SPECT/CT心肌灌注显像图像配准情况及其对图像质量的影响

目的探讨SPECT/CT心肌灌注显像CT与SPECT图像的配准及配准不良对CT衰减校正(CTAC)图像质量的影响。方法分析110例^(99)Tc^m-甲氧基异丁基异腈SPECT/CT心肌灌注显像受检者资料,利用仪器自带的图像融合软件观察CT和SPECT图像的配准情况,并对出现配准不良的受检者图像行重新配准。利用靶心图获得左心室各壁的放射性计数百分比,比较不同方向配准不良与重新配准后左心室各壁放射性计数的差异和图像差异。结果有58例(58/110,52.73%)共出现78次图像配准不良,以x轴方向向右偏移和z轴方向向下偏移最常见。对配准不良的图像重新配准后,前壁、心尖部和侧壁的放射性计数百分比明显增加(t=7.931、2.385、8.320,P均<0.05),其中x轴方向的配准不良对侧壁的影响最为显著,z轴方向的配准不良对前壁的影响最为显著。图像重新配准后可明显改善左心室前壁、心尖部和侧壁的放射性分布。结论图像配准不良以x轴方向向右偏移和z轴方向向下偏移最为常见,对前壁、心尖部和侧壁的影响最为显著;对CT和SPECT图像行重新配准后可明显改善左心室各壁的图像质量。

不同重建算法及有序子集最大期望值法重建参数对SPECT/CT定量计算结果的影响

目的探讨三维有序子集最大期望值法(3D-OSEM)、二维有序子集最大期望值法(2D-OSEM)、滤波反投影(FBP)重建图像及OSEM迭代次数和子集数对SPECT/CT定量计算结果的影响。方法分别对Jaszczak圆筒模型、NEMA/IEC体模进行SPECT/CT断层显像,并进行CT衰减校正和散射校正以及3D-OSEM图像重建。根据Jaszczak圆筒模型重建图像获得特定采集及重建条件下的系统容积灵敏度(cpm/kBq),计算IEC体模内不同大小放射性热区的绝对放射性活度(kBq/ml;绝对定量值),并与真实活度值进行比较,计算定量误差。改变图像重建算法(2D-OSEM、FBP)和OSEM重建参数(迭代次数和子集数)对IEC体模进行图像重建,比较不同重建算法及OSEM迭代次数和子集数对定量误差的影响。结果采用3D-OSEM、2D-OSEM、FBP重建图像时,各球体定量误差均随球体容积的减小而明显增大(r=-0.831、-0.831、-0.826,P均<0.05)。3种重建算法间不同容积球体定量误差差异有统计学意义(F=8.850,P<0.05),其中,3D-OSEM小于2D-OSEM重建(P<0.05),2D-OSEM小于FBP重建(P<0.05)。各不同容积球体定量误差均随迭代次数增加而减小(r=-0.721、-0.681、-0.691、-0.711、-0.845、-0.893,P均<0.05),随子集数的增加而减小(r=-0.670、-0.694、-0.717、-0.852、-0.956、-0.998,P均<0.05)。结论基于CT衰减校正和散射校正的3DOSEM重建定量精确性明显优于2D-OSEM、FBP重建,选择合适的OSEM重建参数有利于提高SPECT/CT定量精确性。

SPECT/CT心肌灌注显像左心室各壁段放射性分布

目的探讨SPECT/CT心肌灌注显像CT衰减校正(CTAC)和无衰减校正(NOAC)图像左心室各壁段的放射性分布特征。方法分析120例冠状动脉粥样硬化性心脏病低风险受检者99 Tcm-甲氧基异丁基异腈静息心肌灌注显像,均行CTAC。重建CTAC和NOAC图像。利用靶心图获得CTAC和NOAC图像左心室各壁段的放射性计数百分比,比较CTAC和NOAC图像左心室各壁段放射性计数和图像的差异,以及在不同性别和不同体质量指数(BMI)受检者间的差异。结果 NOAC图像示男性下后壁、间壁、前壁基底段的放射性计数百分比明显低于女性(t=-8.271、-4.2555、-3.168,P均<0.05),而前壁中段及前壁心尖部则明显高于女性(t=2.047、2.627,P均<0.05)。CTAC图像示左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性计数百分比明显增加(t=21.077、8.635、2.623,P均<0.05),其中以男性下后壁最为显著,同时心尖部和前壁心尖部的放射性计数百分比明显减低(t=-16.421、-13.891,P均<0.001),其中以高BMI受检者的心尖部最为显著。NOAC图像示,女性前壁出现放射性稀疏的受检者明显多于男性[31.67%(19/60)和13.33%(8/60);χ2=5.783,P=0.016],男性下后壁出现放射性稀疏的受检者明显多于女性[78.33%(47/60)和15.00%(9/60);χ2=48.348,P<0.001];CTAC图像示分别有60.83%(73/120)、26.67%(32/120)、22.50%(27/120)的受检者出现下后壁、间壁、侧壁放射性分布增加,其中男性下后壁放射性分布增加的受检者明显多于女性[86.67%(52/60)和35.00%(21/60);χ2=33.611,P<0.001];同时28.33%(34/120)、61.67%(74/120)的受检者出现前壁、心尖部放射性分布减低。结论左心室各壁段的放射性分布在不同性别间存在显著差异,CTAC可明显改善左心室下后壁、间壁和侧壁的衰减伪影,其对男性的补偿作用明显优于女性。

部分容积效应对SPECT/CT定量计算结果的影响

目的部分容积效应是影响核医学显像图像质量和定量精确性的主要因素。本文探讨部分容积效应对SPECT/CT定量计算结果的影响。资料与方法分别对Jaszczak圆筒模型以及IEC体模进行SPECT/CT断层显像,并进行CT衰减校正和散射校正以及三维有序子集最大期望值法(3D-OSEM)图像重建。根据Jaszczak圆筒模型重建图像获得特定采集及重建条件下的系统容积灵敏度(cpm/k Bq),计算IEC体模内不同大小热区的绝对放射性活度(k Bq/ml),并与真实活度值进行比较,验算其定量精确性。比较特定采集及重建条件下不同大小热区定量精确性的差异,以及不同大小容积感兴趣区(VOI)、热区/本底比值(TBR)以及采集时间显像对定量精确性的影响。结果使用3D-OSEM重建算法、CT衰减校正、散射校正时,各球体的绝对放射性活度与真实活度值的差异与球体大小显著相关(r=-0.844,P<0.05),各球体平均定量误差随球体容积的增加而明显减小。不同VOI范围显著影响球体定量精确性。对于1.15~11.49 ml球体,其边缘的定量精确性明显低于中心,且各球体定量误差随VOI的减小而减小(r=0.999、0.992、0.994、0.767,P<0.05)。对于26.52 ml和0.52 ml球体,其定量误差与VOI大小无明显相关性(r=0.348、0.478,P>0.05)。不同TBR及采集时间显像中,高TBR显像各球体的平均定量误差(-44.19%)小于低TBR显像(-46.18%),20 s/帧采集显像(-44.33%)小于10 s/帧采集显像(-46.04%)。结论部分容积效应可显著影响SPECT/CT定量精确性,尤其对小病灶以及病灶的边缘部分更为显著。

衰减校正和散射校正对单光子发射计算机断层成像图像质量的影响

目的探讨CT衰减校正(CTAC)和双能窗散射校正(SC)对SPECT图像质量的影响。方法分别对Jaszczak模型、IEC体模及16例患者进行SPECT断层显像,并分别进行以下4种校正状态下的图像重建:无衰减校正(NO-AC)无散射校正(NOSC)、SC NOAC、CTAC SC、CTAC NOSC。比较不同校正状态下Jaszczak模型冷区和本底区放射性计数、冷区对比度及均匀区积分均匀性百分比、IEC体模各热区及患者病灶靶/本底比值,并进行统计学分析。结果与Jaszczak模型的NOAC NOSC图像比较:1CTAC NOSC图像可显著提高冷区和本底区的放射性计数(P<0.05);降低均匀区的积分均匀性百分比(P<0.05);冷区对比度的差异无统计学意义(P>0.05)。2SC NOAC显著降低了冷区和本底区的放射性计数(P均<0.05);提高了均匀区的积分均匀性百分比(P<0.05);显著提高了冷区对比度(P均<0.05)。3CTAC SC提高了冷区和本底区的放射性计数及冷区对比度(P均<0.05);降低了均匀区的积分均匀性百分比(P<0.05)。与IEC体模及患者的NOAC NOSC图像比较,CTAC NOSC图像各热区及病灶的靶/本底比值差异均无统计学意义(P均>0.05),SC NOAC图像各热区(除直径10mm)及病灶的靶/本底比值均较大(P均<0.05),CTAC SC图像各热区及病灶的靶/本底比值均较大(P均<0.05)。结论 CTAC可提高图像放射性计数及均匀性,SC可提高图像对比度,将两者结合可获得较高的图像质量。

基于SPECT/CT定量测量^99Tc^m-MDP骨显像腰椎标准摄取值的研究

目的探讨基于SPECT/CT定量测量99Tcm-亚甲基二膦酸盐(MDP)骨显像腰椎标准摄取值(SUV)的方法。方法回顾性分析2017年5月至11月间行^99Tc^m-MDP全身骨显像和局部腰椎SPECT/CT显像的90例[男16例、女74例;年龄(60.0±11.2)岁]患者资料,均采用三维有序子集最大期望值法(3D-OSEM)重建图像,行衰减校正和散射校正。根据重建图像中腰椎MDP高摄取病灶(分为退行性改变和恶性肿瘤骨转移)和腰椎无MDP高摄取病灶患者(分为骨质疏松组和非骨质疏松组)L1~L4椎体的放射性计数,分别计算各椎体及病灶单位体积的放射性活度,并将其转换为SUV,采用两样本t检验比较不同类别患者腰椎及病灶SUV的差异,用Pearson相关分析腰椎SUV与不同指标的相关性。结果54例腰椎无MDP高摄取病灶患者的L1~L4椎体平均SUV(SUVmean)和最大SUV(SUVmax)分别为4.64±1.03和7.09±1.61,其与骨矿物含量、CT值和体质量均呈正相关(r值:0.433~0.700,均P<0.05),与年龄均呈负相关(r值:-0.514和-0.456,均P<0.001)。54例中骨质疏松组患者的腰椎SUVmean和SUVmax分别为3.81±0.76和5.86±1.34,明显低于非骨质疏松组患者(5.13±0.84和7.82±1.30;t值:-5.892和-5.240,均P<0.001)。在16例患者中发现37个腰椎转移病灶,其SUVmean和SUVmax分别为16.40±6.07和24.25±11.35,明显高于退行性改变(20例患者27个病灶)的相应值(9.30±3.16和13.48±5.21;t值:6.074和5.083,均P<0.001)。结论基于特定重建算法和校正方法的SPECT/CT定量测量可以获得^99Tc^m-MDP骨显像腰椎SUV,并能真实反映其骨盐代谢状态。

飞行时间和点扩散函数对PET/CT图像质量和标准摄取值影响的模型研究

目的:通过模型显像探讨基于飞行时间(TOF)和点扩散函数(PSF)重建对PET/CT图像质量和标准摄取值(SUV)的影响。方法:分别对Jaszczak模型及国际电工委员会(IEC)标准PET图像质量体模进行PET/CT显像,采用常规临床显像条件(3 min/床位)连续进行3次数据采集。分别采用有序子集最大期望值迭代法(OSEM)、OSEM+TOF、OSEM+PSF、OSEM+TOF+PSF重建图像。采用单因素方差分析比较不同重建算法对应的模型图像分辨能力、图像均匀性、"冷区"对比度、"热区"信噪比(SNR)和SUV的差异,组间两两比较采用最小显著差异 t检验。采用Pearson相关分析不同重建方法"热区"SNR、平均SUV(SUV_(mean))和最大SUV(SUV_(max))与球体直径的相关性。 结果:OSEM和OSEM+PSF重建图像最小能分辨6.4 mm"热区"立柱,OSEM+TOF和OSEM+TOF+PSF最小能分辨4.8 mm"热区"立柱。OSEM+TOF和OSEM+TOF+PSF"冷区"对比度明显优于OSEM[(78.56±1.21)%、(78.85±1.17)%、(73.44±1.47)%;F=61.068, t值:9.503, 10.018,均 P<0.001];OSEM+PSF最大和最小非均匀性百分比均优于OSEM( F值:10.286、27.630, t值:-2.599、7.698,均 P<0.05)。各"热区"球体SNR及SUV_(max)在OSEM+PSF和OSEM+TOF+PSF重建时大于OSEM[SNR: (98.99±34.76)%、(98.29±28.66)%、(73.64±26.05)%;F=5.712, t值:3.209,3.412,均 P<0.05;SUV_(max): 8.96±2.72、9.28±2.17、8.01±2.21;F=3.931, t值:2.154、2.863,均 P<0.05],而在OSEM+TOF重建与OSEM重建间的差异没有统计学意义( t值:0.297、0.272,均 P>0.05)。SNR和SUV_(mean)在4种重建方法中均随"热区"球体直径的增加而增加( r值:0.913~0.963,均 P<0.05),SUV_(max)在OSEM+PSF和OSEM+TOF+PSF重建中与"热区"球体直径无明显相关性( r值:0.496和0.614,均 P>0.05)。 结论:在特定采集及重建条件下,TOF主要提高"冷区"对比度和对小病灶的分辨能力,PSF主要提高图像均匀性和SNR,两者结合可以获得更好的图像质量,以及显著提高"热"病灶的SUV。

飞行时间和点扩散函数对18F-FDGPET/CT肺癌纵隔淋巴结转移的增益价值

目的探讨飞行时间(TOF)和点扩散函数(PSF)重建对18F-FDGPET/CT显像肺癌纵隔淋巴结转移的增益价值。资料与方法回顾性分析2020年3月9日—2021年7月23日在佛山市第一人民医院行PET/CT检查的肺癌纵隔淋巴结转移患者68例。分别采用有序子集最大期望值迭代法(OSEM)、OSEM+TOF、OSEM+PSF、OSEM+TOF+PSF重建图像,比较不同重建算法对肺癌纵隔淋巴结转移病灶的分辨能力,以及病灶信噪比(SNR)和标准化摄取值(SUV)的差异。结果使用OSEM+TOF+PSF重建可获得病灶SUVmax、SUVmean和SNR的最高值,与常规OSEM比较分别增加了21.99%、22.86%和60.14%(t=28.321、19.11、11.059,P均<0.01);其差异百分比在直径≤22 mm的较小病灶中明显大于直径>22 mm的较大病灶(24.1%比21.1%、25.3%比19.3%、70.6%比63.3%;Z=-3.658、-4.313、-2.154,P均<0.05),在SNR≤15.31的低对比度病灶中明显大于SNR>15.31的高对比度病灶(23.6%比21.4%、25.3%比21.1%、85.7%比46.0%;Z=-3.519、-2.336、-5.106,P均<0.05);在不同重建算法的病灶可检测性评价结果中,OSEM+TOF+PSF图像对纵隔淋巴结转移病灶的显示最清晰,其中87.4%的病灶为明确存在,显著高于OSEM图像的73.1%(χ^(2)=11.704,P=0.001),但OSEM+PSF图像中病灶明确存在的比例与OSEM比较并未显著增加(73.1%比75.8%;χ^(2)=0.361,P=0.548)。结论TOF和PSF结合能显著提高肺癌纵隔淋巴结转移病灶的探测能力,以及病灶SNR和SUV,尤其在小病灶和低对比度病灶中更为显著。

18F-FDG PET/CT显像中连续进床采集和步进采集模式的比较

目的探讨18F-脱氧葡萄糖(FDG) PET/CT显像连续进床(CBM)和步进(SS)采集模式中采集方案的差异及其对图像质量和标准摄取值(SUV)的影响。方法选择30例(男13例,女17例,年龄40~71岁)2017年6月至9月间于本科行18F-FDG PET/CT显像的患者,分别采用CBM和SS模式进行特定范围(颅顶上缘至坐骨下缘)的模拟采集方案设置,比较2种模式所需的实际采集长度及CT辐射剂量的差异;再分别采用CBM和SS行PET/CT采集,比较2种模式图像质量及SUV差异。采用配对t检验及X^2检验分析数据。结果对于特定采集范围,平均每例患者CBM模式所需实际采集长度比 SS 模式减少 6.65%[(87.11±3.78)和(93.32±6.02) cm;t=-7.737,P<0.001],CT 辐射剂量减少 6.88%[(812+170)和(872±192) mGy·cm;T=-6.432,P<0.001 ]。正常组织中肝脏、骨骼及腰部肌肉最大SUV(SUVmax)和平均SUV(SUVmax)在SS和CBM模式下的差异没有统计学意义(t值:-1.895-0.132,均P>0.05);图像末端腿部肌肉SUVmax在SS模式下明显高于CBM(1.24±0.53 和 1,06±0.42;t=3.450,P<0.01)。40个FDG高摄取病灶的SUVmax和SUVmean在两者间差异亦无统计学意义(t值:0.420和-0.260,均P>0.05)。SS和CBM模式下分别有73.33%(22/30)和80.00%(24/30)的患者整休图像质量为优(X^2=0.373,P>0.05);SS模式下有16.67%(5/30)的患者末端图像质量为优,明显少于CBM[63.33%(19/30);X^2=13.611, P<0.001]。结论在特定采集范围内,CBM可较SS减少不必要的CT扫描范围和CT辐射剂量;除末端图像外,两者正常组织和病灶的图像质量和SUV无明显差异。

基于特定重建算法及校正方法的SPECT／CT绝对定量模型研究

目的探讨基于特定重建算法及校正方法的SPECT/CT绝对定量方法及其影响因素。方法分别对Jaszczak圆柱模型、国际电工委员会（IEC）体模进行SPECT/CT显像。根据圆柱模型重建图像获得系统容积感兴趣区（VOI）灵敏度（SVOI），对IEC体模内已知活度的不同大小热区进行绝对定量计算，并计算其定量精确性。比较三维（3D）-有序子集最大期望值迭代法（OSEM）和二维（2D）-OSEM重建算法、CT衰减校正（AC）和无衰减校正（NOAC）、散射校正（SC）和无散射校正（NOSC）及有无部分容积效应（PVE）校正对定量精确性的影响。采用两样本t检验、单因素方差分析和Pearson相关分析处理数据。结果使用3D-OSEM＋PVE校正＋CTAC＋SC时，6个不同容积热区球体绝对定量值与真实值（374 kBq/ml）的平均差异为－2.49%，其定量误差与球体容积无明显相关性（r＝－0.795，P〉0.05）。无PVE校正时，各球体定量误差随球体容积减小而增大（r＝－0.852，P〈0.05）。不同重建方法的不同容积球体的定量值与真实值间的平均差异有统计学意义（F＝826.631，P〈0.05），其中3D-OSEM＋CTAC＋NOSC重建图像小于2D-OSEM＋CTAC＋NOSC[（52.83±13.79）和（61.33±15.00） kBq/ml]，3D-OSEM＋CTAC＋SC小于3D-OSEM＋CTAC＋NOSC[（9.33±5.47）和（52.83±13.79） kBq/ml]，3D-OSEM＋CTAC＋NOSC小于3D-OSEM＋NOAC＋NOSC[（52.83±13.79）和（307.66±9.24） kBq/ml；均P〈0.05]。结论基于3D-OSEM重建算法、CTAC、SC、PVE校正的SPECT/CT绝对定量可获得精确的定量结果。