PET/CT呼吸門控采集時不同時相對圖像融合的影響

王治國吳銳先趙艷娟郭佳張宗鵬張國旭

(1.沈陽軍區總醫院核醫學科，110840；2.沈陽軍區總醫院放射診斷科，110840)

PET/CT將PET對腫瘤疾病診斷的高靈敏度、高特異性和CT對病灶解剖結構的高分辨率有機融合在一起[1]。對肺部進行PET/CT掃描時，由于CT掃描速度明顯快于PET，呼吸運動對二者影響不同，導致PET/CT圖像和CT圖像在位置及相位上存在一定程度的不匹配，并且PET圖像需經CT進行衰減校正，從而形成呼吸偽影。本研究通過對肺部結節患者采用不同的呼吸門控PET/CT顯像進行比較，觀察不同顯像技術對PET和CT圖像融合的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇我科2011-04—2013-02行PET/CT顯像發現有肺部結節并同意行呼吸門控顯像的患者14例，男9例，女5例；年齡41～68歲。病人空腹6 h以上，靜脈注射18F-FDG(0.12 mCi/kg)，安靜休息50 min后進行PET/CT采集，經醫生確定有肺部結節、患者同意后行PET/CT呼吸門控顯像。

1.2 方法

1.2.1 顯像儀器 顯像儀器為美國GE公司Discovery VCT PET/CT儀，呼吸運動實時監測系統為美國Varian公司實時跟蹤系統(real-time position management，RPM)。采集視野為以肺部結節為中心的一個床位(156 mm)。

1.2.2 采集方法 掃描時要求患者靜息、均勻呼吸。先啟動呼吸控制系統記錄呼吸節律信號，再進行PET和CT呼吸門控掃描。

PET呼吸門控采集方法采用“前門控”技術。在呼吸門控采集開始后，PET采集控制系統不斷從呼吸門控系統接收呼吸節律信號，根據一定的閾值觸發PET采集。而CT呼吸門控掃描采用“后門控”技術，即在CT掃描時并不接收呼吸門控系統的呼吸節律時相信號，也不受該信號觸發，只是在同一CT掃描視野范圍內進行1個呼吸周期內的動態掃描。完成1個周期的掃描后，掃描床步進到下一個掃描視野范圍，繼續下一周期的動態掃描，直到完成整個檢查范圍的CT掃描；呼吸控制系統則連續記錄CT曝光的時相信息，并同時記錄呼吸節律信號。掃描完成后，PET掃描的呼吸門控圖像在后處理工作站自動劃分為多個時相的呼吸門控系列圖像；而CT采集圖像則只是不同層面不同時間的重組系列圖像，還需把該系列與呼吸節律曲線一起傳輸到后處理工作站進行“后門控”處理。

本研究14例患者分兩組(6時相組5例，共30組融合圖像，10時相組9例，共90組融合圖像)。6時相組采集方法及參數設定：在行PET掃描時進行6個時相的采集，平均每個時相2 min，共12 min。1個床位采集多個呼吸周期，并按照各自的時相累計采集總計數。CT采集后，可以在后處理中人為進行6個時相拆分。10時相組采集方法及參數設定：在行PET掃描時進行10個時相的采集，平均每個時相2 min，共20 min。1個床位采集多個呼吸周期，并按照各自的時相累計采集總計數。CT采集后，可以在后處理中人為進行10個時相拆分。

1.3 圖像融合 CT圖像經后處理拆分后回傳到采集工作站對PET圖像進行衰減校正，校正后的PET圖像與相應時相的CT圖像進行圖像融合，經兩位核醫學專業醫師閱圖，進行圖像融合合格與否的評價。設定CT與PET圖像上病灶面積重疊95%以上為合格。

1.4 統計學方法 應用SPSS 12.0軟件，對組間率的比較用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

兩種采集方法圖像融合合格率比較，6時相組的圖像融合合格率為80.00%(24/30)，10時相組的合格率為93.33%(84/90)，后者的合格率高于前者，兩組比較差異有統計學意義(P＜0.05，表1)。

表1 兩種圖像采集方法的圖像融合合格率比較[n(%)]

3 討論

呼吸門控系統把一個周期內的呼吸信號分成若干時相，若平均每個時相PET采集時間相同，時相少，采集時間少，能更快地進行掃描，但得到的圖像融合不好，起不到消除偽影的效果[2]；時相越多，整體采集時間會變長，但每個時相上呼吸運動偽影會盡可能地減少，重建出來的PET圖像與CT圖像就能更好地融合。Segars WP等的研究表明[3-5]：時相數小于6時，起始時相位于呼氣和吸氣末時的圖像比其他位置的圖像更模糊；時相數在8以上時，可消除起始時相位置對圖像的影響，偽影也校正得更徹底。

本研究中，6時相組采集時間為12 min，要低于10時相組的20 min，患者在進行此類長時間仰臥、胳膊上舉體位的檢查時，可能會產生各種不適導致不能很好的配合，因此，在延長掃描時間的同時，必須要考慮到患者的承受力，不可為了圖像質量而一味增加時相，致使患者不耐受；并可以在符合輻射防護的基礎上，由家屬陪同檢查，以減輕患者的心理負擔。本研究在掃描前均征得了患者及家屬的同意，并得到了患者很好的配合，全部14例患者均完成檢查。

由本研究不難看出，應用呼吸門控技術對肺部結節患者行PET/CT顯像，適當增加采集時相，可以得到更好的PET/CT融合圖像，優于采集時間短、時相少的顯像方法。另外，有研究證明[6-7]，應用呼吸門控顯像與非門控顯像相比，對SUV值有影響，甚至會影響到臨床診斷。隨著臨床的不斷論證，我們有理由相信，不斷改善采集條件，增加采集時相具有較高的臨床應用價值，期望可逐步推廣。

雖然PET/CT對肺部結節診斷的準確率、特異性、敏感性要明顯優于CT、MRI、X線檢查，但受患者呼吸運動影響，其對微小病灶的診斷還有待于提高，同時，放射性顯像技術中的輻射、對相關技術及人員的嚴格限制等因素，都在制約著研究的進一步深入。隨著顯像技術與設備的逐步完善與成熟，有待在這一領域進行進一步研究探討。

綜上所述，PET/CT呼吸門控技術中在保證患者能承受的前提下，時相要盡量多，這樣PET與CT圖像才能充分融合，保證圖像質量，以保證醫療質量。隨著研究的深入，PET/CT呼吸門控顯像有望成為肺部結節患者的常規檢查。

[1]樊衛，張偉光，楊小春.PET/CT呼吸門控技術及其應用介紹[J].中華核醫學雜志，2007，27(2)：126-128.

[2]許全盛，袁克虹，于麗娟，等.PET/CT圖像呼吸運動偽影校正研究進展[J].中國生物醫學工程學報，2009，28(4)：573-580.

[3]Segars WP.Development of a new dyadic NURBS-based cardiac-torso(NCAT)phantom[D].North Carolina：University of North Carolina，2001.

[4]Zhu Zhiyu，Tsui BMW，Segars WP.A Simulation Study of the Effect of Gating Scheme on respiratory Motion Bluffing in FDG Lung PET[J].Nuclear Science Symposium Conference Record，2002，13(3)：1554-1558.

[5]Thomdyke B，Koong A，Xing L.Reducing respiratory motion artifacts in radionuclide imaging through retrospective stacking：A simulation study[J].Linear Algebra and its Applications，2008(428)：1325-1344.

[6]武志芳，李思進，劉建忠，等.呼吸門控PET/CT對肺部結節SUV的影響[J].中華核醫學與分子影像雜志，2012，32(2)：111-114.

[7]邵明哲，陳英茂，田嘉禾，等.肺部腫瘤18F-FDG PET顯像的ROI大小與SUV分界點[J].中華核醫學雜志，2004，24(3)：174-176.