采集時間、注射藥量與正電子發射體層攝影術圖像質量

王新強,于 彤,川 玲,趙文銳,方庭正,王 升,梁英魁

PET顯像中18F-氟脫氧葡萄糖(18F-FDG)體內的劑量、采集時間,對圖像質量產生很大的影響[1]。本研究通過患者體內18F-FDG劑量、采集持續時間和正電子發射體層攝影術(PET)圖像質量的相關性分析,深入了解獲得高質量診斷圖像的必要條件,進一步指導圖像采集工作。

1 材料和方法

1.1 設備 美國通用電器(GE)公司Discovery ST型正電子發射體層攝影術/計算機體層攝影術(PET/CT)儀。

1.2 圖像采集和處理 囑患者禁食6 h,靜脈注射18F-FDG 3.7～4.2 MBq/kg(0.10～0.13 mCi/kg)。CT采集140 kV,80 mA,矩陣512×512。PET容積成像協議(VIP)3D采集模式,5個床位,每個床位3 min。矩陣128×128。使用VIP重建程序提取2、2.5、3 min的原始數據序列,用3D迭代法進行圖像重建,21個子集,迭代2次,分別得到采集 2、2.5、3 min的PET圖像。使用CT對圖像進行衰減校正。

1.3 圖像質量

1.3.1 視覺判斷 兩位有經驗的核醫學科醫生通過視覺判斷法對圖像質量進行分級(雙盲)。

1.3.2 判斷標準 圖像質量分3級。Ⅰ級:全身圖像清晰,放射性分布符合FDG代謝特點,細膩均勻,噪聲小,床位間接縫不明顯。Ⅱ級:圖像清晰,放射性分布符合FDG代謝特點,放射性分布略粗糙,可見床位間接縫,但不影響醫生進行圖像診斷。Ⅲ級:全身圖像欠清晰,放射性分布符合FDG代謝特點,放射性分布粗糙,床位間接縫明顯,影響醫生進行圖像診斷。

1.3.3 感興趣區定量方法 選擇沒有肝臟病變的PET圖像,將感興趣區(ROI)置于肝臟面積較大的橫斷面和冠狀面圖層的肝區,計算ROI內的放射性計數、標準攝取值(SUV)。

1.4 統計學處理 使用SPSS 10.0軟件包對結果進行相關性分析,P＜0.05為有統計學意義。

2 結果

對9例患者進行VIP采集的原始數據重建后,分別獲得采集時間為2、2.5、3 min的PET序列圖像。根據圖像質量分為3個級別,其中Ⅰ級圖像11個、Ⅱ級圖像13個、Ⅲ級圖像3個。

表1 9例患者采集時間分別為2、2.5、3 min的PET序列圖像比較

放射性計數中位值:Ⅰ級圖像5 308個 ,Ⅱ級圖像3 683個 ,Ⅲ級圖像3 245個。Spearman相關性分析結果顯示肝區計數與圖像質量分級間呈負相關,r=-0.769,P=0.001(2-tailed)。

3 討論

受檢者體內足夠的放射性計數以及適當的圖像采集時間是獲得高質量PET圖像的前提和保證,且兩者相輔相成[2]。

理論上,注射藥量的多少與PET圖像質量是有很大的關系。這是因為受死時間的影響,PET儀的計數率隨γ光子入射率的變化呈上升段、飽和段和癱瘓段[3]。當所用劑量由低向高遞增時,探測效率呈上升趨勢。當劑量遞增到一定程度時,單位時間內到達晶體的光子非常多,造成2個光子到達晶體的時間間隔小于探測器處理光子的時間,這使后一個入射光子被拒絕,使探測器計數處于相對飽和狀態。當劑量繼續遞增時,會出現幾個入射光子同時到達探測晶體,造成入射光子的閃爍光重疊,使輸出脈沖變大,超出能量窗的上閾而被排除,探測器計數則處于癱瘓狀態,造成圖像的計數密度嚴重下降,放射性分布也非常不均勻。當劑量太低,單位時間內收集的信息量太少,盡管其SUV都比較好,但圖像的噪聲非常高,分辨率也非常差。只有探測器計數處在上升段,所用劑量越高,圖像的分辨率和均勻性越好,但此時還應考慮到人體所接受的有效劑量當量。

在實際工作中,患者檢查前,通過放射性衰變公式和本單位PET設備獲得的正常人肝臟的平均SUV作為依據,大致判斷出顯像時間正常肝臟組織的預期放射性計數,據此調整采集時間。如本中心PET/CT肝臟的SUV約為2,那么顯像時肝臟的預期計數即為患者單位體質量放射性活度(Bq)的2倍。對于顯像時預期放射性計數較低的患者,可以適當延長顯像時間,彌補體內的放射性劑量低對圖像質量的影響。對于顯像時預期放射性計數較高的患者,可以適當縮短顯像時間,增加患者流通量。

[1]尹大一,姚樹林,陳英茂,等.18F-FDG劑量對PET模型圖像質量的影響[J].中華核醫學雜志,2002,22(4):233-234.

[2]Coleman RE.PET in lung cancer[J].J Nucl Med,1999,40(5):814-817.

[3]田嘉禾,陳英茂.放射物理基礎[A]//田嘉禾.正電子發射體層顯像[M].北京:中國科技出版社,2001:41-42.