CT衰減校正對(duì)SPECT心肌灌注顯像圖像質(zhì)量的影響

黃克敏 HUANG Kemin

馮彥林 FENG Yanlin

溫廣華 WEN Guanghua

梁偉棠 LIANG Weitang

李 林 LI Lin

馮葉霞 FENG Yexia

陳麗瑩 CHEN Liying

CT衰減校正對(duì)SPECT心肌灌注顯像圖像質(zhì)量的影響

Infuence of CT Attenuation Correction on SPECT Image Quality of Myocardial Perfusion

黃克敏 HUANG Kemin

馮彥林 FENG Yanlin

溫廣華 WEN Guanghua

梁偉棠 LIANG Weitang

李 林 LI Lin

馮葉霞 FENG Yexia

陳麗瑩 CHEN Liying

目的探討CT衰減校正（CTAC）對(duì)SPECT心肌灌注顯像圖像質(zhì)量的影響。資料與方法99Tcm-甲氧基異丁基異腈SPECT/CT心肌灌注顯像110例，均重建CTAC和無(wú)衰減校正（NOAC）圖像，觀察CT和SPECT圖像的配準(zhǔn)情況，對(duì)配準(zhǔn)不良者進(jìn)行重新配準(zhǔn)。比較CTAC和NOAC圖像及配準(zhǔn)前后CTAC左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)的差異和圖像差異，并進(jìn)行性別和體重指數(shù)分層比較。結(jié)果CTAC圖像左心室下后壁、間壁和側(cè)壁的放射性計(jì)數(shù)百分比明顯高于NOAC圖像（t=21.68、9.265、5.067，P＜0.01），心尖部則明顯低于NOAC圖像（t=－12.834，P＜0.01）。其中，男性下后壁CTAC和NOAC放射性計(jì)數(shù)百分比的差異明顯高于女性（t=6.922、4.583，P＜0.01）；高體重指數(shù)者心尖部放射性計(jì)數(shù)百分比的差異明顯高于正常體重指數(shù)者（t=2.621，P＜0.05）。與NOAC圖像比較，CTAC圖像有63.6%出現(xiàn)下后壁放射性明顯增加，男性明顯高于女性（χ2=17.267，P＜0.01）；有38.2%出現(xiàn)心尖部放射性明顯減低，高體重指數(shù)者明顯高于正常體重指數(shù)者（χ2=4.864，P＜0.05）。110例受檢者中有52.7%出現(xiàn)不同程度的圖像配準(zhǔn)不良，重新配準(zhǔn)后前壁、心尖部和側(cè)壁的放射性明顯增加（t=7.931、2.385、8.32，P＜0.05）。結(jié)論CTAC可明顯改善左心室下后壁、間壁和側(cè)壁的放射性分布，但對(duì)心尖部的補(bǔ)償相對(duì)不足；CT和SPECT圖像配準(zhǔn)不良可明顯影響前壁、心尖部和側(cè)壁的放射性分布。

心??；灌注成像；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；體層攝影術(shù)，發(fā)射型計(jì)算機(jī)，單光子；衰減校正；99m锝甲氧基異丁基異腈；圖像處理，計(jì)算機(jī)輔助< class="emphasis_bold">【Abstract】Purpose

PurposeTo evaluate the effects of CT attenuation correction on SPECT image quality of myocardial perfusion.Materials and MethodsOne hundred and ten patients underwent SPECT/CT scan after myocardial perfusion with99Tcm-methoxy isobutyl isouitril. Both CT attenuation correction (CTAC) images and no attenuation correction (NOAC) images were reconstructed for all the patients. The SPECT/CT images were observed and the reregistration was carried out for those misregistrated SPECT/ CT images. The image quality of CTAC and NOAC and the differences in radiocounting among each wall section of left ventricle(LV) before and after reregistration were compared, and gender and body weight were also stratified in the study.ResultsThe percentages of radiocounting in LV inferior-posterior, septal and lateral walls were all significant higher in CTAC images than those in NOAC images (t=21.68, 9.265 and 5.067, P＜0.01), but that in the apex wall was signifcant lower in CTAC images (t=－12.834, P＜0.01). Moreover, the percentage of radiocounting in the inferior-posterior wall in males was significantly higher than that in females (t=6.922 and 4.583, P＜0.01), and that in apex wall was signifcant higher in the overweight than in the normal (t=2.621, P＜0.05). Compared with NOAC images, 63.6% CTAC images showed increased radioactivity in the inferior-posterior wall, and that in males was significantly higher than that in females (χ2=17.267, P＜0.01); 38.2% presented decreased radioactivity in the apex wall, and the percentage in overweight was significantly higher than that in normal weight (χ2=4.864, P＜0.05). Fifty-eight out of 110 cases (52.7%) showed a misregistration between CT and SPECT images, and the radioactivity distribution increased in anterior, apex and lateral walls after reregistration.ConclusionThe CTAC image could improve radioactivity distribution in LV inferior-posterior, septal and lateral walls significantly, but it is not sufficient for radioactivity distribution in apex wall; the CT/SPECT image misregistration can affect the radioactivity distribution in anterior, apex and lateral walls.

Myocardium; Perfusion imaging; Tomography, X-ray computed; Tomography, emission-computed, single-photon; Attenuation correction; Technetium Tc 99m sestamibi; Image processing, computer-assisted

在SPECT心肌灌注顯像中，心臟周圍組織器官的衰減所產(chǎn)生的衰減偽影是其診斷結(jié)果出現(xiàn)假陽(yáng)性的重要原因之一。采用CT衰減校正（CT attenuation correction，CTAC）可以明顯改善左心室各壁段的放射性分布，減少衰減偽影，對(duì)提高冠心病診斷的準(zhǔn)確性和特異性具有重要作用[1]，但由各種原因引起的衰減校正錯(cuò)誤也會(huì)嚴(yán)重影響斷層圖像質(zhì)量[2]。本研究通過(guò)比較CTAC和無(wú)衰減校正（no attenuation correction，NOAC）圖像左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)的差異和圖像差異，以及在不同性別和不同體重指數(shù)（body mass index，BMI）受檢者間的差異，探討CTAC對(duì)SPECT心肌灌注顯像圖像質(zhì)量的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析佛山市第一人民醫(yī)院的110例99Tcm-甲氧基異丁基異腈（methoxy isobutyl isonitrile，MIBI）靜息心肌灌注顯像受檢者，其中男59例，女51例；正常BMI受檢者54例（BMI 18.3～23.9 kg/m2），高BMI（超重和肥胖）受檢者56例（BMI 24.0～34.7 kg/m2）[3]；年齡31～77歲，平均（57.2±13.2）歲。每例受檢者均經(jīng)臨床表現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)心電圖、超聲檢查等資料顯示冠心病的可能性較低，所有受檢者均進(jìn)行CTAC。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)電影顯示證實(shí)所有受檢者均無(wú)位移。

1.2 儀器與方法 采用西Siemens SYBMIA T16 SPECT/ CT儀，配低能高分辨準(zhǔn)直器，顯像劑為99Tcm-MIBI，由廣州市原子高科同位素醫(yī)藥有限公司提供，放化純度＞95%。所有受檢者靜脈注射99Tcm-MIBI 740 MBq，45 min后口服脂餐，90 min后進(jìn)行顯像。先進(jìn)行SPECT采集，兩個(gè)探頭成相對(duì)90°，采用橢圓軌跡進(jìn)行人體跟蹤采集，探頭由右前斜45°至左后斜45°共旋轉(zhuǎn)180°，每幀采集30 s，共采集32幀。矩陣64×64，放大倍數(shù)1.45。然后進(jìn)行CT掃描，掃描參數(shù)為管電壓120 kV，管電流50 mAs，層厚10 mm，螺距1.0。

1.3 圖像處理 使用有序子集最大期望值法進(jìn)行圖像重建，重建參數(shù)為8子集，6次迭代，利用CT數(shù)據(jù)進(jìn)行CTAC，同時(shí)觀察CT和SPECT圖像的對(duì)位情況，對(duì)于出現(xiàn)配準(zhǔn)不良的受檢者進(jìn)行手動(dòng)配準(zhǔn)后重新進(jìn)行CTAC。獲得所有受檢者CTAC和NOAC圖像。

1.4 數(shù)據(jù)分析 利用儀器的定量計(jì)算軟件（QPS 2009）獲得所有受檢者CTAC和NOAC圖像左心室的靶心圖，將靶心圖分成前壁、側(cè)壁、間壁、心尖部和下后壁5個(gè)壁段，以靶心圖內(nèi)最高放射性計(jì)數(shù)為100%，計(jì)算左心室各壁段的放射性計(jì)數(shù)百分比。比較CTAC和NOAC圖像左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)的差異，以及在不同性別和不同BMI受檢者間的差異，同時(shí)比較CT和SPECT圖像重新配準(zhǔn)前后CTAC圖像左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)的差異。

1.5 圖像分析 由3位具有中級(jí)以上職稱的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師對(duì)所有圖像進(jìn)行目測(cè)定性觀察，與NOAC圖像比較，對(duì)CTAC圖像左心室各壁段放射性分布情況進(jìn)行評(píng)分，將其分為：0為無(wú)變化，－1為輕微減低，－2為明顯減低，1為輕微增加，2為明顯增加。同時(shí)比較CT和SPECT圖像重新配準(zhǔn)前后其CTAC圖像的差異，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)同上，以其中2位醫(yī)師的一致意見(jiàn)為最終結(jié)果。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，兩組數(shù)據(jù)間的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，率的比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CTAC和NOAC圖像左心室各壁段平均放射性計(jì)數(shù)百分比的比較 CTAC圖像左心室下后壁、間壁和側(cè)壁的放射性計(jì)數(shù)百分比明顯高于NOAC圖像（t=21.68、9.265、5.067，P＜0.01），心尖部則明顯低于NOAC（t=－12.834，P＜0.01），前壁在兩者間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=－0.542，P＞0.05），見(jiàn)表1。在不同性別受檢者中，男性受檢者下后壁、間壁CTAC和NOAC放射性計(jì)數(shù)百分比的差異明顯高于女性受檢者（t=6.922、4.583，P＜0.01），見(jiàn)表2。在不同BMI受檢者中，高BMI受檢者心尖部CTAC和NOAC放射性計(jì)數(shù)百分比的差異明顯高于正常BMI受檢者（t=2.621，P＜0.05），其余各壁段在正常BMI和高BMI受檢者間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表3。

表1 CTAC和NOAC圖像左心室各壁段平均放射性計(jì)數(shù)百分比比較 （%）

2.2 CTAC和NOAC圖像的比較 CTAC圖像可明顯提高左心室下后壁的放射性，但同時(shí)也明顯減低了心尖部的放射性（圖1）。110例受檢者CTAC圖像左心室各壁段放射性分布評(píng)分見(jiàn)表4。與NOAC圖像比較，CTAC圖像中有63.6%（70/110）的受檢者下后壁放射性出現(xiàn)明顯增加，其中男性受檢者的比例明顯高于女性受檢者[81.4%（48/59）比43.1%（22/51），χ2=17.267，P＜0.01]，而高BMI和正常BMI受檢者間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[62.5%（35/56） 比64.8%（35/54） ，χ2=0.064，P＞0.05]； 有 38.2%（42/110）的受檢者心尖部放射性出現(xiàn)明顯減低，其中高BMI受檢者的比例明顯高于正常BMI受檢者[48.2%（27/56）比27.8%（15/54），χ2=4.864，P＜0.05]，而男性和女性受檢者間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[37.3%（22/59）比39.2%（20/51），χ2=0.043，P＞0.05]。 同 時(shí)， 左 心 室前壁分別有24.5%（27/110）的受檢者出現(xiàn)放射性增加，31.8%（35/110）的受檢者出現(xiàn)放射性減低。

表2 男性和女性受檢者間CTAC和NOAC圖像左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)百分比的比較 （%）

表3 正常BMI和高BMI受檢者間CTAC和NOAC圖像左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)百分比的比較 （%）

圖1 男，76歲，BMI=25.2 kg/m2。NOAC圖像顯示左心室下后壁放射性明顯減低（A）；CTAC圖像顯示下后壁放射性分布明顯改善，但心尖部出現(xiàn)新的放射性減低區(qū)（B）

2.3 重新配準(zhǔn)前后CTAC圖像左心室各壁段放射性計(jì)數(shù)的差異 110例受檢者中有52.7%（58/110）出現(xiàn)不同程度的圖像配準(zhǔn)不良，配準(zhǔn)不良的平均幅度為（0.53±1.94）cm，其中單一方向的配準(zhǔn)不良占70.7%（41/58），多方向的配準(zhǔn)不良占29.3%（17/58）。圖像配準(zhǔn)不良的受檢者重新配準(zhǔn)前后左心室各壁段平均放射性計(jì)數(shù)百分比見(jiàn)表5。重新配準(zhǔn)后前壁、心尖部和側(cè)壁的放射性計(jì)數(shù)百分比增加（t=7.931、2.385、8.32，P＜0.05、P＜0.01），而下后壁和間壁的放射性計(jì)數(shù)百分比減少（t=－2.654、－2.048，P＜0.05、P＜0.01）。CT和SPECT圖像重新配準(zhǔn)后分別有34.5%（20/58）、20.7%（12/58）和19.0%（11/58）的受檢者出現(xiàn)前壁、心尖部和側(cè)壁放射性增加，有8.6%（5/58）的受檢者出現(xiàn)下后壁放射性減低（圖2）。

圖2 男，56歲，BMI=26.3 kg/m2。NOAC圖像顯示前壁放射性分布正常（A）；CT和SPECT圖像配準(zhǔn)不良的CTAC圖像，CT圖像分別向X軸和Y軸方向移位9 mm和5 mm，其前壁和心尖部放射性明顯減低（B）；對(duì)CT和SPECT圖像重新配準(zhǔn)后的CTAC圖像，其前壁放射性明顯增加（C）

表4 110例受檢者CTAC圖像左心室各壁段的放射性分布評(píng)分 （例）

表5 58例圖像配準(zhǔn)不良受檢者重新配準(zhǔn)前后左心室各壁段平均放射性計(jì)數(shù)百分比的比較 （%）

3 討論

在SPECT/CT顯像中，CT圖像不僅可以提供準(zhǔn)確的解剖定位信息，還能為SPECT圖像提供精確的衰減校正數(shù)據(jù)，對(duì)提高斷層圖像的質(zhì)量具有重要作用[4]。CTAC能明顯減少心肌灌注顯像的衰減偽影，其臨床應(yīng)用價(jià)值也已得到廣泛認(rèn)可[5]，但CTAC在應(yīng)用中也存在某些局限性，如CTAC圖像會(huì)出現(xiàn)新的衰減校正偽影，以及CT和SPECT圖像配準(zhǔn)不良對(duì)衰減校正精度的影響等[6,7]。因此，正確認(rèn)識(shí)CTAC對(duì)心肌灌注顯像圖像質(zhì)量的影響，有助于臨床顯像中對(duì)衰減偽影進(jìn)行正確判斷。

心肌灌注顯像的衰減偽影在不同性別和不同體型受檢者中存在不同的差異，在男性受檢者中，由膈肌衰減所產(chǎn)生的左心室下后壁的衰減偽影最為常見(jiàn)，在女性受檢者中，由乳腺衰減所產(chǎn)生的左心室前壁和心尖部的衰減偽影最為常見(jiàn)，而高BMI受檢者的衰減偽影明顯較低BMI受檢者嚴(yán)重[8]。因此，CTAC對(duì)不同性別和不同體型受檢者圖像質(zhì)量的影響也必然存在差異。有研究表明[9]，CTAC對(duì)提高肥胖者冠心病診斷的準(zhǔn)確性明顯高于正常體重者。Huang等[10]的研究表明，CTAC對(duì)提高男性受檢者冠心病診斷的準(zhǔn)確性明顯高于女性受檢者。本研究中，CTAC可明顯提高左心室下后壁、間壁和側(cè)壁的放射性計(jì)數(shù)，尤其在男性受檢者中，有81.4%（48/59）的受檢者下后壁放射性明顯提高，所占比例顯著高于女性受檢者[43.1%（22/51）]。但在不同BMI受檢者中，除心尖部外，其余各壁段CTAC和NOAC圖像放射性計(jì)數(shù)百分比的差異在正常BMI和高BMI受檢者間并無(wú)顯著差異。

CTAC最大的局限性在于提高其他心肌壁段放射性的同時(shí)，會(huì)部分減低心尖部或前壁的放射性，其原因可能與心尖部和前壁較接近體表、CTAC對(duì)其補(bǔ)償相對(duì)不足有關(guān)，同時(shí)心尖部的心肌相對(duì)較薄，很容易受部分容積效應(yīng)以及CT和SPECT圖像配準(zhǔn)不良的影響[11,12]。Okuda等[12]的研究中， NOAC圖像心尖部的平均放射性計(jì)數(shù)與其相鄰壁段比較無(wú)明顯差異，而CTAC圖像則明顯低于其相鄰壁段。本研究中，心尖部的平均放射性計(jì)數(shù)百分比在CTAC時(shí)明顯低于NOAC，尤其是在高BMI受檢者中更為明顯。110例受檢者中有38.2%（42/110）的受檢者心尖部放射性出現(xiàn)明顯減低，同時(shí)有31.8%（35/110）的受檢者前壁放射性出現(xiàn)輕微或明顯減低。

因此，在臨床顯像中，應(yīng)結(jié)合CTAC和NOAC圖像進(jìn)行對(duì)比分析。

由于CT采集和SPECT采集在不同的時(shí)段進(jìn)行，常常因?yàn)楦鞣N原因使CT和SPECT圖像出現(xiàn)配準(zhǔn)不良，從而導(dǎo)致CTAC圖像產(chǎn)生偽影。Kennedy等[13]的研究中，有73% （181/248）的受檢者出現(xiàn)大于1個(gè)像素的圖像配準(zhǔn)不良，有23%（57/248）的受檢者出現(xiàn)大于2個(gè)像素的圖像配準(zhǔn)不良。本研究中，有52.7%（58/110）的受檢者出現(xiàn)不同程度的圖像配準(zhǔn)不良，配準(zhǔn)不良的平均幅度為（0.53±1.94）cm。文獻(xiàn)報(bào)道顯示[5]，圖像配準(zhǔn)不良所產(chǎn)生的衰減偽影以左心室心尖部、前壁區(qū)域最為多見(jiàn)。Goetze等[14]對(duì)出現(xiàn)配準(zhǔn)不良患者的CT和SPECT圖像進(jìn)行重新配準(zhǔn)后，發(fā)現(xiàn)前壁、間壁、下后壁以及前壁心尖部圖像的變化最為顯著。本研究中，圖像重新配準(zhǔn)后分別有34.5%（20/58）、20.7%（12/58）和19.0%（11/58）的受檢者出現(xiàn)前壁、心尖部和側(cè)壁放射性增加，有8.6%（5/58）的受檢者出現(xiàn)下后壁放射性減低。

本研究表明，CTAC可以增加左心室下后壁、間壁和側(cè)壁的放射性，同時(shí)也會(huì)對(duì)心尖部或前壁的放射性補(bǔ)償相對(duì)不足，其對(duì)心肌灌注顯像圖像質(zhì)量的影響在不同性別和不同體型受檢者中也存在較大的差異。因此，在臨床顯像中利用CTAC進(jìn)行衰減偽影的判斷時(shí)，應(yīng)充分考慮其上述特點(diǎn)，根據(jù)受檢者的性別和體型等實(shí)際情況進(jìn)行綜合判斷。同時(shí)，還要密切關(guān)注CT和SPECT圖像配準(zhǔn)不良對(duì)CTAC圖像的影響，必要時(shí)對(duì)兩者圖像進(jìn)行重新配準(zhǔn)。

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（本文編輯 馮 婕）

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.12.011

廣東省佛山市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科廣東佛山 528000

黃克敏

Department of Nuclear Medicine, the First

People's Hospital of Foshan, Foshan 528000, China

Address Correspondence to: HUANG Kemin E-mail: hkmin25@163.com

R725.1；R445.2

2014-05-03

修回日期：2014-09-28

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第12期：919-923

Chinese Journal of Medical Imaging 2014 Volume 22(12): 919-923