基于中国人群建设PET神经影像数据库

2023-02-23任树华鲍伟奇周维燕孔艳艳姜东朗顾宇翔郭起浩左传涛管一晖

中国医学影像技术 2023年2期

黄琪，任树华，吴平，鲍伟奇，周维燕，孔艳艳，姜东朗，华涛，王坚，胡杰，陈亮，顾宇翔，郭起浩，左传涛，管一晖，谢芳*

(1.复旦大学附属华山医院核医学/PET中心，2.神经内科，3.神经外科，上海 200040；4.上海交通大学附属第六人民医院老年科，上海 200030)

医学影像学技术的发展推动了神经影像学临床及科研进步，但获取数据难度及成本均较高。建设神经影像数据库可避免重复采集数据所致成本增加和周期延长，支持在不同背景和目的下深入挖掘数据，提高其利用率。目前国内外已有多个神经影像学数据库，但多针对MRI，核医学PET神经影像学数据库发展相对滞后，尤其缺少基于我国人群的PET神经影像学资料。本研究基于复旦大学附属华山医院资料尝试建立基于我国人群的PET神经影像学数据库，包括阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)、帕金森病(Parkinson disease，PD)、烟雾病、脑胶质瘤、癫痫及非疾病脑。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 AD数据库纳入2018年11月—2022年3月50～80岁、性别和受教育程度不限的AD患者，于神经心理学评估后1个月内接受颅脑MR、18F-AV45及18F-FDG或18F-MK6240 PET检查；无明确脑卒中病史；Hachinski缺血指数表得分≤4分。排除标准：①合并明显心、肝、肾或肺功能不全，血液系统疾病、严重感染、癌症、酒精或药物滥用等；②头颅MRI显示大血管性病灶、皮质下弥漫性白质脑病或多发腔隙性脑梗死；③其他脑部疾病或系统疾病伴痴呆，以及甲状腺功能低下、维生素B12缺乏等；④因视、听障碍影响认知评估；⑤抑郁性障碍；⑥缺乏合作或理解。

1.1.2 PD数据库纳入2010年2月—2022年3月接受18F-FDG或11C-CFT PET显像(停用PD药物12 h以上)PD患者，依据文献[1-3]标准，经颅脑MRI及临床评估运动障碍诊断PD。纳入患者年龄、性别不限。排除标准：神经或精神系统疾病史，神经安定类或毒品暴露史，神经查体或MRI显示异常，多巴胺转运体阻断剂用药史等。

1.1.3 烟雾病数据库纳入2019年12月—2022年3月接受18F-FDG或18F-FDG灌注相PET的18～80岁、性别不限烟雾病患者；均经数字减影脑血管造影参照烟雾病诊疗指南[4]标准确诊。排除标准：①合并影响认知功能的其他神经系统疾病；②酗酒、吸毒；③拒绝神经心理检查。

1.1.4 脑胶质瘤数据库纳入2011年8月—2022年3月接受氨基酸PET检查的脑肿瘤患者，年龄14～80岁，性别不限；显像前未接受脑占位性病变手术、放射治疗及化学治疗等；以手术或脑立体定向活检获取脑组织学标本后经常规病理学诊断。排除标准：氨基酸PET显像阴性；脱髓鞘病变、炎性反应、其他非胶质肿瘤。部分患者经分子病理学检查，对其结果根据2016版WHO中枢神经系统肿瘤分类标准获得新分级标准下的病理诊断；根据IDH1 R132H抗体免疫组织化学染色判断IDH1基因突变。

1.1.5 难治性癫痫纳入2013年11月—2022年3月接受18F-FDG或FMZ PET检查的难治性癫痫患者，年龄18～80岁，性别不限，经≥2种药物足量足疗程无法有效控制，经常规脑电图、MR及认知评估，且检查前停用苯二氮卓类药物时间1个月以上。排除合并癔症者或妊娠妇女。

1.1.6 非疾病脑代谢纳入于2012年11月—2019年4月接受18F-FDG PET检查，经2名核医学科医师结合病史阅片确认无脑卒中、重大颅脑创伤或神经精神疾病，无恶性肿瘤、药物滥用或酒精成瘾史等者。

1.2 图像采集采用Siemens Biograph mCT Flow Edge 128 PET/CT仪，显像剂剂量及扫描时间等见表1。采用3D模式采集PET图像，轴向视野30 cm，范围包括颅顶至颅底，经衰变校正、归一化校正、时间校正、衰减校正、散射校正及随机符合校正，并获得迭代、滤波反投影、TRUX和以all-pass算法重建的图像，重建图像矩阵为256×256×148，体素1.59×1.59×1.50。

表1 PET扫描方案

或采用Biograph Truepoint HD 64 PET/CT仪，扫描及校正方式同前，重建算法包括迭代、滤波反投影和TRUEX算法，重建PET图像矩阵为168×168×148，体素2.04×2.04×1.50。

1.3 预处理由研究人员通过严格视觉检查剔除不满足质量要求的图像，其流程如下：①以MIRC CTP对DICOM文件行匿名化；②采用dcm2niix将DICOM格式文件转换为NIFTI格式；③将图中的前联合-后联合线的原点调至前联合；④以SPM12软件对PET图像进行空间标准化，并变换到蒙特利尔神经研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)空间；⑤以半高宽8 mm×8 mm×8 mm平滑核进行平滑。

2 结果

2.1 数据库基本信息所获PET神经影像数据库主要包括5个专病数据库及1个非疾病脑代谢数据库，基本信息见表2。

表2 PET神经影像数据库基本信息

2.2 数据存储、检索与安全数据库所有图像均可提供DICOM或NIFTI格式，参照脑成像数据结构(https://bids.neuroimaging.io/)通用规范存储；记录基本人口学信息，包括ID、获取日期，检查时年龄、性别、体质量、利手及显像剂注射剂量等；并可提供基于自动解剖定位地图集的标准化摄取值。

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