全身骨顯像質量影響因素的研究*

曹仲年　耿建華*　鄭　容　鄒作偉

全身骨顯像質量影響因素的研究*

曹仲年①耿建華①*鄭容①鄒作偉①

曹仲年,男,(1966- ),大專，主管技師。中國醫學科學院腫瘤醫院核醫學科，從事核醫學技術工作。

目的：對影響全身骨顯像質量的因素進行研究，制定個性化掃描速度，以期保證圖像質量，同時降低患者占機時間，提高工作效率。方法：對1048例患者全身骨顯像進行研究，分析達到滿足臨床需求的圖像計數所需的掃描速度與擺位時頭頸肩部及胸部的最大計數率和最小計數率、患者的性別、年齡、身高及體重等各因素之間的關系，獲得便于臨床應用中確定掃描速度的方法。結果：頭頸肩部置于探頭下時計數率的最小值(R頭頸肩min)與該掃描速度的相關性最大，二者之間存在線性關系(Speedstd＝7R頭頸肩min+3)。結論：利用公式簡捷估算每位患者所需的掃描速度，實現個體化掃描速度的設定，進而獲得保證每位患者圖像質量的總計數。

全身骨顯像；圖像質量；掃描速度；個體化

DOI∶ 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.05.004

[First-author’s address] Department of Nuclear Medicine, Cancer Hospital, CAMS, Beijing 100021, China.

放射性核素全身骨顯像診斷的患者數量為核醫學科顯像診斷中的首位，故全身骨顯像圖像質量尤為重要[1]。圖像計數是影響全身骨顯像圖像質量的關鍵因素，計數越高，圖像質量越好。使用低能高分辨準直器時全身骨顯像的每幀圖像達到1 M計數，基本可滿足臨床診斷需求[2-3]。但若獲得1 M計數則取決于掃描速度的設置，使用低掃描速度可獲得高計數。由于患者的個體差異、注射放射性藥物劑量及候診時間的影響，對所有患者使用同一種掃描速度，會獲得差別大的總計數，導致相當多的圖像不能夠達到臨床診斷的需求而影響診斷。核醫學顯像“規范”、“指南”及教科書中，對全身骨顯像掃描速度均無一致的要求(10～30 cm/min不等)[2-14]。低掃描速度可獲得高計數，但會使每位患者的占機時間增加，降低工作效率，在患者較多的核醫學科難以實現。為此，本研究對影響計數的因素進行研究，制定個性化掃描速度，以期保證圖像質量，降低占機時間，提高工作效率[15-16]。

1　資料與方法

1.1一般資料

隨機選取1048例全身骨顯像患者影像資料進行研究，其中男性581例，女性467例。對患者注射99mTc-MDP(亞甲基二膦酸鹽)555～740 MBq(15～20 mCi)，候診等候2.5～6 h，使放射性藥物絕大部分濃聚在骨組織，期間飲水500～1000 mL，掃描前患者排尿，以消除尿液的放射性對盆骨圖像的影響，然后開始上機全身掃描成像。

1.2掃描方法

掃描設備為Symbia T SPECT。掃描方法：①患者頭在前平躺在掃描床上，頭頂上沿置于掃描床的固定位置(距離掃描床零位1～2 cm)，掃描床向后移動，直至頭部置于探頭下開始掃描；②掃描擺位前記錄患者的性別、年齡、身高及體重；③擺位過程中記錄擺位走床到胸部時前位探頭的計數率最大值及最低值；④走床結束后開始掃描前患者的頭、頸及肩部置于探頭下，記錄此時前位探頭計數率的最大值及最低值，然后開始掃描；⑤選中人體體表軌跡跟蹤功能，記錄所用的掃描速度；⑥掃描結束后記錄前后位圖像總計數。

1.3數據處理

為研究圖像質量與圖像計數等各因素的關系，將1048例患者的全身骨顯像掃描數據進行處理。由于掃描床的吸收，后位圖像的計數會低于前位圖像，對全身圖像，計數取決于掃描速度及患者身高，同樣的掃描速度其計數與身高成正比，而決定圖像質量則為單位長度上的計數。因此，鑒于前后位的計數差及身高的影響，將1048例患者的后位計數按照156 cm身高(40～69歲女性平均身高)的患者能獲得1 M計數進行標準化處理，得到獲得標準化計數所需的掃描速度，將該掃描速度為因變量，分別以擺位時患者頭、頸、肩部及胸部的最大計數率、最小計數率、平均計數率以及患者的性別、年齡、身高及體重為自變量，利用SPSS13軟件進行線性回歸，確定掃描速度與各自變量之間的關系。

2　結果

2.1全身骨顯像病例數據

2.1.1患者年齡分布

1048例全身骨顯像患者的平均年齡為(57.0±11.3)歲，中位年齡為58歲，其年齡分布如圖1所示。

圖1　1048例全身骨顯像患者的年齡分布圖

2.1.2患者身高分布

1048例全身骨顯像患者的平均身高為(165.9±7.9) cm，中位身高為166.0 cm，其身高分布如圖2所示。

圖2　1048例全身骨顯像患者的身高分布圖

2.1.3患者體重分布

1048例全身骨顯像患者的平均體重為(66.0±11.0) kg，中位體重為65.0 kg，其體重分布如圖3所示。

圖3　1048例全身骨顯像患者的體重分布圖

2.2全身骨顯像掃描數據

掃描過程中記錄的數據見表1。

掃描過程中記錄的數據為表1中的前9行，其中R胸max、R胸min及R胸mean分別為擺位走床到胸部時的計數率最大值、最小值及平均值；R頭頸肩max、R頭頸肩min及R頭頸肩mean分別為走床結束后開始掃描前頭、頸和肩部置于探頭下時計數率的最大值、最小值及平均值；Speedscan為掃描時的走床速度；N前、N后分別為掃描結束獲得的前、后位全身圖像的總計數。

表1　1048例全身骨顯像掃描數據

2.3標準化處理后的掃描速度

將1048例患者的后位計數按照156 cm身高的患者能獲得1 M計數進行標準化處理，得到獲得標準化計數所需的掃描速度(Speedstd)見表1中最后一行所示。

2.4線性回歸結果

將上述獲得標準化計數所需的掃描速度為因變量，分別以擺位時頭頸肩部及胸部的最大計數率、最小計數率、平均計數率及患者的性別(女性S=0，男性S=1)、年齡、身高及體重為自變量，利用SPSS 13軟件進行線性回歸。結果顯示，獲得標準化計數所需的掃描速度與性別、年齡、身高及體重均無顯著相關性，而與擺位時頭頸肩部及胸部的最大計數率、最小計數率及平均計數率均有顯著的相關性，其回歸方程式見表2。

2.5臨床應用

表2數據顯示，R頭頸肩min的相關性最佳，相關系數=0.914，回歸方程為公式1：

在臨床中掃描速度的設定均為整數，再考慮取得盡量多計數，故公式(1)可簡化為公式2：

并可以利用公式2通過口算方便快捷的得到掃描速度，使身高為156 cm以上的患者后位圖像獲得1 M以上的計數。

3　討論

全身骨顯像的放射性藥物常用99Tcm-亞甲基二膦酸鹽(99Tcm-MDP)，其價格低廉，顯示病變的機制為放射性示蹤劑吸附于骨表面，攝取的多少與局部成骨活性及血運情況有關?；继幑琴|代謝增高且血供豐富，引起放射性攝取相應的增高(放射性濃聚或“熱區”)；代謝降低且血運減少則放射性攝取減低(放射性稀疏或“冷區”)。當癌轉移灶直徑≥2 mm并有代謝功能改變時，骨掃描即可檢出。該檢測方法具有高的靈敏度，在有5%～15%的局部骨代謝變化時即可顯示出來，檢出時間早于X射線檢查[2]。因此，全身骨顯像是診斷骨轉移的首選檢查方式，在臨床中是其他影像技術不可替代的一項診斷方法。

在我國骨顯像檢查居核醫學顯像之首，在腫瘤醫院占影像核醫學工作量的三分之二以上，如何獲得高質量全身骨顯像，是影響臨床中診斷準確率的關鍵因素。獲得足夠的計數是保證圖像質量的重要因素，如何獲得期望的圖像計數，與多因素相關，注射藥物劑量、注射后的時間、患者攝取藥物的個體差異以及患者身高等均會對總計數有影響。選定固定的掃描速度對即使是相同身高的不同患者進行掃描，也會獲得差別大的總計數，導致相當部分的圖像達不到臨床診斷需求而影響診斷。對固定某一個患者，當掃描速度固定時計數與身高基本成正比，而決定圖像質量的應為單位面積或長度上的計數。因此，對不同身高的患者應采用不同的總計數標準。如對身高180 cm和150 cm的患者，如果均要求單幅圖像計數達到1 M，前者的圖像質量會低于后者，不能夠達到診斷要求。因此，對每個患者制定個性化的掃描方案，是保證所有患者圖像質量的最佳之選，而這方面的研究鮮有報道。

表2　逐步線性回歸結果

本研究考慮前后位的計數差及身高的影響，按照156 cm身高的患者后位計數獲得1 M計數為標準。由于進行骨顯像的患者大部分年齡為40～69歲，而按照最近的我國國民體質監測公報，該年齡段的女性平均身高為156 cm，男性平均身高為167 cm[17]。選擇156 cm的患者后位像能獲得1 M計數，保證了絕大部分患者的后位圖像計數＞1 M，由于掃描床通常對計數有10%的衰減，前位圖像計數會高于后位圖像約為10%，本研究的結果證實了這點。

在擺位過程中可獲得的與圖像總計數相關的數據有擺位時走床到胸部時的計數率最大值及最低值，走床結束后患者頭、頸及肩部置于探頭下時的計數率最大值及最低值。本研究結果顯示，擺位時走床結束后開始掃描前，頭頸肩部置于探頭下時計數率的最小值與掃描速度的相關性最大(見表2)，其原因為當頭、頸、肩及胸位于探頭下時掃描床已停止移動，保證了此時對每個患者探頭下對應的均為同一體位；而記錄胸部計數率時，胸廓隨呼吸而起伏，掃描床的移動難以保證每次記錄探頭對應的人體位置一致，會造成很大的記錄誤差。當探頭停止移動時，此時的計數率由于放射性漲落噪聲也不停的變化，由于噪聲的影響，計數率的最大值疊加了噪聲，使之產生失真，因此計數率的最小值與掃描速度相關性最大[18]。該值能反應人體骨組織的攝取程度，可以由此計算出達到確定的總計數所需的掃描速度。此時，掃描速度與頭、頸及肩部計數率成線性關系，其相關系數R=0.914，利用公式(2)可以很簡便地用該值來估算每個患者的掃描速度，實現個體化掃描速度的設定，進而保證每個患者圖像質量的總計數。

本研究結果顯示，獲得標準化計數所需的掃描速度與患者性別、年齡、身高及體重均無顯著相關性，表明當用身高對總計數進行標準化后其掃描速度與性別、年齡、身高及體重的相關性微弱，可以忽略，其原因為性別、年齡及體重均與身高相關，均為非獨立變量。

全身骨顯像圖像質量除了與總計數相關外還與系統成像分辨率及藥物質量等因素相關[19]。本研究只對如何獲得需要的總計數進行研究，對不同分辨率的成像系統或當藥物質量出現問題時，即使獲得了足夠的計數圖像質量也不盡相同。

綜上所述，根據擺位時頭頸肩部的計數率最小值，確定每個患者個體化掃描速度，保證圖像質量，并且提高工作效率。

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Influence factors of whole body bone imaging quality

CAO Zhong-nian, GENG Jian-hua,ZHENG Rong, et al

China Medical Equipment,2015,12(5)∶12-15.

Objective∶ To study the factors influencing the whole body bone imaging quality, individualize the scanning speed, and ensure the quality of the image, simultaneously to reduce the occupied time, and make sure of the working efficiency. Methods∶ The study was performed in 1048 cases of bone scanning. The relationship was analyzed between scanning speed of required content image counting of clinic need and the factors, the maximum value and minimum value of count rate of head, neck and shoulder and chest and the patient's sex, age, height, weight. Furthermore, the method of determining conveniently the scanning speed was achieved. Results∶ When the head, neck and shoulder were arranged under detector, the front minimum value of count rate(RHNS, min) correlated best with the scanning speed, and there was a good linear relationship between them: Speedstd=7RHNS, min+3. Conclusion∶ Individual scan speed setting was realized through estimating simply the scanning speed of each patient using the above Formula, then the total count for each patient could be acquired. Thus, the imaging quality of patient was guaranteed.

Whole body bone imaging; Image quality; Scanning speed; Individualization

1672-8270(2015)05-0012-04

R817.4

A

中國癌癥基金會北京希望馬拉松專項(LC2007B37)“斷層融合骨顯像與全身骨顯像對骨轉移診斷的比較研究”①中國醫學科學院腫瘤醫院核醫學科 北京 100021

gengjean@163.com

2015-01-16