PET/CT呼吸门控采集时不同时相对图像融合的影响

王治国吴锐先赵艳娟郭佳张宗鹏张国旭

(1.沈阳军区总医院核医学科，110840；2.沈阳军区总医院放射诊断科，110840)

PET/CT将PET对肿瘤疾病诊断的高灵敏度、高特异性和CT对病灶解剖结构的高分辨率有机融合在一起[1]。对肺部进行PET/CT扫描时，由于CT扫描速度明显快于PET，呼吸运动对二者影响不同，导致PET/CT图像和CT图像在位置及相位上存在一定程度的不匹配，并且PET图像需经CT进行衰减校正，从而形成呼吸伪影。本研究通过对肺部结节患者采用不同的呼吸门控PET/CT显像进行比较，观察不同显像技术对PET和CT图像融合的影响。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择我科2011-04—2013-02行PET/CT显像发现有肺部结节并同意行呼吸门控显像的患者14例，男9例，女5例；年龄41～68岁。病人空腹6 h以上，静脉注射18F-FDG(0.12 mCi/kg)，安静休息50 min后进行PET/CT采集，经医生确定有肺部结节、患者同意后行PET/CT呼吸门控显像。

1.2 方法

1.2.1 显像仪器 显像仪器为美国GE公司Discovery VCT PET/CT仪，呼吸运动实时监测系统为美国Varian公司实时跟踪系统(real-time position management，RPM)。采集视野为以肺部结节为中心的一个床位(156 mm)。

1.2.2 采集方法 扫描时要求患者静息、均匀呼吸。先启动呼吸控制系统记录呼吸节律信号，再进行PET和CT呼吸门控扫描。

PET呼吸门控采集方法采用“前门控”技术。在呼吸门控采集开始后，PET采集控制系统不断从呼吸门控系统接收呼吸节律信号，根据一定的阈值触发PET采集。而CT呼吸门控扫描采用“后门控”技术，即在CT扫描时并不接收呼吸门控系统的呼吸节律时相信号，也不受该信号触发，只是在同一CT扫描视野范围内进行1个呼吸周期内的动态扫描。完成1个周期的扫描后，扫描床步进到下一个扫描视野范围，继续下一周期的动态扫描，直到完成整个检查范围的CT扫描；呼吸控制系统则连续记录CT曝光的时相信息，并同时记录呼吸节律信号。扫描完成后，PET扫描的呼吸门控图像在后处理工作站自动划分为多个时相的呼吸门控系列图像；而CT采集图像则只是不同层面不同时间的重组系列图像，还需把该系列与呼吸节律曲线一起传输到后处理工作站进行“后门控”处理。

本研究14例患者分两组(6时相组5例，共30组融合图像，10时相组9例，共90组融合图像)。6时相组采集方法及参数设定：在行PET扫描时进行6个时相的采集，平均每个时相2 min，共12 min。1个床位采集多个呼吸周期，并按照各自的时相累计采集总计数。CT采集后，可以在后处理中人为进行6个时相拆分。10时相组采集方法及参数设定：在行PET扫描时进行10个时相的采集，平均每个时相2 min，共20 min。1个床位采集多个呼吸周期，并按照各自的时相累计采集总计数。CT采集后，可以在后处理中人为进行10个时相拆分。

1.3 图像融合 CT图像经后处理拆分后回传到采集工作站对PET图像进行衰减校正，校正后的PET图像与相应时相的CT图像进行图像融合，经两位核医学专业医师阅图，进行图像融合合格与否的评价。设定CT与PET图像上病灶面积重叠95%以上为合格。

1.4 统计学方法 应用SPSS 12.0软件，对组间率的比较用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

两种采集方法图像融合合格率比较，6时相组的图像融合合格率为80.00%(24/30)，10时相组的合格率为93.33%(84/90)，后者的合格率高于前者，两组比较差异有统计学意义(P＜0.05，表1)。

表1 两种图像采集方法的图像融合合格率比较[n(%)]

3 讨论

呼吸门控系统把一个周期内的呼吸信号分成若干时相，若平均每个时相PET采集时间相同，时相少，采集时间少，能更快地进行扫描，但得到的图像融合不好，起不到消除伪影的效果[2]；时相越多，整体采集时间会变长，但每个时相上呼吸运动伪影会尽可能地减少，重建出来的PET图像与CT图像就能更好地融合。Segars WP等的研究表明[3-5]：时相数小于6时，起始时相位于呼气和吸气末时的图像比其他位置的图像更模糊；时相数在8以上时，可消除起始时相位置对图像的影响，伪影也校正得更彻底。

本研究中，6时相组采集时间为12 min，要低于10时相组的20 min，患者在进行此类长时间仰卧、胳膊上举体位的检查时，可能会产生各种不适导致不能很好的配合，因此，在延长扫描时间的同时，必须要考虑到患者的承受力，不可为了图像质量而一味增加时相，致使患者不耐受；并可以在符合辐射防护的基础上，由家属陪同检查，以减轻患者的心理负担。本研究在扫描前均征得了患者及家属的同意，并得到了患者很好的配合，全部14例患者均完成检查。

由本研究不难看出，应用呼吸门控技术对肺部结节患者行PET/CT显像，适当增加采集时相，可以得到更好的PET/CT融合图像，优于采集时间短、时相少的显像方法。另外，有研究证明[6-7]，应用呼吸门控显像与非门控显像相比，对SUV值有影响，甚至会影响到临床诊断。随着临床的不断论证，我们有理由相信，不断改善采集条件，增加采集时相具有较高的临床应用价值，期望可逐步推广。

虽然PET/CT对肺部结节诊断的准确率、特异性、敏感性要明显优于CT、MRI、X线检查，但受患者呼吸运动影响，其对微小病灶的诊断还有待于提高，同时，放射性显像技术中的辐射、对相关技术及人员的严格限制等因素，都在制约着研究的进一步深入。随着显像技术与设备的逐步完善与成熟，有待在这一领域进行进一步研究探讨。

综上所述，PET/CT呼吸门控技术中在保证患者能承受的前提下，时相要尽量多，这样PET与CT图像才能充分融合，保证图像质量，以保证医疗质量。随着研究的深入，PET/CT呼吸门控显像有望成为肺部结节患者的常规检查。

[1]樊卫，张伟光，杨小春.PET/CT呼吸门控技术及其应用介绍[J].中华核医学杂志，2007，27(2)：126-128.

[2]许全盛，袁克虹，于丽娟，等.PET/CT图像呼吸运动伪影校正研究进展[J].中国生物医学工程学报，2009，28(4)：573-580.

[3]Segars WP.Development of a new dyadic NURBS-based cardiac-torso(NCAT)phantom[D].North Carolina：University of North Carolina，2001.

[4]Zhu Zhiyu，Tsui BMW，Segars WP.A Simulation Study of the Effect of Gating Scheme on respiratory Motion Bluffing in FDG Lung PET[J].Nuclear Science Symposium Conference Record，2002，13(3)：1554-1558.

[5]Thomdyke B，Koong A，Xing L.Reducing respiratory motion artifacts in radionuclide imaging through retrospective stacking：A simulation study[J].Linear Algebra and its Applications，2008(428)：1325-1344.

[6]武志芳，李思进，刘建忠，等.呼吸门控PET/CT对肺部结节SUV的影响[J].中华核医学与分子影像杂志，2012，32(2)：111-114.

[7]邵明哲，陈英茂，田嘉禾，等.肺部肿瘤18F-FDG PET显像的ROI大小与SUV分界点[J].中华核医学杂志，2004，24(3)：174-176.