采集时间、注射药量与正电子发射体层摄影术图像质量

王新强,于 彤,川 玲,赵文锐,方庭正,王 升,梁英魁

PET显像中18F-氟脱氧葡萄糖(18F-FDG)体内的剂量、采集时间,对图像质量产生很大的影响[1]。本研究通过患者体内18F-FDG剂量、采集持续时间和正电子发射体层摄影术(PET)图像质量的相关性分析,深入了解获得高质量诊断图像的必要条件,进一步指导图像采集工作。

1 材料和方法

1.1 设备 美国通用电器(GE)公司Discovery ST型正电子发射体层摄影术/计算机体层摄影术(PET/CT)仪。

1.2 图像采集和处理 嘱患者禁食6 h,静脉注射18F-FDG 3.7～4.2 MBq/kg(0.10～0.13 mCi/kg)。CT采集140 kV,80 mA,矩阵512×512。PET容积成像协议(VIP)3D采集模式,5个床位,每个床位3 min。矩阵128×128。使用VIP重建程序提取2、2.5、3 min的原始数据序列,用3D迭代法进行图像重建,21个子集,迭代2次,分别得到采集 2、2.5、3 min的PET图像。使用CT对图像进行衰减校正。

1.3 图像质量

1.3.1 视觉判断 两位有经验的核医学科医生通过视觉判断法对图像质量进行分级(双盲)。

1.3.2 判断标准 图像质量分3级。Ⅰ级:全身图像清晰,放射性分布符合FDG代谢特点,细腻均匀,噪声小,床位间接缝不明显。Ⅱ级:图像清晰,放射性分布符合FDG代谢特点,放射性分布略粗糙,可见床位间接缝,但不影响医生进行图像诊断。Ⅲ级:全身图像欠清晰,放射性分布符合FDG代谢特点,放射性分布粗糙,床位间接缝明显,影响医生进行图像诊断。

1.3.3 感兴趣区定量方法 选择没有肝脏病变的PET图像,将感兴趣区(ROI)置于肝脏面积较大的横断面和冠状面图层的肝区,计算ROI内的放射性计数、标准摄取值(SUV)。

1.4 统计学处理 使用SPSS 10.0软件包对结果进行相关性分析,P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

对9例患者进行VIP采集的原始数据重建后,分别获得采集时间为2、2.5、3 min的PET序列图像。根据图像质量分为3个级别,其中Ⅰ级图像11个、Ⅱ级图像13个、Ⅲ级图像3个。

表1 9例患者采集时间分别为2、2.5、3 min的PET序列图像比较

放射性计数中位值:Ⅰ级图像5 308个 ,Ⅱ级图像3 683个 ,Ⅲ级图像3 245个。Spearman相关性分析结果显示肝区计数与图像质量分级间呈负相关,r=-0.769,P=0.001(2-tailed)。

3 讨论

受检者体内足够的放射性计数以及适当的图像采集时间是获得高质量PET图像的前提和保证,且两者相辅相成[2]。

理论上,注射药量的多少与PET图像质量是有很大的关系。这是因为受死时间的影响,PET仪的计数率随γ光子入射率的变化呈上升段、饱和段和瘫痪段[3]。当所用剂量由低向高递增时,探测效率呈上升趋势。当剂量递增到一定程度时,单位时间内到达晶体的光子非常多,造成2个光子到达晶体的时间间隔小于探测器处理光子的时间,这使后一个入射光子被拒绝,使探测器计数处于相对饱和状态。当剂量继续递增时,会出现几个入射光子同时到达探测晶体,造成入射光子的闪烁光重叠,使输出脉冲变大,超出能量窗的上阈而被排除,探测器计数则处于瘫痪状态,造成图像的计数密度严重下降,放射性分布也非常不均匀。当剂量太低,单位时间内收集的信息量太少,尽管其SUV都比较好,但图像的噪声非常高,分辨率也非常差。只有探测器计数处在上升段,所用剂量越高,图像的分辨率和均匀性越好,但此时还应考虑到人体所接受的有效剂量当量。

在实际工作中,患者检查前,通过放射性衰变公式和本单位PET设备获得的正常人肝脏的平均SUV作为依据,大致判断出显像时间正常肝脏组织的预期放射性计数,据此调整采集时间。如本中心PET/CT肝脏的SUV约为2,那么显像时肝脏的预期计数即为患者单位体质量放射性活度(Bq)的2倍。对于显像时预期放射性计数较低的患者,可以适当延长显像时间,弥补体内的放射性剂量低对图像质量的影响。对于显像时预期放射性计数较高的患者,可以适当缩短显像时间,增加患者流通量。

[1]尹大一,姚树林,陈英茂,等.18F-FDG剂量对PET模型图像质量的影响[J].中华核医学杂志,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,陈英茂.放射物理基础[A]//田嘉禾.正电子发射体层显像[M].北京:中国科技出版社,2001:41-42.