Simulated FDG-PET studies for the assessment of SUV quantification methods

Abstract

Aim

To study in detail the accuracy and repeatability of three commonly used methods for SUV estimation in solitary pulmonary nodules.

Material and methods

We have designed a realistic framework based on simulated FDG-PET acquisitions from an anthropomorphic activity model that included solitary pulmonary nodules (different sizes) of well-known SUV. This framework enables us to compare the SUV values obtained from the reconstructed PET images with the real SUV values. Three commonly used methods (SUV_max, SUV_mean and SUV₅₀) were used to estimate the tumor activity.

Results

Our results showed the tumor activity was overestimated using SUV_max and clearly subestimated using SUV_mean. Instead, the quantification of SUV₅₀ showed great agreement with the simulated tumor activity and only slight subestimation was found for very small lesions. On the other hand, SUV_mean showed better performance than SUV₅₀ in terms of repeatability, providing variabilities below 5% for all tumor sizes and for injected doses as low as 111 MBq.

Conclusions

Our findings showed that SUV₅₀ provided better performance for estimating accurately tumor SUV values in pulmonary nodules, but SUV_mean showed better results in terms of repeatability.

Resumen

Objetivo

estudiar en detalle la precisión y la repetitividad de tres métodos de uso común en la estimación del SUV de nódulos pulmonares solitarios.

Material y métodos

hemos diseñado una metodología de trabajo basada en la simulación de adquisiciones de estudios PET-FDG a partir de modelos antropomórficos de actividad, que incluyen nódulos pulmonares de diferente tamaño y valor de SUV conocido. Esta metodología nos permite comparar el SUV estimado a partir de la imagen PET con el SUV teórico. La actividad del tumor fue estimada mediante tres métodos conocidos: SUVmax, SUVmean y SUV50.

Resultados

nuestros resultados muestran que, por un lado SUVmax sobreestima la actividad en el tumor, mientras SUV50 subestima el valor de actividad de manera muy significa. En cambio, la cuantificación de SUV50 mostró un buen acuerdo con los valores de SUV teóricos o simulados, y únicamente mostró una ligera subestimación para lesiones muy pequeñas. Por otro lado, SUVmean mostró un mejor comportamiento que SUV50 en términos de repetitividad, proporcionando variabilidades por debajo del 5% para todos los tamaños de lesión y para dosis inyectadas tan bajas como 111 MBq.

Conclusiones

nuestros hallazgos mostraron que SUV50 proporciona el mejor comportamiento para estimar la actividad en nódulos pulmonares, pero SUVmean mostró mejores resultados en términos de repetitividad.