One-day protocol for 18F-FDG and 13N-ammonia PET/CT with uptake decoupling score in differentiating untreated low-grade glioma from inflammation

Abstract

Purpose

Accurate identification of low-grade gliomas (LGGs; World Health Organization grades I and II) and their differentiation from brain inflammation lesions (BILs) remains difficult; however, it is essential for treatment. This study assessed whether a one-day protocol for voxel-wise ¹⁸F-FDG and ¹³N-ammonia PET/CT with uptake decoupling analysis could differentiate LGGs from BILs.

Materials and methods

Twenty-eight patients with LGGs and 16 patients with BILs underwent ¹⁸F-FDG and ¹³N-ammonia PET/CT on the same day before any type of therapy. The decoupling score and tumor-to-normal tissue (T/N) ratio of ¹⁸F-FDG and ¹³N-ammonia were calculated at each location. Student’s t-test was used to compare values, and ROC curve analysis was used to establish a cut-off value for the T/N ratio and decoupling score. Area under the curve (AUC) was calculated to evaluate differential efficacy.

Results

Significant differences were observed in ¹³N-ammonia T/N ratio (p = 0.018) and decoupling score (p = 0.003) between LGGs and BILs; however, the ¹⁸F-FDG T/N ratio did not show any differences (p = 0.413). Optimal cut-off values for ¹⁸F-FDG T/N ratio, ¹³N-ammonia T/N ratio, and decoupling score were 0.73, 0.97, and 2.31, respectively, with corresponding AUCs of 0.48, 0.68, and 0.77. The respective sensitivity, specificity, and accuracy parameters using these cut-off values were 53.6%, 62.5%, and 56.8%, respectively, for ¹⁸F-FDG; 50.0%, 75.0%, and 59.1%, respectively, for ¹³N-ammonia; and 60.7%, 93.8%, and 72.7%, respectively, for decoupling score.

Conclusions

¹⁸F-FDG/¹³N-ammonia uptake decoupling score can be used to discriminate between LGGs and BILs. Use of a decoupling map of these two tracers can improve visual analysis and diagnostic accuracy.

Resumen

Propósito

La identificación precisa de los gliomas de bajo grado (LGGs; grados I y II de la Organización Mundial de la Salud) y su diferenciación de las lesiones por inflamación cerebral (BILs) sigue siendo difícil; sin embargo, es esencial para el tratamiento. Este estudio evaluó si un protocolo de un día para la TEP/TC con amoníaco 18F-FDG y 13Namoníaco con análisis de desacoplamiento de la captación podría diferenciar los LGG de los BIL.

Materiales y métodos

Veintiocho pacientes con GLG y 16 pacientes con BIL se sometieron a TEP/TC con 18F-FDG y 13N-amoníaco el mismo día antes de cualquier tipo de terapia. La puntuación de desacoplamiento y la relación tumor/tejido normal (T/N) de 18F-FDG y 13N-amoníaco se calcularon en cada localización. Se utilizó la prueba t de Student para comparar valores, y el análisis de la curva ROC para establecer un valor de corte para la relación T/N y la puntuación de desacoplamiento. Se calculó la CUA para evaluar la eficacia diferencial.

Resultados

Se observaron diferencias significativas en la relación T/N de 13N-amoníaco (p=0,018) y en la puntuación de desacoplamiento (p=0,003) entre los LGG y los BIL; sin embargo, la relación T/N de 18F-FDG no mostró ninguna diferencia (p=0,413). Los valores de corte óptimos para la relación T/N de 18F-FDG, la relación T/N de 13N-amoníaco y la puntuación de desacoplamiento fueron 0,73, 0,97 y 2,31, respectivamente, con AUC correspondientes de 0,48, 0,68 y 0,77. Los respectivos parámetros de sensibilidad, especificidad y precisión que utilizan estos valores de corte fueron 53,6%, 62,5% y 56,8%, respectivamente, para 18F-FDG; 50,0%, 75,0% y 59,1%, respectivamente, para la amoníaco 13N; y 60,7%, 93,8% y 72,7%, respectivamente, para la puntuación de desacoplamiento.

Conclusiones

La puntuación de desacoplamiento de la captación de amoníaco 18FFDG/ 13N se puede utilizar para discriminar entre LGG y BIL. El uso de un mapa de desacoplamiento de estos dos trazadores puede mejorar el análisis visual y la precisión del diagnóstico.