IQ·SPECT和LEHR·SPECT的心肌模型顯像研究

王猛，周翠紅，金超嶺，顏玨

中日友好醫(yī)院，a.核醫(yī)學(xué)科；b.手術(shù)麻醉科，北京 100029

IQ·SPECT和LEHR·SPECT的心肌模型顯像研究

王猛a，周翠紅b，金超嶺a，顏玨a

中日友好醫(yī)院，a.核醫(yī)學(xué)科；b.手術(shù)麻醉科，北京 100029

目的 比較IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩種技術(shù)在心肌模型顯像中對(duì)重建圖像質(zhì)量的影響。方法 采用IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩種技術(shù)進(jìn)行心肌模型顯像，研究不同采集時(shí)間下的重建圖像質(zhì)量，并對(duì)模型圖像的噪聲和各壁段的放射性計(jì)數(shù)百分比進(jìn)行比較分析。結(jié)果：①隨著每幀采集時(shí)間的延長(zhǎng)，重建圖像的噪聲逐漸減少，“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比逐漸減??；②當(dāng)每幀采集時(shí)間相同時(shí)，IQ·SPECT所重建出的圖像比LEHR·SPECT所重建出的圖像噪聲小，而且“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比小。結(jié)論 IQ·SPECT技術(shù)比LEHR·SPECT技術(shù)采集效率高，圖像質(zhì)量明顯提高。

IQ·SPECT；LEHR·SPECT；心肌模型顯像

單光子計(jì)算機(jī)斷層（Single-photon Emission Computed Tomography，SPECT）心肌灌注顯像（Myocardial Perfusion Imaging）采集的時(shí)間較長(zhǎng)，采集過(guò)程中受檢者的身體移動(dòng)、呼吸、內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)等因素都會(huì)造成心臟的移動(dòng)，使重建圖像中出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影，影響重建圖像的質(zhì)量[1-2]。LEHR·SPECT心肌灌注顯像技術(shù)使用的是低能高分辨（Low Energy High Resolution）準(zhǔn)直器，兩個(gè)探頭成一定的夾角，然后圍繞患者的胸部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)采集，但是無(wú)法將心臟作為旋轉(zhuǎn)中心，因此采集效率較低。IQ·SPECT心肌灌注顯像技術(shù)是2010年之后新開(kāi)發(fā)的技術(shù)，其使用SMARTZOOM準(zhǔn)直器，并且將心臟作為旋轉(zhuǎn)采集的中心，有效地提高了采集效率，大大縮短了采集時(shí)間，進(jìn)而提高了重建圖像的質(zhì)量[3-5]。本文采用IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩種技術(shù)進(jìn)行心肌模型顯像，研究不同采集時(shí)間下的重建圖像，并對(duì)模型圖像的噪聲和各壁段的放射性計(jì)數(shù)百分比進(jìn)行比較分析，旨在探討兩種技術(shù)對(duì)重建圖像質(zhì)量的影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 儀器模型

采用西門(mén)子Symbia T2 SPECT儀，在心肌模型中注入99TcmO4溶液1mci/0.1L，在SPECT/PET NEMA IEC Body Phantom SetTM體模中注入99TcmO4溶液9.5mci/9.5L，將心肌模型固定在體模內(nèi)壁中部。在心肌模型的前壁中部和下側(cè)壁基底段分別有一個(gè)“冷區(qū)”，以模擬心肌缺血灶[6]。

1.2 圖像采集

（1）IQ·SPECT采集程序：選用SMARTZOOM準(zhǔn)直器，采集矩陣為128×128，放大倍數(shù)為1.0，每幀采集時(shí)間分別定為5、10、15、20、25、30、35、40 s，調(diào)整焦距后開(kāi)始采集，共采集32幀。

（2）LEHR·SPECT采集程序：選用低能高分辨準(zhǔn)直器，采集矩陣為128×128，放大倍數(shù)為1.0，每幀采集時(shí)間分別定為5、10、15、20、25、30、35、40 s，探頭旋轉(zhuǎn)從右前斜45°到左后斜45°，共采集32幀。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用儀器自帶的圖像處理軟件（syngo MI Applications VA60A）對(duì)圖像進(jìn)行重建，重建方法選擇Flash 3D，迭代次數(shù)為16次，子集個(gè)數(shù)為8個(gè)。然后利用儀器的定量計(jì)算軟件（Cedars Quantitative Perfusion SPECT，QPS）獲得所有重建圖像的靶心圖，以靶心圖內(nèi)最高放射性計(jì)數(shù)為100％，計(jì)算各壁段的放射性計(jì)數(shù)百分比，并比較不同采集條件下圖像的前壁中部和下側(cè)壁基底段（心肌模型冷區(qū)）放射性計(jì)數(shù)百分比的差異[7-11]。

1.4 圖像分析

由3位經(jīng)驗(yàn)豐富的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師閱讀所有重建的模型圖像，比較不同采集條件下對(duì)“冷區(qū)”的分辨能力，以對(duì)“冷區(qū)”邊界顯示的清晰程度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以至少2位醫(yī)師的一致意見(jiàn)為最終結(jié)果[12]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行Q值檢驗(yàn)，以舍去個(gè)別可疑值，采用配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)組間數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

不同采集條件下的QPS靶心圖和“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比，見(jiàn)圖1～2。由圖可知，使用IQ·SPECT采集程序和LEHR·SPECT采集程序，采集效率和重建圖像的質(zhì)量差別很大。當(dāng)每幀采集時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，心肌模型圖像中“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比逐漸減小。使用IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得圖像“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比比使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)的小，分別對(duì)兩組中“前壁中部”和“下側(cè)壁基底段”的“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，P值均＜0.05。

2 結(jié)果

圖2 不同采集條件的冷區(qū)放射性計(jì)數(shù)百分比

通過(guò)對(duì)所有重建圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著每幀采集時(shí)間的延長(zhǎng)，圖像噪聲逐漸降低，“冷區(qū)”邊界顯示逐漸清晰；當(dāng)每幀采集時(shí)間相同時(shí)，IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得圖像的噪聲比LEHR·SPECT成像系統(tǒng)所得圖像的噪聲低，“冷區(qū)”邊界顯示的更加清晰（圖3箭頭1、2、3所示）。

圖3 相同采集時(shí)間（25 s/幀）的重建圖像

注：上排為IQ·SPECT圖像，下排為L(zhǎng)EHR·SPECT圖像。

圖1 不同采集條件的QPS靶心圖

3 討論

核醫(yī)學(xué)SPECT圖像采集的過(guò)程中主要存在采集效率低、噪聲大等問(wèn)題，由于量子噪聲隨著采集計(jì)數(shù)的增加而減小，所以通常采取延長(zhǎng)采集時(shí)間的方法來(lái)增加采集計(jì)數(shù)，進(jìn)而降低圖像噪聲。尤其是SPECT心肌灌注顯像，其使用低能高分辨準(zhǔn)直器進(jìn)行常規(guī)采集，采集效率低，需要時(shí)間較長(zhǎng)，很容易發(fā)生心臟的移位，影響重建圖像的質(zhì)量。IQ·SPECT成像系統(tǒng)使用SMARTZOOM準(zhǔn)直器，并將心臟放到焦點(diǎn)位置進(jìn)行采集，大大提高了采集效率。有學(xué)者對(duì)IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩套成像系統(tǒng)的靈敏度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果提示IQ·SPECT成像系統(tǒng)的靈敏度是LEHR·SPECT的4倍[3，13]。

國(guó)外有研究通過(guò)對(duì)IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩套成像系統(tǒng)所得的模型圖像進(jìn)行感興趣區(qū)（Regions of Interest，ROI）和本底的勾畫(huà)，記錄平均計(jì)數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，然后套用公式計(jì)算出信噪比，并進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得模型圖像的信噪比高于使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)[14-15]。本研究使用QPS定量計(jì)算軟件對(duì)IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩套成像系統(tǒng)所得模型圖像進(jìn)行處理，得到模型“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比，且“冷區(qū)”的放射性計(jì)數(shù)百分比越小，圖像的“冷區(qū)”對(duì)比度就越好，因而可以通過(guò)模型圖像的QPS靶心圖來(lái)評(píng)估圖像的“冷區(qū)”對(duì)比度。由圖2可知，使用IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得模型圖像的“冷區(qū)”對(duì)比度優(yōu)于使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)。既往文獻(xiàn)還曾提到在使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)進(jìn)行心肌灌注顯像時(shí)，使用CT衰減校正可以提高重建圖像的質(zhì)量[1，13]。如將IQ·SPECT成像系統(tǒng)和CT衰減校正聯(lián)合應(yīng)用，可能會(huì)進(jìn)一步提高重建圖像的質(zhì)量，或者減少放射性藥品的注射劑量，此問(wèn)題有待于進(jìn)一步研究。

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IQ·SPECT System and LEHR·SPECT System in M yocardial Perfusion Imaging：a Phantom Study

WANG Menga, ZHOU Cui-hongb, JIN Chao-linga, YAN Juea
a. Department of Nuclear Medicine；b. Department of Anesthesiology, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China

Objective To investigate the infl uence of application of IQ·SPECT（Single-Photon Em ission Computed Tomography）and LEHR·SPECT on myocardial perfusion imaging. Methods The phantom of myocardial was used for comparison between IQ·SPECT and LEHR·SPECT after routine acquisition and image reconstruction. Then, the influence of application of different acquisition time on the quality of images was analyzed. Results With the extension of the acquisition time for each frame, the noise of the reconstructed image was reduced gradually, and the percentage of the radioactivity in the cooling zone was also decreased gradually. For the phantom image w ith same acquisition time, IQ·SPECT demonstrated superiority over LEHR·SPECT in its smaller image noise and percentage of the radioactivity in the cooling zone. Conclusion For myocardial perfusion imaging, application of IQ·SPECT could obtain higher-quality images w ith high-efficiency acquisition.

IQ·single-photon emission computed tomography；LEHR·single-photon emission computed tomography；myocardial perfusion imaging

R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.014

1674-1633（2015）11-0047-03

2015-03-15

2015-04-30

本文作者：王猛，核醫(yī)學(xué)技師。

顏玨，碩士，主任醫(yī)師。

通訊作者郵箱：jinyu860417@613．com