The interaction of blood glucose levels and insulin resistance on SUV values in [¹⁸F]FDG PET/CT scans

Pozytonowa tomografia emisyjna (ang. Positron Emission Tomography) połączona z tomografią komputerową (ang. Computed Tomography) - PET/CT z wykorzystaniem radiofarmaceutyku [¹⁸F]FDG jest powszechnie stosowaną metodą diagnostyczną umożliwiającą jakościową i ilościową ocenę metabolizmu glukozy w tkankach. Jednym z kluczowych parametrów wykorzystywanych w analizie półilościowej obrazów uzyskanych w badaniu PET/CT jest standaryzowana wartość wychwytu – SUV (ang. Standarized Uptake Value), która stanowi istotny wskaźnik w diagnostyce i dalszym postępowaniu klinicznym w wyjściowej ocenie stopnia zaawansowania choroby oraz monitorowaniu efektów leczenia. Na wartość SUV wpływa jednak szereg czynników, wśród których szczególne znaczenie mają: poziom glikemii oraz insulinooporność pacjenta. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie i analiza wpływu stężenia glukozy we krwi oraz zaburzeń gospodarki węglowodanowej, w tym insulinooporności i cukrzycy, na dystrybucję [¹⁸F]FDG oraz uzyskiwane wartości SUV w badaniu PET/CT. W pracy omówiono mechanizmy fizjologiczne i biochemiczne odpowiedzialne za konkurencję pomiędzy glukozą a [¹⁸F]FDG na poziomie transportu komórkowego i fosforylacji, a także rolę insuliny w regulacji wychwytu radiofarmaceutyku przez tkanki. W doniesieniach literaturowych wykazano, że hiperglikemia prowadzi do zmniejszenia wychwytu [¹⁸F]FDG w zmianach patologicznych oraz do obniżenia wartości SUV, co może skutkować obniżeniem czułości badania i ryzykiem wyników fałszywie ujemnych. Z kolei insulinooporność oraz nieprawidłowe podanie insuliny przed badaniem mogą powodować zwiększony wychwyt radiofarmaceutyku w mięśniach szkieletowych i tkance tłuszczowej, prowadząc do niejednorodnej dystrybucji [¹⁸F]FDG oraz utrudniając interpretację uzyskanych obrazów PET/CT. W pracy zwrócono szczególną uwagę na wpływ zaburzeń metabolicznych na zmienność wartości SUV oraz ograniczenia porównywalności badań wykonywanych u pacjentów z niekontrolowaną glikemią. Podkreślono znaczenie standaryzacji procedur, w tym kontroli glikemii przed podaniem radiofarmaceutyku, odpowiedniego przygotowania pacjentów z cukrzycą i insulinoopornością oraz w monitorowaniu stanu metabolicznego pacjenta. Podsumowując, glikemia i insulinooporność stanowią istotne czynniki wpływające na wartości SUV w badaniu PET/CT z zastosowaniem [¹⁸F]FDG. Bagatelizowanie lub marginalizacja tych czynników może prowadzić do istotnych błędów diagnostycznych. Praca podkreśla konieczność ścisłej kontroli parametrów metabolicznych jako warunku uzyskania wiarygodnych i porównywalnych wyników badań PET/CT w praktyce klinicznej.

Positron Emission Tomography (PET) combined with Computed Tomography (CT)—PET/CT with used the radiopharmaceutical [¹⁸F]FDG—is a widely used diagnostic method that enables qualitative and quantitative assessment of glucose metabolism in tissues. One of the key parameters used in the semi-quantitative analysis of images obtained in a PET/CT scan is the standardized uptake value (SUV), which is an important indicator in diagnosis and further clinical management for the initial assessment of disease stage and monitoring treatment effects. However, the SUV value is influenced by a number of factors, among which the patient’s blood glucose level and insulin resistance are of particular importance. The aim of this study is to present and analyze the impact of blood glucose concentration and carbohydrate metabolism disorders, including insulin resistance and diabetes, on the distribution of [¹⁸F]FDG and the SUV values obtained in PET/CT scans. The study discusses the physiological and biochemical mechanisms responsible for competition between glucose and [¹⁸F]FDG at the level of cellular transport and phosphorylation, as well as the role of insulin in regulating the uptake of the radiopharmaceutical by tissues. The literature has shown that hyperglycemia leads to reduced uptake of [¹⁸F]FDG in pathological lesions and to lower SUV values, which may result in reduced test sensitivity and a risk of false-negative results. Conversely, insulin resistance and improper insulin administration prior to the examination may cause increased uptake of the radiopharmaceutical in skeletal muscle and adipose tissue, leading to heterogeneous distribution of [¹⁸F]FDG and complicating the interpretation of the obtained PET/CT images. The study paid particular attention to the impact of metabolic disorders on SUV variability and the limitations of comparability in studies conducted in patients with uncontrolled glycemia. The importance of standardizing procedures was emphasized, including glycemic control prior to radiopharmaceutical administration, appropriate preparation of patients with diabetes and insulin resistance, and monitoring of the patient’s metabolic status. In summary, glycemia and insulin resistance are significant factors influencing SUV values in [¹⁸F]FDG-PET/CT. Underestimating or downplaying these factors may lead to significant diagnostic errors. The study emphasizes the need for strict control of metabolic parameters as a prerequisite for obtaining reliable and comparable PET/CT results in clinical practice.