次研究共225例PET/CT检测者结果，对脑部生理性摄取18F-FDG的SUVmax数值按空腹血糖浓度高低分三组，各组的平均SUVmax（`X±s）数值见表3，脑部摄取显示小脑、枕叶皮质SUVmax较高，基底节区次之，额顶聂叶较低。

三、讨论

l8F-FDGPET/CT检测临床应用日益广泛，其对肿瘤病灶的良恶性诊断、分期及预后评价等多方面优势明显，熟悉和掌握人体器官对18F-FDG生理性摄取的形态、特征及规律对于正确诊断肿瘤的良恶性非常重要，人体各个器官代谢水平的不同，导致了18F-FDG摄取程度上的差异。肌体组织摄取18F-FDG示踪剂的半定量指标SUV，由肌体质量及注射剂量不同引起的正常组织器官或病灶放射活度差异可以被消除，SUVmax受部分容积效应的影响很小，且不受ROI形状、技术水平和大小的影响[4]，但影响肌体组织或病灶对18F-FDG摄取的因素较多，有研究显示随着血糖水平的升高，会降低肿瘤病灶的SUVmax值[5]，从而影响对其良恶性的判断。

表3三组脑部SUVmax数值结果比较（`X±s）

*：表示与其它两组比较P<0.05

在18F-FDGPET/CT显像中，心肌对18F-FDG的非特异性或生理性摄取有可能会造成纵隔恶性肿瘤病灶等显像的假阴性［6］。一般情况下，机体在血糖浓度较高的情况下心肌以葡萄糖能量代谢为主，反之以脂肪酸代谢为主，而在空腹条件下，有一半左右的心肌显影，这就造成了多样性的心肌18F-FDG分布。心脏摄取18F-FDGFDG机制较为复杂，由于葡萄糖和脂肪酸是其主要的能量来源底物，在不同血糖水平条件下，心肌摄取葡萄糖能力不同。有学者报道心肌对18F-FDG的摄取在高脂肪饮食后明显受到抑制，出现这种现象的原因可能是：由于脂肪酸为心肌能量底物，游离脂肪酸在进食高脂餐后水平增高，而抑制了心肌对葡萄糖的摄取，即“葡萄糖-游离脂肪酸循环”假说［7］。也有报道检查者在注射18F-FDG后的不同时段显像，心肌对18F-FDG的摄取也存在较大差异，同样［8］18F-FDGPET/CT检测前一天低碳水化合物饮食［9］，也可降低心肌对葡萄糖的摄取，而且心脏对18F-FDG的生理性摄取也会影响对肿瘤病灶显像的诊断准确性。分子影像学的优点非常多，如观察范围大、无创伤、安全等，实现了对心肌病变的动态观察[10-11]。心肌细胞摄取18F-FDG受多因素影响，在不同的病理生理状态下，心肌对18F-FDG的摄取程度有较大差异［12］，如血糖等［13-14］因素的影响。本次研究对不同空腹血糖水平下的心肌显像规律进行比较，血糖水平较高组的各个级别的比率与其它两组比较P<0.05，具有统计学意义，近80%的心肌未见明显显影，随着血糖水平的降低，心肌显影比例升高，正常组心肌显影2级、3级百分比明显高于其他两组，说明心肌显像受到血糖水平的影响，与其他学者的报道相符。在对胸部病灶或心脏疾病进行诊断时，为提高其准确性可以考虑在显像前用不同的准备方法[15]。

葡萄糖为脑细胞提供主要的能量来源，随着葡萄糖浓度的变化，导致大脑的病理过程或生理活动也会波动，大脑细胞内转运蛋白GLUTl和GLUT3主要负责转运葡萄糖[16]。18F-FDGPET/CT脑显像从分子水平反映活体器官的代谢功能状态，是一种无创安全能够显示脑组织葡萄糖代谢的影像学[17]。18F-FDG作为PET/CT检测中最常用的示踪剂，在正常情况下脑组织一般表现为对18F-FDG的高摄取[18]。18F-FDG作为葡萄糖的相似物，与葡萄糖竞争细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT)进入细胞内，其后在己糖激酶作用下生成6-磷酸-18F-FDG。由于6-磷酸-18F-FDG不能再进行下一步糖酵解，并潴留于细胞内，而使脑组织显像，SUVmax值反映了其对18F-FDG的摄取能力及其本身的代谢活性。脑组织对18F-FDG的摄取，与脑细胞对葡萄糖的摄取密切相关，组织血供也同样与之密切相关[19]。脑细胞对葡萄糖利用减低与慢性缺血后障碍相关，如多发梗死性痴呆会导致脑组织显像对18F-FDG代谢减低[13]，其病因也与脑动脉供血减少相关。影响脑组织对18F-FDG摄取的因素很多，各种情绪、声音、光束、影像及运动等生理病理性刺激都会使脑细胞相应产生代谢变化，从而影响或干扰PET/CT脑代谢显像[13]。脑组织功能的活跃区其血流量较大，相应葡萄糖消耗量也增多[22]，脑组织对18F-FDG摄取较高的区域有丘脑、中脑的上下丘、内外侧膝状体及皮层；而18F-FDG摄取较低的区域有大脑白质、脑桥灰质及下丘脑等，本次研究结果也显示小脑、枕叶皮质SUVmax较高，基底节区次之，额顶聂叶较低。从医学影像诊断学的研究目的来看，血糖水平对脑组织18F-FDG摄取SUVmax值的影响，可以因为检查目的的不同来分析其利弊，如果以检测目的为头部胶质瘤，较高地血糖水平一般能够使脑内肿瘤与正常的大脑皮质对18F-FDG摄取比值增高，从而使脑胶质瘤或复发残余肿瘤更加容易被检出；如果想要得到高质量18F-FDGPET/CT影像，就一定要相应提高18F-FDG的注射剂量或增加采集时间[23]。有学者研究发现血糖升高能降低大脑对18F-FDG代谢水平[24]，本次研究18F-FDGPET/CT检测者三组不同空腹血糖水平下脑组织对18F-FDG生理性摄取SUVmax值结果显示，血糖较高组大脑对18F-FDG的摄取SUVmax值最低，与其他两组比较P<0.05，具有统计学意义，空腹血糖正常组最高，血糖正常组>血糖偏高组>血糖较高组，说明随着空腹血糖水平的升高，脑组织对18F-FDG的摄取SUVmax值逐渐降低，其值与血糖值呈反比，符合其他学者的研究结果。

4.结论

此次从不同空腹血糖水平下心肌、脑组织对18F-FDG生理性摄取显像和SUVmax值的变化规律进行研究，发现空腹血糖浓度对人体心肌或脑组织的显像或生理性摄取SUVmax产生了一定影响，因此了解这些生理性摄取显像规律变化，认真做好l8F-FDGPET/CT检查前的准备，为核医学影像医师阅片提供更为详尽信息，保证了图像质量，有利于提高临床诊断的准确性。

参考文献：

[1]IzuishiK，YamamotoY，sanoT，etal.Impactof1s-fluorodeoxygl

ucosepositronemissiontomographyonthemanagementofpancreaticcancer[J].JGastrointestsurg，2010，14(7):1151-1158.

[2]赵敏张海霞牟小娟系统性流程教育在正电子发射计算机断层显像/计算机断层扫描检查中的临床应用中华肺部疾病杂志2016，9(1):114-115.

[3]DingHJ，ShiauYC，WangJJ，eta1．Theinfluencesofbloodglucoseanddurationoffastingonmyocardial91．coseuptakeof[18F]fluoro2-deoxy-D-glucose[J]．NuclMedCommun，2002，23：961-965．

[4]TanLT，0ngKL．Semi—quantitativemeasurementsofnormalorganswithvariablemetabolicactivityonFDGPETimaging[J]．AnnAcadMedsingapore，2004，33(2)：183—185．

[5]付占立，王荣福.能量底物环境对l8F-FDG显像的影响[J].国外医学放射医学核医学分册，2000，24（2）:55-58.

[6]AbouziedMM，CmwfordES，NabiHA．18F-FDGimaging：pitfallsandartifacts[J]．JNuclMedTechnol，2005，33：145—155．

[7]WilliamsG，KolodnyGM．Suppressionofmyocardial18F-FDGuptakebypreparingpatientswithahish-fat，low-carbohydratediet[J]．AJRAmJRoentgenol，2008，190：W151-156．

[8]缪蔚冰，李瑞珍，陈少明，等．18F-FDG全身显像中心肌摄取的变化[J]．中国医学影像技术，2010，26：1950—1952．

[9]缪蔚冰陈少明郑山等18F-FDG肿瘤显像前低碳水化合物饮食对心肌放射性摄取的影响中华核医学与分子影像杂志2014.2，34（1）:27-29.

[10]孙涛，韩善清，汪家旺．PET/CT成像原理、优势及临床应用[J]．中国医学物理学杂志，2010，27(1)：1581-1582，1587．

[11]GrenierN，SardanelliF，BeckerCD．DevelopmentofmolecularimagingintheEuropeanradiologicalcommunity[J]．EurRadiol，2009，19(3)：533-536．

[12]MaurerAH，BumhteynM，AdlerLP．eta1．Howtodifferentiatebenignvenusmalignantcardiacandparacardiac18F-FDGuptakeatoncologicPET/CT[J]．Radiographics，2011，31：1287．1305．

[13]IsraelO，Weiler—SagieM，RisplerS，eta1．PET/CTquantitationoftheeffectofpatient-relatedfactors0ncardiac18F—FDGuptake[J]．JNuclMed，2007，48：234—239．

[14]沈锐，刘秀杰，史蓉芳，等．氧甲吡嗪在糖尿病患者“18F-FDG心肌代谢显像中的作用[J]．中华核医学杂志，2005，25：224—227．

[15]宋建波闰蕊张伟等PET/CT显像前不同准备方法对正常Beagle犬心肌18F-FDG生理性摄取的影响中华核医学与分子影像学杂志2014，34（2）:140-143.

[16]BeltranFA，AcunaAI，MimMP，eta1．Ascorbicacid—dependentGLUT3inhibitionisacriticalstepforswitchingneuronalmetab01ism[J]．JceuPhysiol，2011，226(12)：3286—3294．

[17]潘中允，屈婉莹，周诚，等．PET/CT诊断学[M]．北京：人民卫生出版社，2009：135-137．PanZY，QuWY，zhouC，eta1．PET/CTdiagnosis[M]．Beijing：People’sHealthPublishingHouse，2009：135—137．

[18]维涛，霍天龙，安备，等．正常大鼠(18)F—FDGPET/cT显像各器官suv值及cT值分布[J]．实验动物科学，2013，23(2)：1l一13．ZhangWT，Huor11L，AnB，eta1．Distributionof(18)F—FDGPET/CTimagingSUVandCTvalueinorgansofnormalrat[J]．LabAnimalSciAdmin，2013，24(2)：11—13．

[19]蔡莉，高硕，李彦生，等．神经上皮性肿瘤18F—FDG摄取水平与VEGF表达及微血管密度的相关性[J]．天津医药，2011，39(4)：309—311．CaiL，GaoS．LiYS．eta1．Conelationstudiesof18F—FDGuptakewithVEGFexpressionandmicrovesseldensityinneuroepithelioma[J]．TiaIljinMedJ，20l1，39(4)：309—311.

[20]马惠清，王铁，张建．18F—FDGPET显像在多发性脑梗死患者中的应用[J]．北京医学，2002，24(4)：239—241．

[21]张文艳吴大勇边艳珠等护理因素对18FDGPET/CT脑葡萄糖代谢显像质量的影响河北医药2015,37(17):2706-2708.

[22]SokoloffL.Therelationshipbetweenfunctionandenergymetabolism：itsuseinthelocalizationoffunctionalactivityinthenervoussystem[J].NeurosciResProgBull，1981，19：159．

[23]付占立，王荣福.能量底物环境对18F-FDG显像的影响[J].国外医学放射医学核医学分册，2000，24（2）：55-58.

[24]陈海龙邵小南王跃涛高血糖对脑葡萄糖代谢的影响研究国际放射医学核医学杂志2014，38（5）：293-295.