比较不同年龄和不同采集时相对肺部肿瘤PET/CT四维显像的影响

王治国 吴锐先 郭 佳 石庆学 张宗鹏 左 峰 张国旭*

PET/CT肿瘤显像已广泛应用于肿瘤良恶性鉴别、恶性肿瘤分期、监测肿瘤的疗效以及寻找肿瘤原发灶[1]。由于呼吸运动的影响以及PET、CT扫描速度的不同，对肺部进行PET/CT扫描时，PET图像和CT图像在位置及相位上存在一定程度的不匹配，并且PET图像需经CT进行衰减校正，从而形成呼吸伪影。目前临床使用PET/CT四维采集模式，即PET/CT呼吸门控采集方式来纠正呼吸伪影[2]。本研究通过对不同年龄的肺部结节患者采用不同的采集时相进行PET/CT四维显像，观察其对显像成功率的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2011年4月至2014年5月在沈阳军区总医院核医学科行PET/CT肿瘤显像时发现有肺部结节并同意行呼吸门控显像的80例患者，其中男性35例，女性45例；年龄31～65岁。患者空腹6 h以上，按照4.44 MBq/kg剂量静脉注射18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-flurodeoxyglucose，18F-FDG)，安静休息50 min后进行PET/CT采集，经医生确定有肺部结节、患者同意并签署知情同意书后行PET/CT四维显像。

1.2 检查方法

(1)仪器设备。①显像仪器为美国GE公司Discovery VCT PET/CT仪；②呼吸运动实时监测系统为美国Varian公司实时跟踪系统(Real—time Position Management，RPM)；③后处理工作站为GE AW工作站，对数据进行后处理。

(2)分组及采集方法。对80例患者按年龄大小和采集时相分为4组，年龄＜50岁进行6时相、10时相采集的各20例，年龄＞50岁进行6时相、10时相采集的各20例。

扫描时要求患者静息、均匀呼吸。先启动呼吸运动检测系统记录呼吸节律信号，然后再分别进行PET和CT呼吸门控扫描。扫描完成后，PET扫描的呼吸门控图像在采集工作站自动划分为6个时相的呼吸门控系列图像，而CT采集图像则只是不同层面、不同时间的重组系列图像，还需把该系列与呼吸节律曲线一起传输到后处理工作站进行“后门控”处理。

(3)采集方法及参数设定。在行PET扫描时分别进行6个时相、10个时相的采集，采集分别需时12 min、20 min。1个床位(156 mm)采集多个呼吸周期，并按照各自的时相累计采集总计数。CT采集后，可以在后处理中人为进行6个时相、10个时相的拆分(见表1)。

(4)图像后处理。CT图像的“后门控”处理在后台工作站上进行。先对呼吸曲线设置不同的相位值(见表1)，再根据不同相位值对呼吸门控CT进行拆分，最终得到的各个相位的多层CT图像序列，回传到前台采集工作站。用采集工作站的后重建软件对各个时相的PET图像进行新的重建，重建时采用其对应时相的CT图像作衰减校正，即能得到各个时相的CT与PET图像。

表1 不同时相相位值的设定(%)

1.3 显像成功率设定

患者行PET/CT四维采集后，CT图像能正常进行拆分，PET图像能正常后重建，最终得到各时相PET、CT图像的显像记为成功，因患者呼吸节律造成的CT不能拆分或PET图像不能重建的显像记为失败。

1.4 统计学方法

应用SPSS 12.0软件对研究数据进行统计分析，组间率的比较采用x2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

患者年龄＜5 0岁进行6时相显像成功率为95%(19/20)，进行10时相显像成功率为85%(17/20)；年龄＞50岁进行6时相显像成功率为80%(16/20)，进行10时相显像成功率为40%(8/20)，其差异有统计学意义(x2=5.104，P＜0.05)。年龄＜50岁的患者采集时相对显像成功率无影响，其差异无统计学意义(x2=0.278，P＞0.05)；年龄＞50岁的患者采集时相多要比采集时相少的成功率高；6时相的采集方法适合不同年龄段；10时相的采集方法适合较年轻的年龄段(见表2)。

表2 年龄＜50岁和＞50岁不同时相的成功率比较[例(%)]

3 讨论

PET呼吸门控采集方法采用“前门控”技术，在呼吸门控采集开始后，PET采集控制系统不断从呼吸门控系统接收呼吸节律信号，根据一定的阈值触发PET采集。而CT呼吸门控扫描采用“后门控”技术，即在CT扫描时并不接收呼吸门控系统的呼吸节律时相信号，也不受该信号触发，只是在同一CT扫描视野范围内进行1个呼吸周期内的动态扫描。完成1个周期的扫描后，扫描床步进到下一个扫描视野范围，继续下一周期的动态扫描，直到完成整个检查范围的CT扫描；呼吸控制系统则连续记录CT曝光的时相信息，并同时记录呼吸节律信号[3]。

呼吸门控系统将一个周期内的呼吸信号分成若干时相，时相少，采集时间少，能更快地进行扫描，但得到的图像融合不佳，未起到消除伪影的效果[3]；时相越多，采集时间会变长，但每个时相上呼吸运动伪影会尽可能地减少，重建出来的PET图像与CT图像就能更好地融合，但肿瘤患者通常都处于较大的年龄段，不能很好地配合检查，往往导致显像失败。Segars、Thomdyke和Zhu Zhiyu等[4-6]的研究表明；时相数＜6时，起始时相位于呼气和吸气末时的图像比其他位置的图像更模糊；时相数在8以上时，可消除起始时相位置对图像的影响，伪影也校正得更彻底。

本研究中，6时相组采集时间为12 min，低于10时相组的20 min，患者在进行此类长时间仰卧、胳膊上举体位的检查时，特别是年龄较大的患者，可能会产生各种不适导致不能很好的配合，因此，在延长扫描时间的同时，必须要考虑患者的承受力，不可为了图像质量而一味增加时相，致使患者不耐受，最终导致显像失败，给患者带来不必要的辐射。

本研究结果显示，应用呼吸门控技术对肺部结节患者行PET/CT显像，对于＞50岁的患者而言，进行6时相显像比10时相更耐受，可极大提高显像成功率。而对于年龄＜50岁的患者而言，12 min和20 min区别不是很大，而10时相得到的图像效果要优于6时相[7]。有研究证明，应用呼吸门控显像与非门控显像相比，对作为有很高的灵敏度和特异性的良恶性指标的标准化摄取值(SUV)有影响，甚至会影响到临床诊断[8-10]。因此，相对较年轻的患者增加采集时相具有较高的临床应用价值，期望可逐步推广[11]。

综上所述，PET/CT四维显像要根据年龄来确定采集时相的多少，以保证显像成功率。如果患者能承受，时相要尽量多，使PET与CT图像充分融合，从而保证图像质量，为临床提供准确的诊断图像。

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[4]Segars WP.Development of a new dyadic NURBS-based cardiac-torso(NCAT) phantom[D].North Carolina:University of North Carolina,2001.

[5]Thomdyke B,Koong A,Xing L.Reducing respiratory motion artifacts in radionuclide imaging through retrospective stacking:A simulation study[J].Linear Algebra and its Applications,2008,A428:1325-1344．

[6]Zhu Zhiyu,Tsui BMW,Segars WP.A simulation study of the effect of gating scheme on respiratory motion blurring in FDC lung PET[J].IEEE Transactions on Nuclear Science,2003,13(3):1554-1558.

[7]王治国,吴锐先,赵艳娟,等.PET/CT呼吸门控采集时不同时相对图像融合的影响[J].中国疗养医学,2013,22(12):1093-1094．

[8]邵明哲,陈英茂,田嘉禾,等.肺部肿瘤18F-FDG PET显像的ROI大小与SUV分界点[J].中华核医学杂志,2004,24(3):174-176．

[9]武志芳,李思进,刘建忠,等.呼吸门控PET/CT对肺部结节SUV的影响[J].中华核医学与分子影像杂志,2012,32(2):111-114.

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