胸部18F—FDG符合線路SPECT/CT圖像質(zhì)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(zhì)量的影響因素，探討提高符合線路圖像質(zhì)量的方法。 方法 收集2016年12月～2017年2月于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院行胸部18F-FDG符合線路顯像患者100例。對(duì)100例胸部符合線路圖像質(zhì)量進(jìn)行目測(cè)評(píng)價(jià)，分為優(yōu)、良、差三組，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)12例，良72例，差16例。同時(shí)測(cè)量肺野、胸壁、大血管及肝臟的放射性計(jì)數(shù)值及標(biāo)準(zhǔn)差（SD），分析主觀評(píng)價(jià)的圖像質(zhì)量與客觀測(cè)量值的關(guān)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(jì)數(shù)值、符合計(jì)數(shù)率、注射與掃描間隔時(shí)間，分析以上因素對(duì)圖像質(zhì)量的影響。 結(jié)果 體重指數(shù)（BMI）、每公斤體重注射劑量及注射藥物與掃描間隔時(shí)間在三組圖像質(zhì)量之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.01）。三組圖像質(zhì)量中肺野放射性計(jì)數(shù)、胸壁放射性計(jì)數(shù)及肝臟放射性計(jì)數(shù)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.01）。三組圖像質(zhì)量的胸壁、大血管及肝臟SD值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.05）。圖像質(zhì)量與符合計(jì)數(shù)率呈中度正相關(guān)（r = 0.505，P < 0.01），與BMI呈低度負(fù)相關(guān)（r = -0.473，P < 0.01），與每公斤體重注射劑量呈低度正相關(guān)（r = 0.343，P < 0.01）。 結(jié)論 主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)與客觀測(cè)量值的一致性好。BMI是影響圖像質(zhì)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(shí)間有利于獲得良好質(zhì)量的圖像。

[關(guān)鍵詞] 氟代脫氧葡萄糖；符合線路；單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描；圖像質(zhì)量

[中圖分類號(hào)] R730.55 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 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(shù)——PET/CT是當(dāng)今核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較先進(jìn)的顯像儀器，其臨床應(yīng)用價(jià)值已得到充分肯定。但由于儀器昂貴并且屬于甲類醫(yī)療設(shè)備，PET/CT需要衛(wèi)生部配置證，檢查費(fèi)目前尚未進(jìn)入醫(yī)保等具體問題，臨床應(yīng)用受一定限制[1]。雙探頭SPECT機(jī)上進(jìn)行符合探測(cè)，既實(shí)現(xiàn)了正電子斷層成像，又兼?zhèn)銼PECT斷層顯像功能，達(dá)到一機(jī)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(zhì)量已滿足臨床診斷需要，應(yīng)用于全身多個(gè)部位疾病的診斷及鑒別診斷[6-9]。優(yōu)質(zhì)的圖像對(duì)做出正確的診斷及臨床決策至關(guān)重要，雖然PET與SPECT/CT符合線路顯像均能實(shí)現(xiàn)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(zhì)量對(duì)其普及應(yīng)用及提高臨床應(yīng)用價(jià)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(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)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(yán)格按照規(guī)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(jì)數(shù)體重指數(shù)（BMI）=體重/身高的平方。并且記錄患者血糖值、注射FDG劑量并計(jì)算每公斤體重劑量、注藥與檢查間隔時(shí)間、檢查次序。

1.2 觀察指標(biāo)及檢測(cè)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(shù)：層厚5 mm，螺距1.9，管電壓140 kV，管電流2.5 mA；后行連續(xù)步進(jìn)式符合探測(cè)，圖像采集設(shè)定能峰511 keV，窗寬20%，矩陣128×128。連續(xù)快速旋轉(zhuǎn)采集25 min后經(jīng)CT衰減校正后，經(jīng)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(jìn)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(bào)告系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。記錄開始采集時(shí)探頭1和2接收到的放射性計(jì)數(shù)值和符合計(jì)數(shù)率。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)目測(cè)圖像質(zhì)量分為優(yōu)、良、差3個(gè)等級(jí)，優(yōu)：圖像細(xì)膩清晰，無(wú)明顯顆粒感，層次及對(duì)比度好；良：有輕度顆粒感，但層次及對(duì)比對(duì)良好；差：圖像顆粒感明顯，層次對(duì)比度不佳。圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)由3位核醫(yī)學(xué)醫(yī)師共同完成（分別有9、12年和15年的核醫(yī)學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)3位醫(yī)師評(píng)價(jià)不一致的病例采用多數(shù)人的意見。在Locus工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，分別測(cè)量縱隔、肺野、大血管及肝臟的放射性計(jì)數(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD）值。測(cè)量方法為將面積1 cm2的ROI放置于相應(yīng)部位。胸壁測(cè)量選擇前上胸壁區(qū)放射性較均勻部位，肺野測(cè)量選擇肺野中帶，大血管測(cè)量選擇主動(dòng)脈弓部位，肝臟測(cè)量選擇放射性分布較均勻區(qū)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)；應(yīng)用Pearson相關(guān)分析分析各因素間的相關(guān)性，r≥0.8為高度相關(guān)；0.5≤ r < 0.8為中度相關(guān)；0.3≤ r <0.5為低度相關(guān)；r < 0.3為不相關(guān)。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)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(zhì)量?jī)?yōu)12例，良72例，差16例。優(yōu)、良、差三組的男女比例分別為11︰1、1.7︰1和2︰1，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P = 0.073）。優(yōu)、良、差3組圖像質(zhì)量患者的平均年齡比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(shí)間在三組圖像質(zhì)量之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.001、P = 0.001、P = 0.003）（表1）。

2.2 三組患者客觀測(cè)量值對(duì)比

三組圖像質(zhì)量的胸壁、大血管及肝臟SD值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P = 0.023、0.012、0.016），肺野SD值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P = 0.597）。三組圖像質(zhì)量中肺野放射性計(jì)數(shù)、胸壁放射性計(jì)數(shù)及肝放射性計(jì)數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P = 0.004、0.011、0.001），三組大血管放射性計(jì)數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P = 0.549）。見表2。

2.3 圖像質(zhì)量與影響因素相關(guān)性分析

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

3 討論

隨著核醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)不滿足于定性地觀察圖像，對(duì)于圖像質(zhì)量的要求日益成為臨床應(yīng)用和基礎(chǔ)研究的需求。符合線路SPECT設(shè)備比PET價(jià)格便宜，并兼?zhèn)溆袉喂庾覵PECT顯像和18F正電子探測(cè)功能。研符合線路圖像質(zhì)量的究影響因素，獲得最佳質(zhì)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(shí)現(xiàn)符合線路SPECT/CT的價(jià)值。

圖像質(zhì)量控制對(duì)臨床診療及多中心的研究影響重大[10-11]，PET圖像質(zhì)量控制的研究有的選擇主觀分為優(yōu)、良、差三組[12]，客觀測(cè)量值通常選擇測(cè)量肝臟的信噪比[13-15]。然而，由于成像過程的復(fù)雜性往往使SPECT圖像不能嚴(yán)格對(duì)應(yīng)藥物的活度濃度分布，目前尚沒有像PET/CT的標(biāo)準(zhǔn)攝取值（standard uptake value，SUV）一樣的定量指標(biāo)，也沒有反映符合線路圖像質(zhì)量的客觀指標(biāo)[16-17]。本研究測(cè)量了胸壁、肺組織、大血管及肝臟的放射性計(jì)數(shù)值及SD值，擬尋找合適的反映符合線路SPECT/CT圖像質(zhì)量的客觀值。本研究結(jié)果提示胸壁、大血管及肝臟的SD值能反映圖像質(zhì)量，在優(yōu)、良、差三組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(cè)顆粒感明顯。

相關(guān)研究顯示，大體重患者PET/CT圖像質(zhì)量較正常體重患者圖像質(zhì)量差，這是由于正電子在體內(nèi)湮滅事件中發(fā)出的光子在體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡更長(zhǎng)，光子與組織發(fā)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(jī)器探測(cè)到的符合包括真符合、散射符合和隨機(jī)符合[2]，當(dāng)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(zhì)量下降。如何提高大體重患者PET圖像質(zhì)量也是PET技術(shù)的關(guān)注熱點(diǎn)[18-19]，方法包括利用合適的采集及重建方法，最優(yōu)的注射劑量[20]，延長(zhǎng)采集時(shí)間[15]等方法。本研究結(jié)果提示符合線路SPECT/CT圖像質(zhì)量同樣與體重相關(guān)，與BMI呈負(fù)相關(guān)，同時(shí)與符合計(jì)數(shù)率及每公斤體重注射劑量呈正相關(guān)，而影響符合計(jì)數(shù)率的因素同樣也是BMI和每公斤體重注射劑量，因此對(duì)于大體重患者提高圖像質(zhì)量的關(guān)鍵仍然是注射最優(yōu)劑量的放射性藥物[20]。符合線路SPECT/CT采集時(shí)間較PET/CT長(zhǎng)，延遲采集時(shí)間患者耐受度差，因此不能將延長(zhǎng)采集時(shí)間作為提高圖像質(zhì)量的主要方法。本研究中重建方法采用的是OSEM，在采集計(jì)數(shù)低的時(shí)候迭代次數(shù)增加，這也解釋了圖像質(zhì)量越差時(shí)肺野、大血管及胸壁的平均計(jì)數(shù)值越高。

注射藥物與掃描的間隔時(shí)間在3組圖像質(zhì)量中有差異，而掃描間隔時(shí)間與檢查次序呈正相關(guān)，這提示我們?cè)诠ぷ髦幸鶕?jù)實(shí)際患者的掃描進(jìn)度合理安排患者注藥時(shí)間，控制合適的注射藥物與掃描間隔時(shí)間。

綜上所述，本研究結(jié)果提示影響圖像質(zhì)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(shí)間。其中BMI是最主要的影響因素，同時(shí)也是不能控制的客觀條件，實(shí)際工作中可以通過注射最優(yōu)劑量的藥物，同時(shí)控制合適的注射藥物與掃描的間隔時(shí)間來(lái)獲得良好質(zhì)量的圖像。

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