The diagnostic role of dual phase F-18 FDG PET/CT in characterization of solitary pulmonary nodules

Amaç: Bu çalışmada dual faz F-18 FDG PET-BT'nin soliter pulmoner nodülün (SPN) malignite potansiyelinin değerlendirilmesindeki rolü, farklı SUV değerlerinin tanıya katkısı, malign-benign ayrımı için eşik SUV değeri hesaplanması, geç fazdaki SUV değişikliğinin tanısal gücünün değerlendirilmesi ve PET-BT sırasında elde dilen düşük doz BT'nin SPN değerlendirmesine katkısının araştırılması amaçlanmıştır.Yöntem: Bu retrospektif çalışmaya 36 hasta (15 kadın; 21 erkek, yaş aralığı, 32-83 yaş) dahil edildi. Tanı histopatolojik olarak veya nodülün en az 1 yıllık BT ile izlemi baz alınarak doğrulandı. F-18 FDG enjeksiyonundan 1 ve 2 saat sonra F-18 FDG PET-BT görüntüleri elde edildi. BT görüntüleri radyoloji uzmanı, PET/BT görüntüleri ise 2 nükleer tıp uzmanı tarafından görsel olarak (nodül aktivitesinin akciğer dokusu ve mediastene oranına göre) değerlendirildi. Yorumcuların şüpheli olarak tanımladıkları nodüllere düşük doz BT bilgileri eşliğinde tekrar değerlendirme yapmaları istenerek düşük doz BT'nin katkısı değerlendirilmiştir. SUV değerleri (erken ve geç SUVmaks, SUVort ve bu değerlere vücut yüzey alanı (BSA), vücut kitle indeksi (LBM) ve açlık kan şekeri (Glk) ile düzeltme faktörü uygulanması ile elde edilen SUV değerleri), nodül aktivitesi/mediasten aktivitesi (subkarinal alan düzeyine çizilen ROİ) oranları (nod/med) ve retansiyon indeksleri (Rİ) hesaplandı. F-18 FDG PET/BT ve düşük doz BT, erken ve geç görsel ve semikantitatif F-18 FDG PET/BT bulguların tanısal değerleri ve yorumcular arasında görsel değerlendirmedeki değişkenlik karşılaştırıldı. Bulgular: Histopatolojik sonuçlar veya takip ile 20 hasta malign tümör tanısı alırken 16 hasta benign tanı aldı. Malign ve benign SPN grubu arasında boy, enjeksiyon dozu, kilo, açlık kan şekeri, BSA ve LBM değerlerinde istatiksel açıdan anlamlı farklılık mevcut değildi. Hastaların ortanca (min-maks) SUVmaks. değeri benign grupta 1.5 (0.5-4.1) ve malign grupta 4 (1.3-38) olarak hesaplandı. Malign ve benign grup arasında hem erken ve hem de geç SUVmaks, SUVort, BSA-SUVmaks, BSA-SUVort, LBM-SUVmaks, LBM-SUVort, Glk-SUVmaks, Glk-SUVort ve nod /med değerlerinde malign SPN'lerde daha yüksek olma üzere malign ve benign SPN grupları arasında anlamlı farklılık mevcuttu. Düşük doz kontrastsız BT ile %88 duyarlılık, %59 özgüllük ve %67 doğruluk değerleri elde edildi. Düşük doz BT ile radyolojik olarak SPN karakterlerinin bilinmesi nükleer tıp uzmanlarının nodül ile ilgili yorumunu değiştirmedi. ROC analizine göre; literatürde bildirilen SUVmaks. eşik değeri olan 2.5 ve bizim araştırma grubumuzda geç görüntülerde en yüksek AUC değeri elde ettiğimiz SUVmaks 3.05 eşik değeri için duyarlılık, özgüllük ve doğruluk hesaplandı. Erken görüntülerde 2.5 ve 3.05 için sırasıyla %94-75 duyarlılık, %75-80 özgüllük ve %83-78 doğruluk saptandı. Geç görüntülerde ise duyarlılık %100-88, özgüllük %75-85 ve doğruluk %86-86 olarak elde edildi. Rİ için tanısal ayırım gücü yüksek bir eşik değer belirlenemedi. Geç BSA ve LBM SUVmaks değerleri ile duyarlılık %100 ve özgüllük %80 idi. Erken değerlendirmede nükleer tıp uzmanlarının arasındaki duyarlılık ve özgüllük farkları geç değerlendirmede ortadan kalktı, yorumcular arasında tama yakın uyum sağlandı. Sonuç: Dual faz F-18 FDG PET/BT SPN'lerin natürünün değerlendirilmesinde tanısal duyarlılık, özgünlük ve doğruluğu artırmaktadır. Nükleer tıp uzmanları arasındaki görsel yorum farklarını en aza indirmektedir. Nükleer tıp uzmanlarının düşük doz BT nin radyolojik bulgularından haberdar olmaları SPN hakkındaki kararlarını etkilememektedir. LBM, BSA ve açlık kan şekeri düzeyine göre düzeltilmiş SUV değerleri rutinde kullanılan ve vücut ağırlığına göre hesaplanan SUVmaks değerleri ile karşılaştırıldığında anlamlı bir tanısal üstünlük sağlamamıştır. Erken görüntüler için 2.5, geç görüntüler için 3.05 SUVmaks değerleri malign ve benign nodülleri ayırt etmekte yüksek ayırım gücüne sahip eşik değerleri olarak kabul edilebilir. Retansiyon indeksi açısından yüksek ayırım gücüne sahip bir eşik değeri bulunamamakla birlikte, yüksek Rİ nodülün malign olma potansiyelini artırmaktadır. Purpose: Our objective was to evaluate the diagnostic role of dual phase F-18 FDG PET/CT in the characterization of the solitary pulmonary nodules (SPN). We also compared the SUV variables adjusted to body surface area (BSA), lean body mass (LBM) and blood glucose level (GLC) in the terms of decision making in patients with SPN. Inter and intraobserver variabilities in between nuclear medicine physicians during the interpretation of SPN and the effect of low dose non-enhanced CT information about SPN were also analysed. Methods: A total of 36 SPN in 36 patients (15 female; 21 male; age range, 32-83 years) were included in this retrospective study. The final diagnosis was confirmed by histopathologically or follow-up by CT. Two PET/CT scans were performed one (early) and two hours (delayed) after injection of F-18 FDG. The CT was evaluated by an experienced radiologist on thorax radiology and PET/CT images were interpreted by two experienced nuclear medicine physicians. Indeterminate SPN group was reevaluated with low dose nonenhanced CT information by nuclear medicine physician thus the additional value of low dose non enhanced CT was obtained. SUV values (early and delayed SUVmax and SUVmean adjusted to body weight; SUVmax and SUVmean adjusted to BSA, LBM and GLC); retention index (RI); nodule to mediastinum (nodule activity/subcarinal roi activity) ratios (nod/med) were calculated. The sensitivity, specificity, negative (NPV) and positive predictive values (PPV) and accuracy of early and delayed F-18 FDG PET/CT (both visual and semiquantitative assessments) and low dose non-enhanced CT were calculated. Intra and interobserver variabilities in between nuclear medicine physicians were analysed for early and delayed PET/CT images. ROC curves were obtained for each SUV parameter, nod/med ratio and RI. The threshold values were calculated in the terms of highest sensitivity and specificity points. Results: Histopathological evaluations and follow up of the patients revealed 16 patients had malignant tumour whereas 20 patients had benign lesions. There was no statistical difference between malign and benign SPN patients in the terms of height, injection dose of F18 FDG, weight, blood glucose, BSA and LBM values. The median (min-max) SUVmax values was 1.5 (0.5-4.1) in benign group and 4 (1.3-38) in malign SPN group. Early and delayed SUVmax, SUVmean, BSA-SUVmax, BSA-SUVmean, LBM-SUVmax, LBM-SUVmean, GLC-SUVmax, GLC-SUVmean ve nod/med values were statistically higher in malign SPN group than benign group. The sensitivity, specificity, NPV, PPV and accuracy of low dose non-enhanced CT was 88%, 50% and 67% respectively. The information of the low dose non-enhanced CT features of the SPN did not affect in decision of nuclear medicine physicians. With the treshold value of early SUVmax as 2.5 (standart published SUVmax threshold value in the literaturre) and 3.05 which is obtained from our population using ROC curve, 94-75% sensitivity, 75-80% specificity and 83-78% accuracy were calculated respectively. With the same threshold values for delayed scan, 100-88% sensitivity, 75-85% specificity and 86-86% accuracy were obtained respectively. The delayed BSA-SUVmax and LBM-SUVmax had 100% sensitivity, 80% specificity in the determining SPN characterization. Interobserver variability between nuclear medicine physicians significantly decreased in the delayed phase of PET/CT scan.Conclusion: The study showed that dual Phase PET/CT may increase the diagnostic potential of F-18 FDG PET in the characterization of SPN. Dual phase PET/CT also significantly decreased interobserver variability. BSA, LBM and glucose corrected SUV values did not have better diagnostic performance compared to routine body weight adjusted SUVmax values. SUVmax as 2.5 for early images and SUVmax as 3.05 for delayed images were acceptable threshold values in the characterization of SPN by F-18 FDG PET/CT. In this particular study group, a threshold value cannot be determined for retention index, but higher retention index values may show higher malignant potential in solitary pulmonary nodules