采集時間、注射藥量與正電子發(fā)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(xù)時間和正電子發(fā)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(fā)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(xié)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(shù)據(jù)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(yī)學科醫(yī)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(yī)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(yī)生進行圖像診斷。

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

1.4 統(tǒng)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(tǒng)計學意義。

2 結果

對9例患者進行VIP采集的原始數(shù)據(jù)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(jù)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(shù)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(qū)計數(shù)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(shù)以及適當?shù)膱D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(shù)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(shù)處于相對飽和狀態(tài)。當劑量繼續(xù)遞增時,會出現(xiàn)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(shù)則處于癱瘓狀態(tài),造成圖像的計數(shù)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(shù)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(jù),大致判斷出顯像時間正常肝臟組織的預期放射性計數(shù),據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)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(yī)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(fā)射體層顯像[M].北京:中國科技出版社,2001:41-42.