CT衰减校正对SPECT心肌灌注显像图像质量的影响

黄克敏 HUANG Kemin

冯彦林 FENG Yanlin

温广华 WEN Guanghua

梁伟棠 LIANG Weitang

李 林 LI Lin

冯叶霞 FENG Yexia

陈丽莹 CHEN Liying

CT衰减校正对SPECT心肌灌注显像图像质量的影响

Infuence of CT Attenuation Correction on SPECT Image Quality of Myocardial Perfusion

黄克敏 HUANG Kemin

冯彦林 FENG Yanlin

温广华 WEN Guanghua

梁伟棠 LIANG Weitang

李 林 LI Lin

冯叶霞 FENG Yexia

陈丽莹 CHEN Liying

目的探讨CT衰减校正（CTAC）对SPECT心肌灌注显像图像质量的影响。资料与方法99Tcm-甲氧基异丁基异腈SPECT/CT心肌灌注显像110例，均重建CTAC和无衰减校正（NOAC）图像，观察CT和SPECT图像的配准情况，对配准不良者进行重新配准。比较CTAC和NOAC图像及配准前后CTAC左心室各壁段放射性计数的差异和图像差异，并进行性别和体重指数分层比较。结果CTAC图像左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性计数百分比明显高于NOAC图像（t=21.68、9.265、5.067，P＜0.01），心尖部则明显低于NOAC图像（t=－12.834，P＜0.01）。其中，男性下后壁CTAC和NOAC放射性计数百分比的差异明显高于女性（t=6.922、4.583，P＜0.01）；高体重指数者心尖部放射性计数百分比的差异明显高于正常体重指数者（t=2.621，P＜0.05）。与NOAC图像比较，CTAC图像有63.6%出现下后壁放射性明显增加，男性明显高于女性（χ2=17.267，P＜0.01）；有38.2%出现心尖部放射性明显减低，高体重指数者明显高于正常体重指数者（χ2=4.864，P＜0.05）。110例受检者中有52.7%出现不同程度的图像配准不良，重新配准后前壁、心尖部和侧壁的放射性明显增加（t=7.931、2.385、8.32，P＜0.05）。结论CTAC可明显改善左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性分布，但对心尖部的补偿相对不足；CT和SPECT图像配准不良可明显影响前壁、心尖部和侧壁的放射性分布。

心肌；灌注成像；体层摄影术，X线计算机；体层摄影术，发射型计算机，单光子；衰减校正；99m锝甲氧基异丁基异腈；图像处理，计算机辅助< class="emphasis_bold">【Abstract】Purpose

PurposeTo evaluate the effects of CT attenuation correction on SPECT image quality of myocardial perfusion.Materials and MethodsOne hundred and ten patients underwent SPECT/CT scan after myocardial perfusion with99Tcm-methoxy isobutyl isouitril. Both CT attenuation correction (CTAC) images and no attenuation correction (NOAC) images were reconstructed for all the patients. The SPECT/CT images were observed and the reregistration was carried out for those misregistrated SPECT/ CT images. The image quality of CTAC and NOAC and the differences in radiocounting among each wall section of left ventricle(LV) before and after reregistration were compared, and gender and body weight were also stratified in the study.ResultsThe percentages of radiocounting in LV inferior-posterior, septal and lateral walls were all significant higher in CTAC images than those in NOAC images (t=21.68, 9.265 and 5.067, P＜0.01), but that in the apex wall was signifcant lower in CTAC images (t=－12.834, P＜0.01). Moreover, the percentage of radiocounting in the inferior-posterior wall in males was significantly higher than that in females (t=6.922 and 4.583, P＜0.01), and that in apex wall was signifcant higher in the overweight than in the normal (t=2.621, P＜0.05). Compared with NOAC images, 63.6% CTAC images showed increased radioactivity in the inferior-posterior wall, and that in males was significantly higher than that in females (χ2=17.267, P＜0.01); 38.2% presented decreased radioactivity in the apex wall, and the percentage in overweight was significantly higher than that in normal weight (χ2=4.864, P＜0.05). Fifty-eight out of 110 cases (52.7%) showed a misregistration between CT and SPECT images, and the radioactivity distribution increased in anterior, apex and lateral walls after reregistration.ConclusionThe CTAC image could improve radioactivity distribution in LV inferior-posterior, septal and lateral walls significantly, but it is not sufficient for radioactivity distribution in apex wall; the CT/SPECT image misregistration can affect the radioactivity distribution in anterior, apex and lateral walls.

Myocardium; Perfusion imaging; Tomography, X-ray computed; Tomography, emission-computed, single-photon; Attenuation correction; Technetium Tc 99m sestamibi; Image processing, computer-assisted

在SPECT心肌灌注显像中，心脏周围组织器官的衰减所产生的衰减伪影是其诊断结果出现假阳性的重要原因之一。采用CT衰减校正（CT attenuation correction，CTAC）可以明显改善左心室各壁段的放射性分布，减少衰减伪影，对提高冠心病诊断的准确性和特异性具有重要作用[1]，但由各种原因引起的衰减校正错误也会严重影响断层图像质量[2]。本研究通过比较CTAC和无衰减校正（no attenuation correction，NOAC）图像左心室各壁段放射性计数的差异和图像差异，以及在不同性别和不同体重指数（body mass index，BMI）受检者间的差异，探讨CTAC对SPECT心肌灌注显像图像质量的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析佛山市第一人民医院的110例99Tcm-甲氧基异丁基异腈（methoxy isobutyl isonitrile，MIBI）静息心肌灌注显像受检者，其中男59例，女51例；正常BMI受检者54例（BMI 18.3～23.9 kg/m2），高BMI（超重和肥胖）受检者56例（BMI 24.0～34.7 kg/m2）[3]；年龄31～77岁，平均（57.2±13.2）岁。每例受检者均经临床表现、运动心电图、超声检查等资料显示冠心病的可能性较低，所有受检者均进行CTAC。对原始数据进行动态电影显示证实所有受检者均无位移。

1.2 仪器与方法 采用西Siemens SYBMIA T16 SPECT/ CT仪，配低能高分辨准直器，显像剂为99Tcm-MIBI，由广州市原子高科同位素医药有限公司提供，放化纯度＞95%。所有受检者静脉注射99Tcm-MIBI 740 MBq，45 min后口服脂餐，90 min后进行显像。先进行SPECT采集，两个探头成相对90°，采用椭圆轨迹进行人体跟踪采集，探头由右前斜45°至左后斜45°共旋转180°，每帧采集30 s，共采集32帧。矩阵64×64，放大倍数1.45。然后进行CT扫描，扫描参数为管电压120 kV，管电流50 mAs，层厚10 mm，螺距1.0。

1.3 图像处理 使用有序子集最大期望值法进行图像重建，重建参数为8子集，6次迭代，利用CT数据进行CTAC，同时观察CT和SPECT图像的对位情况，对于出现配准不良的受检者进行手动配准后重新进行CTAC。获得所有受检者CTAC和NOAC图像。

1.4 数据分析 利用仪器的定量计算软件（QPS 2009）获得所有受检者CTAC和NOAC图像左心室的靶心图，将靶心图分成前壁、侧壁、间壁、心尖部和下后壁5个壁段，以靶心图内最高放射性计数为100%，计算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的差异，以及在不同性别和不同BMI受检者间的差异，同时比较CT和SPECT图像重新配准前后CTAC图像左心室各壁段放射性计数的差异。

1.5 图像分析 由3位具有中级以上职称的核医学医师对所有图像进行目测定性观察，与NOAC图像比较，对CTAC图像左心室各壁段放射性分布情况进行评分，将其分为：0为无变化，－1为轻微减低，－2为明显减低，1为轻微增加，2为明显增加。同时比较CT和SPECT图像重新配准前后其CTAC图像的差异，评价标准同上，以其中2位医师的一致意见为最终结果。

1.6 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，两组数据间的比较采用配对t检验，组间比较采用独立样本t检验，率的比较采用χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CTAC和NOAC图像左心室各壁段平均放射性计数百分比的比较 CTAC图像左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性计数百分比明显高于NOAC图像（t=21.68、9.265、5.067，P＜0.01），心尖部则明显低于NOAC（t=－12.834，P＜0.01），前壁在两者间的差异无统计学意义（t=－0.542，P＞0.05），见表1。在不同性别受检者中，男性受检者下后壁、间壁CTAC和NOAC放射性计数百分比的差异明显高于女性受检者（t=6.922、4.583，P＜0.01），见表2。在不同BMI受检者中，高BMI受检者心尖部CTAC和NOAC放射性计数百分比的差异明显高于正常BMI受检者（t=2.621，P＜0.05），其余各壁段在正常BMI和高BMI受检者间的差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表1 CTAC和NOAC图像左心室各壁段平均放射性计数百分比比较 （%）

2.2 CTAC和NOAC图像的比较 CTAC图像可明显提高左心室下后壁的放射性，但同时也明显减低了心尖部的放射性（图1）。110例受检者CTAC图像左心室各壁段放射性分布评分见表4。与NOAC图像比较，CTAC图像中有63.6%（70/110）的受检者下后壁放射性出现明显增加，其中男性受检者的比例明显高于女性受检者[81.4%（48/59）比43.1%（22/51），χ2=17.267，P＜0.01]，而高BMI和正常BMI受检者间的差异无统计学意义[62.5%（35/56） 比64.8%（35/54） ，χ2=0.064，P＞0.05]； 有 38.2%（42/110）的受检者心尖部放射性出现明显减低，其中高BMI受检者的比例明显高于正常BMI受检者[48.2%（27/56）比27.8%（15/54），χ2=4.864，P＜0.05]，而男性和女性受检者间的差异无统计学意义[37.3%（22/59）比39.2%（20/51），χ2=0.043，P＞0.05]。 同 时， 左 心 室前壁分别有24.5%（27/110）的受检者出现放射性增加，31.8%（35/110）的受检者出现放射性减低。

表2 男性和女性受检者间CTAC和NOAC图像左心室各壁段放射性计数百分比的比较 （%）

表3 正常BMI和高BMI受检者间CTAC和NOAC图像左心室各壁段放射性计数百分比的比较 （%）

图1 男，76岁，BMI=25.2 kg/m2。NOAC图像显示左心室下后壁放射性明显减低（A）；CTAC图像显示下后壁放射性分布明显改善，但心尖部出现新的放射性减低区（B）

2.3 重新配准前后CTAC图像左心室各壁段放射性计数的差异 110例受检者中有52.7%（58/110）出现不同程度的图像配准不良，配准不良的平均幅度为（0.53±1.94）cm，其中单一方向的配准不良占70.7%（41/58），多方向的配准不良占29.3%（17/58）。图像配准不良的受检者重新配准前后左心室各壁段平均放射性计数百分比见表5。重新配准后前壁、心尖部和侧壁的放射性计数百分比增加（t=7.931、2.385、8.32，P＜0.05、P＜0.01），而下后壁和间壁的放射性计数百分比减少（t=－2.654、－2.048，P＜0.05、P＜0.01）。CT和SPECT图像重新配准后分别有34.5%（20/58）、20.7%（12/58）和19.0%（11/58）的受检者出现前壁、心尖部和侧壁放射性增加，有8.6%（5/58）的受检者出现下后壁放射性减低（图2）。

图2 男，56岁，BMI=26.3 kg/m2。NOAC图像显示前壁放射性分布正常（A）；CT和SPECT图像配准不良的CTAC图像，CT图像分别向X轴和Y轴方向移位9 mm和5 mm，其前壁和心尖部放射性明显减低（B）；对CT和SPECT图像重新配准后的CTAC图像，其前壁放射性明显增加（C）

表4 110例受检者CTAC图像左心室各壁段的放射性分布评分 （例）

表5 58例图像配准不良受检者重新配准前后左心室各壁段平均放射性计数百分比的比较 （%）

3 讨论

在SPECT/CT显像中，CT图像不仅可以提供准确的解剖定位信息，还能为SPECT图像提供精确的衰减校正数据，对提高断层图像的质量具有重要作用[4]。CTAC能明显减少心肌灌注显像的衰减伪影，其临床应用价值也已得到广泛认可[5]，但CTAC在应用中也存在某些局限性，如CTAC图像会出现新的衰减校正伪影，以及CT和SPECT图像配准不良对衰减校正精度的影响等[6,7]。因此，正确认识CTAC对心肌灌注显像图像质量的影响，有助于临床显像中对衰减伪影进行正确判断。

心肌灌注显像的衰减伪影在不同性别和不同体型受检者中存在不同的差异，在男性受检者中，由膈肌衰减所产生的左心室下后壁的衰减伪影最为常见，在女性受检者中，由乳腺衰减所产生的左心室前壁和心尖部的衰减伪影最为常见，而高BMI受检者的衰减伪影明显较低BMI受检者严重[8]。因此，CTAC对不同性别和不同体型受检者图像质量的影响也必然存在差异。有研究表明[9]，CTAC对提高肥胖者冠心病诊断的准确性明显高于正常体重者。Huang等[10]的研究表明，CTAC对提高男性受检者冠心病诊断的准确性明显高于女性受检者。本研究中，CTAC可明显提高左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性计数，尤其在男性受检者中，有81.4%（48/59）的受检者下后壁放射性明显提高，所占比例显著高于女性受检者[43.1%（22/51）]。但在不同BMI受检者中，除心尖部外，其余各壁段CTAC和NOAC图像放射性计数百分比的差异在正常BMI和高BMI受检者间并无显著差异。

CTAC最大的局限性在于提高其他心肌壁段放射性的同时，会部分减低心尖部或前壁的放射性，其原因可能与心尖部和前壁较接近体表、CTAC对其补偿相对不足有关，同时心尖部的心肌相对较薄，很容易受部分容积效应以及CT和SPECT图像配准不良的影响[11,12]。Okuda等[12]的研究中， NOAC图像心尖部的平均放射性计数与其相邻壁段比较无明显差异，而CTAC图像则明显低于其相邻壁段。本研究中，心尖部的平均放射性计数百分比在CTAC时明显低于NOAC，尤其是在高BMI受检者中更为明显。110例受检者中有38.2%（42/110）的受检者心尖部放射性出现明显减低，同时有31.8%（35/110）的受检者前壁放射性出现轻微或明显减低。

因此，在临床显像中，应结合CTAC和NOAC图像进行对比分析。

由于CT采集和SPECT采集在不同的时段进行，常常因为各种原因使CT和SPECT图像出现配准不良，从而导致CTAC图像产生伪影。Kennedy等[13]的研究中，有73% （181/248）的受检者出现大于1个像素的图像配准不良，有23%（57/248）的受检者出现大于2个像素的图像配准不良。本研究中，有52.7%（58/110）的受检者出现不同程度的图像配准不良，配准不良的平均幅度为（0.53±1.94）cm。文献报道显示[5]，图像配准不良所产生的衰减伪影以左心室心尖部、前壁区域最为多见。Goetze等[14]对出现配准不良患者的CT和SPECT图像进行重新配准后，发现前壁、间壁、下后壁以及前壁心尖部图像的变化最为显著。本研究中，图像重新配准后分别有34.5%（20/58）、20.7%（12/58）和19.0%（11/58）的受检者出现前壁、心尖部和侧壁放射性增加，有8.6%（5/58）的受检者出现下后壁放射性减低。

本研究表明，CTAC可以增加左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性，同时也会对心尖部或前壁的放射性补偿相对不足，其对心肌灌注显像图像质量的影响在不同性别和不同体型受检者中也存在较大的差异。因此，在临床显像中利用CTAC进行衰减伪影的判断时，应充分考虑其上述特点，根据受检者的性别和体型等实际情况进行综合判断。同时，还要密切关注CT和SPECT图像配准不良对CTAC图像的影响，必要时对两者图像进行重新配准。

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（本文编辑 冯 婕）

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.12.011

广东省佛山市第一人民医院核医学科广东佛山 528000

黄克敏

Department of Nuclear Medicine, the First

People's Hospital of Foshan, Foshan 528000, China

Address Correspondence to: HUANG Kemin E-mail: hkmin25@163.com

R725.1；R445.2

2014-05-03

修回日期：2014-09-28

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第12期：919-923

Chinese Journal of Medical Imaging 2014 Volume 22(12): 919-923