FDG-PET zur Lymphknoten-Diagnostik des Lungenkarzinoms: Welche SUV-Schwelle ist sinnvoll?

Zusammenfassung

FDG-PET stellt die genaueste nicht-invasive Methode zur Beurteilung des mediastinalen Lymphknotenstatus beim nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom dar. Neben der visuellen Bildinterpretation kommen quantitative Kriterien, insbesondere die Messung von „Standardized Uptake Values” (SUVs) zur Beurteilung der Lymphknoten zum Einsatz. In der Literatur findet man zumeist einen SUV-Schwellwert von 2,5, ohne dass diese Wahl jemals durch Studienergebnisse untermauert worden wäre. Stattdessen wurde berichtet, dass man mit einer SUV-Schwelle um 4 die höchste diagnostische Genauigkeit erreicht. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass durch diese Wahl gehäuft falsch negative Befunde auftreten. Hier sollten eine optimale SUV-Schwelle ermittelt und die diagnostische Testleistung mit der visuellen Befundung verglichen werden.
Methodik: In einer retrospektiven Studie wurden Befunde von 95 Patienten analysiert, die sich wegen Verdachts auf Bronchialkarzinom einer FDG-PET-Untersuchung (90–150 min nach 250 MBq FDG) und anschließend einer Mediastinoskopie oder Lymphknoten-Dissektion unterzogen. Die FDG-Aufnahme in 371 mediastinalen Lymphknoten wurde semiquantitativ als SUV gemessen und in einer sechsstufigen Skala (––– bis +++) beurteilt. Die Testleistung wurde anhand von ROC-Kurven analysiert. Falsch-Negativ-Rate (FNR) und Falsch-Positiv-Rate (FPR) sowie deren Summe (FNR + FPR) wurden gegen eine hypothetische SUV-Schwelle aufgetragen, um die optimale Schwelle zu bestimmen. Ergebnisse: In Lymphknoten-Metastasen sind SUVs höher als in tumorfreien Lymphknoten (7,1 ± 4,5 bzw. 2,4 ± 1,7; p < 0,01). In entzündeten Lymphknoten fand sich eine leicht erhöhte FDG-Aufnahme (2,7 ± 2,0). Die Summenfehlerrate FNR + FPR zeigte ein Minimum für die SUV-Schwelle 2,5. Mit ansteigender SUV-Schwelle nahm bis zu diesem Wert die FPR stark ab, während die FNR kontinuierlich anstieg. Die höchste diagnostische Genauigkeit lieferte eine SUV-Schwelle von 4,5. Wie die ROC-Analyse zeigte, erzielte man mit der visuellen Beurteilung bessere Ergebnisse als mit der SUV-Quantifizierung. Für die SUV-Schwelle von 2,5 betrugen Sensitivität, Spezifität und negativer prädiktiver Wert (NPV) 89, 84 bzw. 96 %. Schlussfolgerung: Die Verwendung der SUV-Schwelle von 2,5 ist gerechtfertigt, da FNR + FPR minimiert werden. Der damit verbundene hohe NPV von 96 % erlaubt es, bei Patienten mit unauffälligem Mediastinum in der FDG-PET auf die Mediastinoskopie zu verzichten. Der erfahrene Nuklearmediziner sollte primär der visuellen Beurteilung vertrauen und die SUV-Quantifizierung allenfalls zweitrangig zu Hilfe nehmen. Für den weniger versierten Befunder mag die SUV-Quantifizierung von größerer Bedeutung sein.

Abstract

Aim: ¹⁸F-FDG PET is the most accurate noninvasive modality for staging mediastinal lymph nodes in lung cancer. Beside using visual image interpretation, some institutions use standardized uptake value (SUV) measurements in lymph nodes. Mostly, an SUV of 2.5 is used as the cut-off, but this choice was never deduced from respective studies. Receiver operating characteristic (ROC) analyses demonstrated that SUV thresholds of more than 4 resulted in the highest accuracy. But these high cutoffs imply high false-negative rates (FNRs). The aim of our evaluation was to determine an optimal SUV threshold and to compare its diagnostic performance with the results of visual interpretation. Methods: This retrospective study included 95 patients with suspected lung cancer who underwent mediastinoscopy / mediastinal lymphadenectomy after ¹⁸F-FDG PET imaging (90–150 min after 250 MBq of ¹⁸F-FDG). Maximum SUV was measured in 371 LN regions biopsied afterwards and visually interpreted using a 6-level score (––– through +++). Diagnostic performance was assessed by ROC analysis. FNR and false-positive rate (FPR), the sum of both error rates (FNR + FPR), and diagnostic accuracy were plotted against a hypothetical SUV threshold to determine the optimum SUV threshold. Results: SUVs in metastatic lymph nodes were higher (mean ± SD, 7.1 ± 4.5; range, 1.4–26.9; n = 70) than in tumor-free lymph node stations (2.4 ± 1.7; range, 0.6–14.9; n = 301; p < 0.01). Inflammatory lymph nodes exhibited slightly increased SUVs (2.7 ± 2.0; range, 0.8–14.9; n = 146). The plot of error rates featured a minimum of the sum FNR + FPR for an SUV of 2.5. With increasing SUV threshold, the FPR decreased most prominently up to that value whereas a continuous rise of FNR was noticed. Highest diagnostic accuracy was achieved with an SUV of 4.5. The areas under the ROC curves demonstrated that visual interpretation tends to be more accurate than SUV quantification (visual, 0.930 ± 0.022; SUV, 0.899 ± 0.025; p = 0.241). Using an SUV of 2.5 as the threshold, the resulting sensitivity, specificity, and negative predictive value were 89, 84, and 96 %, respectively. Conclusions: For mediastinal staging, the choice of an SUV of 2.5 as the threshold is justified because FNR + FPR is minimized. The resulting high negative predictive value of 96 % allows the omission of mediastinoscopy in patients with negative mediastinal findings on ¹⁸F-FDG PET images. For the experienced observer, visual analysis should be relied on primarily, with calculation of the SUV used, at most, as a secondary aid. For the less experienced observer, the SUV may be of greater value.

Schlüsselwörter

Positronen-Emissions-
Tomografie - bösartige Neubildungen der Lunge - mediastinales Staging - ¹⁸F-Fluorodesoxyglukose

Key words

positron emission
tomography - lung neoplasms - mediastinal staging - ¹⁸F-fluorodeoxyglucose

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