FDG PET扫描中导致假阳性和假阴性的胸部疾病

鉴别恶性和良性肺结节是放射科医生经常遇到的问题，这也是影像技术进步的动力。正确诊断可减少良性疾病患者不必要的开胸手术。18F-FDG PET越来越多地用于良性肺疾病的鉴别，并且显示比传统CT更有效。但是FDG并非癌症特异性的制剂，良性疾病，例如炎症和感染常出现假阳性结果，另外低代谢活性的恶性肿瘤或者直径小于1cm的恶性肿瘤会出现假阴性的结果。对出现假阳性和假阴性的疾病及其发生机制的认识，有助于放射科医生对PET CT结果做出正确解释。本文展示多种导致PET假阳性和假阴性的肺部疾病。

1、FDG PET成像的基本概念。

氟脱氧葡萄糖是葡萄糖的类似物，被用作葡萄糖代谢的示踪剂。人体某些部位对FDG有正常生理摄取(图1)。多个进行葡萄糖代谢的器官均能摄取摄取FDG，包括大脑、肌肉、唾液腺、心肌、胃肠道、泌尿道、甲状腺和性腺组织。此外，据报道颈部棕色脂肪组织中FDG摄取增加导致假阳性的比例达2.34%。棕色脂肪组织在寒冷和进食时会产热。只有棕色脂肪组织中的线粒体会表达热原蛋白，高代谢的棕色脂肪中也能摄取FDG，因为在棕色脂肪组织中观察到葡萄糖转运体(图2)。

图1、FDG的正常分布。冠状位FDG-PET显示肝脏、肾脏、肠道和膀胱的生理性摄取。同时注意纵隔和骨髓的微量摄取。

图2、双侧肩部FDG摄取增加代表棕色脂肪。

肿瘤细胞和其他病理条件下FDG摄取增加的机制是由于葡萄糖转运蛋白数量增加，细胞内己糖激酶和磷酸果糖激酶水平升高，两种酶能促进糖酵解。在正常的糖酵解途径中，FDG与D-葡萄糖在细胞膜转运和己糖激酶磷酸化方面表现相似。一旦FDG被磷酸化，由己糖-磷酸键引起的结构变化会阻止FDG被大量分解或运输回细胞外空间。这一过程被称为代谢捕获，它使代谢异常的肿瘤细胞对FDG的吸收和积累增加。

FDG异常摄取的区域是通过与背景本底活性比较来检测的。在衰减校正图像上，肺局灶性异常比纵隔血池摄取更多高度提示是恶性肿瘤。FDG PET还以标准化摄取值(SUV)或标准化摄取比(SUR)的形式提供定量数据。SUV是通过将圆形感兴趣区置于病灶中FDG摄取最多的部分而获得的。平均SUV是通过将感兴趣区(ROI)中的活性(uCi/mL)除以注射剂量（uCi）除以患者体重(克)得到的。

[ Ci] per body weight [g])

体脂增加会增加SUV，因此瘦体重矫正（SUVLBM）是必要的，以避免治疗前后同一患者体重改变导致的错误比较。最大SUV是ROI中的最大活度，用以替代平均SUV。尽管有争议，SUVs≥2.5被视为恶性病变的临界值。

2、假阳性的疾病

炎症细胞如中性粒细胞和活化的巨噬细胞在炎症或感染部位显示FDG摄取增加。活动性肉芽肿、其他感染性疾病和活动性纤维化病变据报道也显示FDG摄取增加，并导致PET扫描呈恶性肿瘤假阳性。

结核瘤和结核性淋巴结肿大

结核瘤是最常见的FDG高摄取的疾病之一(图3A)。活动性肉芽肿,如结核据报道能够积聚FDG。结核瘤通常显示为一个密度不均的结节或肿块(图3 B)，其中央为干酪样坏死，围以幔状的上皮细胞和胶原，周围有炎性细胞浸润。结核性淋巴结肿大与肺内结核瘤类似（图4）。

图3、53岁女性结核瘤。A（上）增强CT显示左肺下叶肿块；B（下）周围FDG PET显示左肺下叶病灶（箭）FDG高摄取，SUVmax=4.3。图中另一处高摄取区（箭头）为肺动脉。

图4、56岁男性结核性淋巴结炎。A（上）增强CT显示右肺门淋巴结肿大。B（下）冠状位FDG PET显示右肺门病变高摄取。

结节病

结节病是一种多系统慢性疾病。受累器官的特征是T淋巴细胞和单核吞噬细胞的聚集，非干酪化上皮样肉芽肿和正常组织结构的紊乱。病因尚不清楚，但被认为是由过度的细胞免疫反应引起的。结节病活动性肉芽肿伴炎性细胞聚集导致FDG的高摄取。有研究显示FDG摄取的强度反应了病变的活性（图5）。

图5、32岁男性结节病患者。A（上）周围PET CT显示两侧气管旁及肺门多发淋巴结肿大，FDG高摄取；B（下）冠状位PET显示病变FDG高摄取，纵隔镜活检证实为结节病。

隐球菌病

隐球菌病是一种由新型隐球菌感染引起的疾病。病理特征是肉芽肿性炎症，有报道显示隐球菌病FDG高摄取导致假阳性结果（图8）。

图6、68岁男性新型隐球菌病患者。A（上）增强CT显示左肺下叶空洞性结节；B（下）横断位PET图像显示病变FDG高摄取，SUVmax=2.6。由于呼吸运动伪影，病变显示为类圆形肿块，而不像CT为空洞。

肺吸虫病

在南亚，特别是在日本、韩国和中国部分地区，肺吸虫病是一种常见的食源性寄生虫病。通过食用受感染的螃蟹或小龙虾，被人体摄入，小肠内侧囊蚴穿过肠壁，进入腹腔。然后穿过横膈和胸膜进入肺。囊蚴的主要靶器官是肺，然后是脑。在肺吸虫病活动期，寄生囊周围的肺组织可能发生肺炎、支气管炎、支气管扩张和纤维化(图7A)。虽然FDG摄取的确切原因尚未被证实，但我们可以推测，炎症细胞包括嗜酸性粒细胞浸润、活跃的炎症反应和活的蠕虫导致FDG高摄取(图7B)。

图7、67岁男性肺吸虫病患者。A（上）轴位CT肺窗显示线状、楔形实变影及多发小叶中心结节，影像诊断为不典型结核；B（下）冠状位FDG PET显示病灶FDG高摄取。支气管镜灌洗及痰细胞学检查显示多发肺吸虫虫卵。

其他感染性疾病

包括肺脓肿在内的多种炎症疾病(图8)，在炎性白细胞浸润区糖酵解代谢升高，从而导致FDG摄取升高。肺囊虫感染也可导致FDG摄取升高(图9)。在一篇报道中，一名不明原因发热的患者在PET显像中出现高FDG摄取，最终证实为卡氏肺囊虫感染。炎症细胞被激活时，葡萄糖转运体的表达增加，多种细胞因子和生长因子可以促进葡萄糖的转运，而不实际增加葡萄糖转运体的数量。

图8、72岁男性肺脓肿患者。A（上）轴位增强CT显示右肺上叶实变影（黑箭），中央见气体密度。纵隔见多发淋巴结肿大（白箭）。B（下）冠状位FDG PET显示右肺上叶病变和纵隔肿大淋巴结FDG高摄取，怀疑恶性肿瘤，活检提示肺脓肿。

图9、61岁女性卡氏肺囊虫感染患者。A（上）轴位肺部CT显示两肺多发磨玻璃阴影，诊断为系统性红斑狼疮，并采用了环磷酰胺和激素冲击治疗。B（下）PET-CT图像显示两肺病变高代谢，SUV4.0-5.8之间，最后患者确诊为卡氏肺囊虫感染。

放射性纤维化

放射性纤维化中的炎症反应过程会导致白细胞、巨噬细胞浸润以及II型肺泡细胞增生，放射诱导多种局部细胞因子增加，不出意外，受累区域FDG摄取增加（图10）。

图10、61岁男性肺癌患者放射治疗后发生放射性纤维化。A（上）CT轴位显示左肺下叶实变影，误以为肺癌复发。B（中）轴位PET示左肺下叶摄取增高(箭)，误以为肺癌复发。C（下）显微图像显示严重纤维化伴炎症细胞聚集。

尘肺伴有肿块状纤维化

尘肺是肺部灰尘积聚导致的组织反应。这种反应的一种临床病理形式是纤维化，另一种形式是充满尘粒的巨噬细胞聚集，伴发少量或无纤维化，这种反应通常见于惰性尘埃，如铁、锡和钡（图11）。FDG-PET研究显示尘肺病和进行性肿块状纤维化FDG摄取增加。这种摄取可能与巨噬细胞和成纤维细胞等炎性细胞的存在有关。

图11、58岁男性进行性肿块状纤维化。冠状位FDG PET图像显示右肺上叶病变摄取增加，SUVmean=6.4。

硬化性血管瘤

硬化性血管瘤被广泛认为起源于II型肺泡细胞和支气管上皮。这是一种预后良好的良性病变。然而，在一些病例表现为局部侵袭，淋巴结转移。硬化性血管瘤的CT表现为边界清晰，圆形或椭圆形，明显增强肿块伴或不伴点状钙化。仅有一例硬化性血管瘤在FDG-PET上表现的报告，本例显示中等程度FDG摄取（SUV=3.0）（图12）。

图12、43岁女性硬化性血管瘤患者。a .轴位增强CT示右上肺叶上腔静脉右外侧一个圆形、界限清楚、明显强化的肿块。B. FDG-PET融合CT图像显示病灶摄取增加，SUVmax=3.4。

瘤周肉芽组织

即使在肿瘤内部，FDG的摄取也不完全局限于肿瘤细胞本身。肿瘤周围新形成的肉芽组织和肿瘤坏死区域周围巨噬细胞浸润的边缘区域显示FDG的高摄取。一些作者认为肿瘤肿块中约24%的FDG浓度来自非肿瘤组织。

3、假阴性的疾病

低代谢活性肿瘤是常见的假阴性的主要原因。恶性肿瘤假阴性的另一个主要原因是肿瘤的大小。这可能是由于常用的PET系统的分辨率约为1厘米(部分容积效应)，结节太小导致测量活性的能力丧失。

细支气管肺泡癌（译者注：新的腺癌分类已经取消了本名词）

细支气管肺泡癌在高分辨率CT扫描上表现为磨玻璃样影、结节、肿块或磨玻璃样影加实变影。病理检查，细支气管肺泡癌分化良好，有中度核异型性，轻度核分裂象，纤维增生和坏死。与其他肺癌相比，这种轻度异型性，有丝分裂和纤维增生可能是SUVs峰值较低的原因。因此，细支气管肺泡癌可能是FDG PET扫描中恶性肿瘤假阴性的原因(图13)。此外，黏液型支气管肺泡细胞癌通常含有丰富的黏液蛋白，与鳞状细胞癌、腺癌和其他细胞类型相比，SUVs峰值明显较低（图14）。

图13、支气管肺泡癌，男性，75岁。A（上）CT增强显示左下叶空洞病变(箭)。B（下）横断面FDG-PET示左肺下叶轻微(箭)，SUVmax=1.7。

图14、61岁女性，粘液型细支气管肺泡癌（上~下：A~E）。A、B胸部轴位CT示左肺上叶低密度肿块。C、FDG-PET在左上叶也显示为高代谢病变，SUVmax=3.8。D、右肺下叶另一病灶。E、 FDG-PET未显示本病灶摄取异常。左上肺叶和右下肺叶病变均为粘液型细支气管肺泡癌。在同一例患者中，每个肺病变对FDG的摄取不同，肿物中的黏液蛋白量可能是造成这种差异的主要原因。

体积小的病变

当肺或纵隔病灶小于1cm时，可能不显示FDG高摄取。这是由于常用的PET系统分辨率为1厘米(部分容积效应)造成的。FDG PET空间分辨率的限制已被证明是PET假阴性的原因(图15)。

图15、56岁男性，小的纵隔恶性淋巴结。A（上）、轴位增强CT示右上叶结节样病变，右侧气管旁区淋巴结小于1cm(箭)。B（中）、FDG-PET CT融合图像显示病灶体积小，FDG摄取无增加(箭)。C（下）病理示0.6 cm的淋巴结内有转移瘤细胞。

肺外肿瘤转移性肺结节

有粘液成分的转移瘤可导致FDG摄取降低。肿瘤的相对细胞丰度是用FDG PET检测疾病的重要依据。粘液蛋白的存在导致这些肿瘤细胞密度降低，从而造成FDG摄取降低。例如，乳腺黏液腺癌的肺转移(图16)可能不会显示FDG高摄取。其他转移性肿瘤，如胃肠道源性粘液腺癌，在PET扫描中也可能出现假阴性结果。此外，肾细胞癌(图17)的肺转移，以及一些浸润性导管和小叶乳腺癌据报道也会出现假阴性结果。

图16、左乳黏液癌肺转移结节。A（上）钆增强磁共振显示明显强化的分叶状肿块。B（下） FDG- PET CT融合图像显示右下肺结节，无FDG摄取增高(箭)。

图17、83岁男性肾细胞癌转移。A（上）轴位CT增强扫描显示右肾肿块，提示肾细胞癌。B（中）轴位CT肺窗示右肺中叶结节(箭)。C（下）横断面PET图像右肺未见明显摄取。

化疗相关因素

以前的多项研究已经很好地证明在化疗后FDG的摄取通常减少，这与治疗反应相关。放疗后FDG摄取减少主要是由于代谢活跃的肿瘤细胞数量减少。然而，FDG PET的减少并不总是预示良好的反应，因为FDG可以将代谢活跃细胞与死亡细胞区分开来，但不能将生物学活细胞与代谢活跃细胞区分开来(图18)。

图18、57岁男性肺癌患者，化疗后淋巴结摄取减少。A（上）化疗前FDG- PET CT融合图像显示隆突下淋巴结FDG摄取增加，最大标准摄取值为9.4。B（中）化疗两个月后，增强CT可见隆突下病变残留。C.（下）FDG- PET CT融合图像未见FDG摄取异常。

类癌

类癌起源于弥漫性神经内分泌系统，根据细胞异型性分为典型和非典型类癌。有研究显示由于代谢活性较低，类癌SUV值在1.0-2.3之间，原因不明。

高血糖

FDG的生物分布受血糖水平的影响。在高血糖水平的情况下,病变内循环血葡萄糖吸收增加，由于竞争反应，可以抑制肿瘤FDG摄取。因此,肿瘤内血液中大量葡萄糖干扰肿瘤FDG摄取,导致假阴性结果。在II型糖尿病患者中，胰岛素可以用来控制血糖水平。然而，对于如何调节糖尿病患者的血糖水平，目前尚无共识。

结论

FDG-PET代谢成像在肿瘤疾病的诊疗中起着重要的作用。并且对恶性疾病的准确全面评价也起到了补充作用。然而，FDG摄取假阳性或PET扫描假阴性是经常遇到的。只有意识到可能出现的假阳性和假阴性情况时，才能对异常表现进行正确的解释和准确的描述。