缩短PET/CT 采集时间对帕金森病诊断的影响

李靖雯，赵睿玥，符乙敏，许立夫，梁思浩，王欣璐

广州医科大学附属第一医院核医学科，广东 广州 510000；*通信作者 王欣璐 71Lu@163.com

帕金森病（Parkinson's disease，PD）是一种好发于中老年人的神经退行性疾病，65岁以上人群发病率高达1.7%，临床主要表现为动作迟缓、静止性震颤、肌肉强直、记忆力减退、全身乏力、面部表情呆板等运动症状。PD的主要病理特征是黑质纹状体多巴胺能神经元死亡，多巴胺神经递质传导出现异常。Ⅱ型囊泡单胺转运体（vesicular monoamine transporter，VMAT2）是多巴胺等胞质和分泌囊泡间的转运体，其缺失程度与PD发病关系密切，在PD发病前17年VMAT2结合位点已出现降低，因此VMAT2是针对PD诊断的有效靶点[1]，可作为PD早期诊断的生物标志物。PET/CT能够无创检测生物标志物的变化，是PD早期诊断及鉴别诊断最敏感、有效的影像学方法[2-3]。

氘代-氟[18F]丙那嗪（18F-D6-AV133）以18F-AV133（18F-DTBZ）为结构基础，用氘取代碳链上的6个氢，提升药物的体内稳定性。18F-D6-AV133与VMAT2靶向结合能力更强，体内稳定性也得到提升；同时，其与VMAT2结合能力较18F-AV133更强，纹状体靶向区域摄取更高，非靶向区域清除更快，在体内更稳定，脱氟情况得到显著抑制[4]。本课题组正在进行的脑动态显像研究表明，18F-D6-AV133注射后30～130 min行PET显像可满足临床诊断需求，与18F-AV133最佳显像时间（80～130 min）相近。

目前临床使用18F-AV133的剂量为每人10 mCi（370 MBq）[5]，采集时间10 min，且半定量选取枕叶作为参考区域计算标准化摄取值比值（standardized uptake value ratio，SUVR），以减少个体差异对显像结果的影响。然而PET/CT图像质量受多因素影响，其中采集时长是重要因素之一，缩短采集时间可减少运动伪影对图像质量的影响[6]。本研究拟探索缩短18F-D6-AV133的PET采集时间对图像质量及PD诊断的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2021年10月—2022年6月参与广州医科大学附属第一医院核医学科PD筛查项目的患者[7]。排除标准：化学药物、创伤、脑血管病及其他病因所致帕金森综合征，未成年人和孕妇。最终纳入PD 27例[男23例，女4例，平均年龄（59.5±12.1）岁]，对其采用帕金森病统一评分量表第Ⅲ部分（unified-Parkinson's disease rating scale，UPDRS Ⅲ）和帕金森病病情分级表（Hoehn-Yahr，H-Y）[8]进行临床评分。同时招募健康对照24例[男8例，女16例，平均年龄（52.0±14.1）岁]，均为体格检查健康者, 经临床和头颅CT排除脑器质性病变。本研究经本院伦理委员会批准（医研伦审2021第62号），所有受试者于本院PET/CT中心行18F-D6-AV133脑显像前均签署知情同意书。

1.2 PET/CT脑显像18F-D6-AV133由本院核医学科制备（放化纯≥95%），静脉注射（371.04±16.30）MBq，注射后受检者休息60 min，使用GE Discovery MI PET/CT进行脑显像，受试者取仰卧位，头先进，保证头颅处于扫描视野中心，检查过程中保持体位不移动[9]。首先行CT扫描，电压120 kV，电流300 mA，重建层厚3.75 mm，重建矩阵512×512，随后采用List-mode模式行PET动态采集，扫描视野256 mm×256 mm×198 mm，矩阵256×256，体素大小2.79 mm×2.79 mm×2.79 mm，采集时间10 min。

1.3 图像视觉分析 由2名具有3年及以上工作经验、经过培训且对受试者临床和诊断信息未知的核医学主治医师对3、5、7和10 min的图像进行5分法李特克量表评分[10]。意见不一致时由1名主任医师进行综合分析，以其中2位一致的结果为最终结果。本研究认为图像得分≥3分即能达到常规临床工作中普遍的质量水平，可用于临床诊断。

1.4 数据处理和分析 使用采集工作站List-mode Replay功能，将数据重建为采集时间3、5、7、10 min（G3、G5、G7、G10）的4组图像，PET图像使用贝叶斯正则化然重建算法（GE Q. Clear，β=250）。使用GE Advantage站进行感兴趣区绘制。通过自动轮廓勾画工具勾画纹状体，阈值50%，在枕叶上勾画直径1 cm的球形感兴趣区体积（VOI）作为参考背景，分别测量纹状体和枕叶VOI的标准化摄取值平均值（SUVmean）和标准差（SD），根据公式（1）、（2）计算不同采集时间对应的SUVR、信噪比（SNR）[11]。

1.5 统计学方法 采用SPSS 26.0和MedCalc 20.0软件。数据采用Shapiro-Wilk进行正态性检验，符合正态分布的计量资料采用±s表示，两组间比较采用独立样本t检验，不同时间点比较采用重复测量方差分析；不符合正态分布者采用M（Q1，Q3）表示，不同时间点比较采用Friedman秩和检验。计数资料以例数或百分比表示，组间比较采用χ2检验；视觉评分的一致性评价采用组内相关系数（ICC）；通过受试者工作特征（ROC）曲线分析获得SUVR最佳临界值，曲线下面积（AUC）比较采用Delong检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 受试者基本情况 PD 组UPDRS Ⅲ评分为（53.22±18.70）分，H-Y分期为2.85±1.02。PD组和健康对照组的性别差异有统计学意义（χ2=-4.376，P＜0.001），年龄差异无统计学意义（t=1.158，P=0.066）。

2.218F-D6-AV133脑显像特征 健康对照组双侧纹状体放射性分布对称且饱满，未见代谢异常减低或缺失。PD组纹状体代谢（对称/不对称）减低，壳核或尾状核缺失，见图1。

图1 PD组与健康对照组不同扫描时间PET/CT图像。A.男，40岁，PD组，PET显像示双侧纹状体代谢普遍减低，以双侧壳核减低为著；B.男，45岁，健康对照组，PET显像示双侧尾状核及壳核放射性分布对称且饱满；G3、G5、G7、G10：采集时间为3、5、7、10 min

2.3 图像质量视觉分析结果 2名医师的视觉评分一致性较强（ICC=0.853，P＜0.001）。不同采集时间平均得分G10（3.61±0.57）＞G7（3.33±0.68）＞G5（3.08±0.06）＞G3（2.31±0.02），G10、G7、G5、G3 4组图像中能达到常规临床工作中普遍的质量水平占比分别为98.0%（50/51）、88.2%（45/51）、78.4%（40/51）、31.4%（16/51）。

2.4 图像质量半定量分析结果 PD组中，不同采集时间的SUVR差异有统计学意义（χ2=14.45，P=0.002）。其中，G10与G3、G7与G3的SUVR差异有统计学意义（P=0.003、0.037）。健康对照组中，不同采集时间的SUVR差异无统计学意义（χ2=4.49，P=0.213），见图2。PD组不同采集时间SNR分别为G3 21.74（15.63，26.36）、G5 23.77（18.92，32.12）、G7 29.78（20.50，41.76）、G10 30.13（24.84，36.30），差异有统计学意义（χ2=46.47，P＜0.001）；健康对照组分别为G3 34.61（30.70，41.87）、G5 40.66（36.18，45.30）、G7 43.53（38.04，49.76）、G10 51.30（42.75，58.12），差异有统计学意义（χ2=43.54，P＜0.001）。随着采集时间增加，SNR逐步上升，即图像信噪比提高，图像质量上升。

图2 PD组和健康对照组不同采集时间SUVR比较。aP＜0.05

2.5 半定量诊断效能评估 PD组的SUVR显著低于健康对照组，且不同采集时间均有显著差异（P均＜0.05），见图2。分别计算不同采集时间SUVR的鉴别诊断效能，G5组的曲线下面积为0.795（95%CI0.671～0.919，P＜0.001），最佳临界值为3；G10组的曲线下面积为0.818（95%CI0.701～0.935，P＜0.001），最佳临界值为3。G5与G10的曲线下面积差异无统计学意义（Z=1.821，P=0.069），延长采集时间并未显著提升诊断效能，且G5与G10最佳临界值一致，即缩短采集时间不影响PD的诊断结果。

3 讨论

3.1 采集时间对图像质量和诊断效能的影响 本研究18F-D6-AV133脑显像结果表明，健康对照组双侧纹状体放射性摄取分布对称且饱满，而PD组纹状体的代谢存在（对称/不对称）减低，壳核或尾状核缺失。图像质量视觉分析结果表明，采集时间为5 min所得图像质量基本可满足常规临床工作。图像质量半定量结果表明，采集时间5～10 min的SUVR无显著差异，即适当缩短采集时间对SUVR无显著影响。此外，进一步分析SUVR对诊断结果的影响，发现采集时间5 min与10 min所得诊断效能无显著差异，且两组最佳临界值一致，即适当缩短采集时间对PD诊断结果无影响。因此，可以把采集时间从常规的10 min缩短为5 min，有利于减少患者停留在医疗设备或检查环境中的时间，减轻了患者可能因长时间保持特定姿势或处于不适状态而产生的身体和心理负担，尤其对于本身有震颤等临床症状的PD患者，能够有效缓解其焦虑和不适，提升医疗服务的满意度。其次，缩短采集时间可提升检查效率，提高医疗资源的利用率，不仅有助于缓解医疗机构的拥堵状况，还能确保医师和其他医疗专业人员能够更高效地开展工作，提升整体医疗服务的质量和效率。

3.218F-D6-AV133 PET/CT诊断PD的优势 PD的发病机制尚未完全明确，临床上主要根据患者的症状和给药反馈进行诊断[12]，存在一定滞后性。在PD及相关运动障碍性疾病的临床诊断中，脑的结构及功能影像学检查可帮助鉴别不同运动障碍疾病患者的脑内解剖学病变部位（定位）和功能障碍原因，并有助于临床药物疗效评价及预后判断。随着我国PD诊疗的日益规范，神经影像学检查已成为PD及相关运动障碍性疾病诊断和鉴别诊断的重要组成部分[13-14]。18F-D6-AV133是一种VMAT2靶向分子探针[15-16]，PD患者在18F-D6-AV133 PET脑显像中纹状体区域表现为摄取显著降低，而且躯体症状较重侧的对侧纹状体区域放射性摄取下降较多，表明VMAT2的缺失程度与PD发病存在密切关系，在辅助PD诊断中具有高分辨率和灵敏度[17]。通常脑显像的采集时间为10～30 min，如18F-AV133、18F-AV45、18F-AV1451[18-23]等，但显像方法制订标准常参考20年前的设备技术，随着PET设备分辨的提升及重建算法的优化，可适当缩短采集时间[24-25]，在提升临床工作效率的同时，保证图像质量及诊断结果。

3.3 本研究的局限性与未来研究方向 采集时长是影响图像质量的重要因素[26]， PD患者有震颤等临床症状，缩短采集时间对PET显像结果具有重要意义。尽管本研究初步证明了5 min采集时间的可行性，但样本量相对较小，可能影响结果的稳定性。未来的研究可以通过扩大样本量进一步对结果进行验证，并探索更多种类的分子探针在缩短采集时间下的表现，更全面地了解PET技术在PD诊断中的应用。

总之，将18F-D6-AV133 PET/CT采集时间缩短为5 min不影响图像质量及PD诊断效能，为PD的神经影像学诊断提供了有益信息，优化了患者的检查体验，为未来探索提供了重要方向和启示。