螺旋采集對99Tcm-ECD SPECT/CT腦血流灌注顯像圖像質(zhì)量的影響

吳 丹,郝 悅,郭士婷,李婧雯,張 欣

(大連市中心醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科,遼寧 大連 116089)

缺血性腦血管病是臨床常見病,致殘率與死亡率均較高[1-2];SPECT對于定位、診斷缺血性腦血管疾病及預(yù)后評估具有重要臨床價(jià)值[3-5]。目前,利用衰減校正、散射校正及分辨率恢復(fù)等技術(shù)結(jié)合最新采集、重建及校準(zhǔn)方法,在一定程度上可提高SPECT/CT圖像質(zhì)量與定量準(zhǔn)確性[6-7]。SPECT設(shè)備包含3種采集模式:步進(jìn)式(step-and-shoot, SS)、連續(xù)式及步進(jìn)連續(xù)式(SS continuous, SSC,即螺旋采集)。傳統(tǒng)SS模式僅能于探頭靜止時(shí)采集投影數(shù)據(jù);利用SSC模式可于探頭靜止及移動過程中進(jìn)行全程采集,顯著提高光子采集率、縮短采集時(shí)間,目前已在骨、肺檢查中取得良好效果[8-9]。本研究觀察螺旋采集模式(GE SwiftScan)對99Tcm-乙基半胱氨酸二聚體(ethyl cysteinate dimmer, ECD)SPECT/CT腦血流灌注顯像圖像質(zhì)量的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2023年1月—4月于大連市中心醫(yī)院接受99Tcm-ECD SPECT/CT腦血流灌注顯像的55例患者,男32例、女23例,年齡18～82歲、中位年齡67歲;病灶位于左頂葉8例、右頂葉11例、左額葉12例、右額葉12例、左顳葉7例、右顳葉5例;均經(jīng)99Tcm-ECD SPECT/CT腦血流灌注顯像首診腦血流灌注減低,且檢查前未接受治療,檢查過程中配合良好。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery NM/CT 870型雙探頭SPECT/CT儀,配備低能高分辨率高靈敏度準(zhǔn)直器;自制99Tcm-ECD,放射化學(xué)純度>95%。經(jīng)靜脈注射99Tcm-ECD 740 MBq(20 mCi)后,囑患者于封閉視聽條件下休息20 min,之后仰臥于檢查床,接受局部腦血流灌注顯像。SPECT參數(shù):能峰140 keV,能窗寬度10%,矩陣128×128,放大倍數(shù)1.5,螺旋采集模式,3°/幀,采集時(shí)間20秒/幀;CT參數(shù):螺旋采集,旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.6 s,管電壓140 kV,管電流300 mA,速度8.75 mm/rot,層厚5 mm,螺距0.875,矩陣512×512。經(jīng)后處理獲得SS(以TomoTorso序列-TomoTorso-M序列)、SSC、SSC75%-time(采用泊松重采樣法[10-11]模擬減少25%采集時(shí)間)及SSC50%-time(采用泊松重采樣法[10-11]模擬減少50%采集時(shí)間)共4組圖像。于GE Xeleris工作站以有序子集最大期望值法重建圖像,經(jīng)5次迭代獲得10個(gè)子集,行衰減校正、散射校正及靈敏度恢復(fù)校正,Butterworth后濾波(截止頻率0.48 Hz)。

1.3 視覺分析 由2名高年資核醫(yī)學(xué)醫(yī)師采用雙盲法閱片,觀察4組SPECT/CT圖像顯示低灌注灶的清晰度、平滑度及檢出病灶效能,并以視覺模擬評分法(visual analogue scale, VAS)對圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評估[12]:1分,圖像質(zhì)量不可接受,無法檢出病灶,圖像背景噪聲明顯;2分,圖像質(zhì)量不理想,病灶邊界隱約可見,圖像背景噪聲明顯;3分,圖像質(zhì)量可接受,病灶邊界可見、圖像背景噪聲可接收;4分,圖像質(zhì)量良好,顯示病灶邊界清晰、圖像背景噪聲低;5分,圖像質(zhì)量優(yōu)秀,病灶邊界清晰光滑、圖像背景基本無噪聲。2名醫(yī)師意見存在分歧時(shí),經(jīng)討論達(dá)成一致。

1.4 半定量分析 采用工作站自帶Q.VMI軟件于SPECT/CT圖像自動勾畫低灌注灶及對側(cè)正常腦組織(本底)ROI,測量各ROI內(nèi)放射性計(jì)數(shù)最大值、最小值、平均值;計(jì)算圖像均勻度、噪聲[CT值標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation, SD)]、病灶對比度及病灶對比度噪聲比(contrast-to-noise ratio, CNR)[13]:圖像均勻度=(本底max-本底min)/(本底max+本底min)×100%;圖像噪聲=本底SD/本底mean×100%;病灶對比度=(本底mean-病灶min)/本底mean;病灶CNR=(本底mean-病灶mean)/本底SD。

選擇眶耳平面SPECT圖像,將大腦皮質(zhì)自動分割為左、右各8個(gè)腦區(qū)(S1～S8),計(jì)算各腦區(qū)ROI的靶/非靶比值(target/non-target, T/NT)及右腦平均放射性計(jì)數(shù)/左腦平均放射性計(jì)數(shù)比值(right cerebral radioactive counts/left cerebral radioactive counts, R/L)。T/NT=各腦區(qū)ROI平均放射性計(jì)數(shù)/小腦ROI平均放射性計(jì)數(shù)。設(shè)置灰階PAGE PHASE一致,利用標(biāo)尺測量低灌注病灶的直徑。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料,采用單因素方差分析進(jìn)行多組間比較,以LSD法行兩兩比較;以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料,行Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra-class correlation coefficient, ICC)對2名醫(yī)師VAS評分結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn),以ICC>0.75為一致性良好。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 VAS 2名醫(yī)師對4組SPECT/CT腦血流灌注顯像的VAS評分一致性良好(ICC均>0.75)。SS組、SSC組、SSC75%-time組及SSC50%-time組VAS評分分別為4.0(4.0,4.5)分、5.0(4.5,5.0)分、3.5(3.0,3.5)分及2.5(2.0,3.0)分,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=89.02,P<0.001);SSC75%-time組及SSC50%-time組VAS明顯低于SS組及SSC組(P均<0.001)。

2.2 半定量分析 4組圖像中,腦血流低灌注灶放射性計(jì)數(shù)最大值、最小值及平均值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.001);SSC組放射性計(jì)數(shù)最大值、最小值及平均值均明顯高于其余3組(P均<0.001);SSC組、SS組、SSC75%-time組及SSC50%-time組放射性計(jì)數(shù)最大值、最小值及平均值均依次降低(P均<0.001),見表1。4組SPECT圖像均勻度及噪聲、病灶對比度及CNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05);16個(gè)腦區(qū)T/NT值及R/L值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表2、3和圖1。

圖1 患者男,71歲,冠狀位、矢狀位及軸位CT圖、SS SPECT圖、SSC SPECT圖、SSC75%-time SPECT圖及SSC50%-time 99Tcm-ECD SPECT/CT圖示左額葉腦血流灌注減低

表1 55例腦血流灌注減低患者SPECT/CT腦血流灌注顯像所示病灶放射性計(jì)數(shù)比較(n=55)

表2 55例腦血流灌注減低患者SPECT/CT腦血流灌注顯像圖像質(zhì)量比較(n=55)

表3 55例腦血流灌注減低患者SPECT/CT腦血流灌注顯像所示16個(gè)腦區(qū)T/NT值、R/L值比較(n=55)

SS組、SSC組、SSC75%-time組及SSC50%-time組SPECT圖像病灶直徑分別為(14.19±8.96)mm、(14.71±8.59)mm、(15.08±9.04)mm及(16.58±8.61)mm,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.75,P<0.05)。

3 討論

隨著SPECT/CT顯像臨床應(yīng)用逐漸增多,如何降低放射性顯像劑用量或縮短掃描時(shí)間以改善患者依從性已成為備受關(guān)注的問題。本研究以螺旋模式采集99Tcm-ECD SPECT/CT腦血流灌注顯像,對經(jīng)后處理獲得的SS、SSC、SSC75%-time及SSC50%-time圖像進(jìn)行VAS及半定量分析,結(jié)果顯示SSC可明顯提高圖像質(zhì)量。

BAILLY等[10]指出,SPECT檢查中,選擇SSC模式可使采集時(shí)間縮短25%而不影響圖像質(zhì)量及診斷效能。PICONE等[14]以螺旋采集模式分析20例骨顯像、10例肺灌注顯像圖像,發(fā)現(xiàn)SS組與SSC75%-time組SPECT圖像的VAS及圖像噪聲均無明顯差異而病灶CNR差異顯著,提示通過螺旋采集模式可較好地補(bǔ)償放射性攝取減少所致圖像噪聲。本研究對SSC短時(shí)采集方案進(jìn)行進(jìn)一步分析,以泊松重采樣法模擬減少25%及50%采集時(shí)間,結(jié)果顯示SSC75%-time組、SSC50%-time組與SS組圖像質(zhì)量及腦區(qū)半定量分析結(jié)果均無明顯差異,與既往研究[10,14]結(jié)果相符。以上結(jié)果提示,基于SSC模式可將SPECT/CT腦血流灌注顯像采集時(shí)間縮短50%或放射性顯像劑劑量減少50%,可極大優(yōu)化該項(xiàng)檢查的臨床實(shí)用性并提高患者依從性。

目前臨床SPECT/CT腦血流灌注顯像采集時(shí)間多為15～25 min。有學(xué)者[15]針對骨骼體模進(jìn)行SPECT/CT掃描,發(fā)現(xiàn)短時(shí)掃描(<7 min)SSC組圖像質(zhì)量優(yōu)于SS組,而中-長時(shí)掃描(≥7 min)SSC組與SS組圖像質(zhì)量無明顯差異;其原因可能在于以SSC模式掃描時(shí),經(jīng)圖像處理所獲SS組圖像包含探頭旋轉(zhuǎn)所探測到的放射性計(jì)數(shù),若掃描時(shí)間較短,則放射性計(jì)數(shù)增加倍數(shù)可能更高。本研究采用3°/幀、20秒/幀進(jìn)行采集,所獲SSC組放射性計(jì)數(shù)明顯高于SS組而VAS評分結(jié)果更佳,且對半定量分析結(jié)果及病灶直徑測值無明顯影響,提示可利用短時(shí)SSC替代SS掃描。

綜上所述,螺旋采集模式可提高99Tcm-ECD SPECT/CT腦血流灌注顯像成像質(zhì)量。本研究的主要局限性:①未涉及采集時(shí)間與放射性濃度對圖像質(zhì)量的影響;②缺乏隨機(jī)對照組;③未針對腦血流量進(jìn)行定量分析。