胸部18F—FDG符合線路SPECT/CT圖像質量影響因素分析

曹寶霞 李多 呂平欣

[摘要] 目的 通過分析胸部18F-FDG符合線路圖像質量的影響因素，探討提高符合線路圖像質量的方法。 方法 收集2016年12月～2017年2月于首都醫科大學附屬北京胸科醫院行胸部18F-FDG符合線路顯像患者100例。對100例胸部符合線路圖像質量進行目測評價，分為優、良、差三組，圖像質量優12例，良72例，差16例。同時測量肺野、胸壁、大血管及肝臟的放射性計數值及標準差（SD），分析主觀評價的圖像質量與客觀測量值的關系。記錄患者年齡、性別、身高、體重、血糖、氟脫氧葡萄糖（FDG）注射劑量、檢查次序、探頭1和2的放射性計數值、符合計數率、注射與掃描間隔時間，分析以上因素對圖像質量的影響。 結果 體重指數（BMI）、每公斤體重注射劑量及注射藥物與掃描間隔時間在三組圖像質量之間差異有統計學意義（均P < 0.01）。三組圖像質量中肺野放射性計數、胸壁放射性計數及肝臟放射性計數比較，差異有統計學意義（均P < 0.01）。三組圖像質量的胸壁、大血管及肝臟SD值差異有統計學意義（均P < 0.05）。圖像質量與符合計數率呈中度正相關（r = 0.505，P < 0.01），與BMI呈低度負相關（r = -0.473，P < 0.01），與每公斤體重注射劑量呈低度正相關（r = 0.343，P < 0.01）。 結論 主觀圖像質量評價與客觀測量值的一致性好。BMI是影響圖像質量的最主要因素，注射最佳劑量的FDG和控制合適的注射與掃描間隔時間有利于獲得良好質量的圖像。

[關鍵詞] 氟代脫氧葡萄糖；符合線路；單光子發射計算機斷層掃描；圖像質量

[中圖分類號] R730.55 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）06（a）-0126-04

[Abstract] Objective To discuss the method that can improve the image quality of chest 18F-FDG SPECT coincidence imaging through analysis of the factors that affect the image quality. Methods The chest coincidence imaging of 100 patients in Beijing Chest Hospital， Capital Medical University from December 2016 to February 2017 were obtained. The imaging quality was classified as excellent in 12 cases， good in 72 cases and poor in 16 cases. The radioactivity counting and the standard deviation （SD） value of lung， chest wall， main vessel and liver were recorded. The relationship of subjective image quality and the objective value was analyzed. The patients' age， gender， height， body weight， blood glucose， injected FDG dose， check order， probe 1 and 2 of the radioactivity counting and coincidence rate， injection and scanning time interval were also recorded. The influences of above factors on image quality were analyzed. Results There was a significant difference of BMI， injected FDG dose of per kilogram body weight and the time interval between the injections and scan among the three groups （all P < 0.01）. There was a significant difference in the radioactivity count of lung， chest wall， and liver among the three groups （all P < 0.01）. There was a significant difference in SD value of the chest wall， large vessels and liver among the three groups （all P < 0.05）. There was moderate correlation of the image quality and the coincidence rate （r = 0.505， P < 0.01）， BMI was negatively correlated with image quality （r = -0.473， P < 0.01）， while the injected FDG dose of per kilogram body weight was positively correlated with image quality （r = 0.343， P < 0.01）. Conclusion The subjective image quality evaluation is in good agreement with the objective measured values. BMI is the most important factor that affects the image quality. The best dose of injected FDG and the appropriate injection and scanning time interval are beneficial to obtain the good quality image.

[Key words] 18F-fluorodexxyglucose； Coincidence imaging； SPECT/CT； Image quality

分子影像技術——PET/CT是當今核醫學領域較先進的顯像儀器，其臨床應用價值已得到充分肯定。但由于儀器昂貴并且屬于甲類醫療設備，PET/CT需要衛生部配置證，檢查費目前尚未進入醫保等具體問題，臨床應用受一定限制[1]。雙探頭SPECT機上進行符合探測，既實現了正電子斷層成像，又兼備SPECT斷層顯像功能，達到一機兩用的目的[2-5]。雖然雙探頭符合線路的分辨率還不能和PET圖像相比，但其圖像質量已滿足臨床診斷需要，應用于全身多個部位疾病的診斷及鑒別診斷[6-9]。優質的圖像對做出正確的診斷及臨床決策至關重要，雖然PET與SPECT/CT符合線路顯像均能實現正電子顯像，但是仍然存在硬件及軟件的諸多差異，所以探討符合顯像SPECT/CT顯像的影響因素，提高圖像質量對其普及應用及提高臨床應用價值有重要意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2016年12月～2017年2月于首都醫科大學附屬北京胸科醫院行胸部18F-氟脫氧葡萄糖（FDG）符合線路顯像患者100例。納入患者均嚴格按照規范流程完成檢查。患者檢查前禁食至少6 h，排除餐后檢查的患者。靜脈注射18F-FDG 185～322 MBq（每公斤體重約3.7 MBq），有注射外溢的患者排除本研究。囑患者平躺安靜休息35～75 min。記錄患者身高、體重，計數體重指數（BMI）=體重/身高的平方。并且記錄患者血糖值、注射FDG劑量并計算每公斤體重劑量、注藥與檢查間隔時間、檢查次序。

1.2 觀察指標及檢測方法

使用儀器為GE公司的InfiniaVC Hawkeye 4 SPECT/CT儀。晶體厚度1英寸。顯像劑：18F-FDG，北京原子高科股份有限公司提供。SPECT/CT儀先行CT平掃，范圍由頸部至肺底，掃描參數：層厚5 mm，螺距1.9，管電壓140 kV，管電流2.5 mA；后行連續步進式符合探測，圖像采集設定能峰511 keV，窗寬20%，矩陣128×128。連續快速旋轉采集25 min后經CT衰減校正后，經有序子集最大期望值迭代法（ordered subset expectation maximization，OSEM）重建算法處理，利用Xeleris后處理工作站進行后處理，獲得橫斷面、矢狀面和冠狀面斷層圖，圖像傳輸至Locus圖像處理及報告系統進行數據測量。記錄開始采集時探頭1和2接收到的放射性計數值和符合計數率。

1.3 圖像質量評價

根據目測圖像質量分為優、良、差3個等級，優：圖像細膩清晰，無明顯顆粒感，層次及對比度好；良：有輕度顆粒感，但層次及對比對良好；差：圖像顆粒感明顯，層次對比度不佳。圖像質量的評價由3位核醫學醫師共同完成（分別有9、12年和15年的核醫學工作經驗，對3位醫師評價不一致的病例采用多數人的意見。在Locus工作站進行數據測量，分別測量縱隔、肺野、大血管及肝臟的放射性計數平均值及標準差（standard deviation，SD）值。測量方法為將面積1 cm2的ROI放置于相應部位。胸壁測量選擇前上胸壁區放射性較均勻部位，肺野測量選擇肺野中帶，大血管測量選擇主動脈弓部位，肝臟測量選擇放射性分布較均勻區。

1.4 統計學方法

采用SPSS 17.0統計學軟件進行數據分析，計數資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料用均數±標準差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD檢驗；應用Pearson相關分析分析各因素間的相關性，r≥0.8為高度相關；0.5≤ r < 0.8為中度相關；0.3≤ r <0.5為低度相關；r < 0.3為不相關。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本臨床資料分析

100例患者中，男68例，女32例；年齡26～86歲，平均（62.0±11.6）歲。空腹血糖值4.1～9.7 mmol/L；圖像質量優12例，良72例，差16例。優、良、差三組的男女比例分別為11︰1、1.7︰1和2︰1，差異無統計學意義（P = 0.073）。優、良、差3組圖像質量患者的平均年齡比較，差異無統計學意義（P = 0.616）。BMI、每公斤體重注射劑量及注射藥物與掃描間隔時間在三組圖像質量之間差異有統計學意義（P < 0.001、P = 0.001、P = 0.003）（表1）。

2.2 三組患者客觀測量值對比

三組圖像質量的胸壁、大血管及肝臟SD值差異有統計學意義（P = 0.023、0.012、0.016），肺野SD值差異無統計學意義（P = 0.597）。三組圖像質量中肺野放射性計數、胸壁放射性計數及肝放射性計數差異有統計學意義（P = 0.004、0.011、0.001），三組大血管放射性計數差異無統計學意義（P = 0.549）。見表2。

2.3 圖像質量與影響因素相關性分析

圖像質量與符合計數率呈中度正相關（r = 0.505， P < 0.001），與BMI呈低度負相關（r = -0.473，P < 0.001），與每公斤體重注射劑量呈低度正相關（r = 0.343， P < 0.001）。符合計數率與BMI呈低度負相關（r = -0.405，P < 0.001），與每公斤體重注射劑量呈低度正相關（r = 0.35，P < 0.001）。注射藥物與檢查間隔時間與檢查次序呈高度正相關（r = 0.595，P < 0.001）。

3 討論

隨著核醫學的發展，人們已經不滿足于定性地觀察圖像，對于圖像質量的要求日益成為臨床應用和基礎研究的需求。符合線路SPECT設備比PET價格便宜，并兼備有單光子SPECT顯像和18F正電子探測功能。研符合線路圖像質量的究影響因素，獲得最佳質量的符合線路圖像，能更好地滿足臨床診療需求，最大化地實現符合線路SPECT/CT的價值。

圖像質量控制對臨床診療及多中心的研究影響重大[10-11]，PET圖像質量控制的研究有的選擇主觀分為優、良、差三組[12]，客觀測量值通常選擇測量肝臟的信噪比[13-15]。然而，由于成像過程的復雜性往往使SPECT圖像不能嚴格對應藥物的活度濃度分布，目前尚沒有像PET/CT的標準攝取值（standard uptake value，SUV）一樣的定量指標，也沒有反映符合線路圖像質量的客觀指標[16-17]。本研究測量了胸壁、肺組織、大血管及肝臟的放射性計數值及SD值，擬尋找合適的反映符合線路SPECT/CT圖像質量的客觀值。本研究結果提示胸壁、大血管及肝臟的SD值能反映圖像質量，在優、良、差三組間差異有統計學意義。SD值通過反映變量值的離散程度，代表了圖像的不均一性，SD值高的圖像目測顆粒感明顯。

相關研究顯示，大體重患者PET/CT圖像質量較正常體重患者圖像質量差，這是由于正電子在體內湮滅事件中發出的光子在體內的運動軌跡更長，光子與組織發生康普頓散射的概率更大，所以大體重患者的散射符合增加。機器探測到的符合包括真符合、散射符合和隨機符合[2]，當散射符合與真符合的比例增加后，同樣采集和重建條件下圖像質量下降。如何提高大體重患者PET圖像質量也是PET技術的關注熱點[18-19]，方法包括利用合適的采集及重建方法，最優的注射劑量[20]，延長采集時間[15]等方法。本研究結果提示符合線路SPECT/CT圖像質量同樣與體重相關，與BMI呈負相關，同時與符合計數率及每公斤體重注射劑量呈正相關，而影響符合計數率的因素同樣也是BMI和每公斤體重注射劑量，因此對于大體重患者提高圖像質量的關鍵仍然是注射最優劑量的放射性藥物[20]。符合線路SPECT/CT采集時間較PET/CT長，延遲采集時間患者耐受度差，因此不能將延長采集時間作為提高圖像質量的主要方法。本研究中重建方法采用的是OSEM，在采集計數低的時候迭代次數增加，這也解釋了圖像質量越差時肺野、大血管及胸壁的平均計數值越高。

注射藥物與掃描的間隔時間在3組圖像質量中有差異，而掃描間隔時間與檢查次序呈正相關，這提示我們在工作中要根據實際患者的掃描進度合理安排患者注藥時間，控制合適的注射藥物與掃描間隔時間。

綜上所述，本研究結果提示影響圖像質量的因素包括BMI、每公斤體重注射劑量及注射藥物與掃描間隔時間。其中BMI是最主要的影響因素，同時也是不能控制的客觀條件，實際工作中可以通過注射最優劑量的藥物，同時控制合適的注射藥物與掃描的間隔時間來獲得良好質量的圖像。

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