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多功能ECT在腫瘤學的作用

2009-09-16 10:34 醫(yī)學教育網(wǎng)
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  雙探頭帶符合線路的SPECT正電子顯像(DHC)

  顯然帶準直器的FDG-SPECT與PET相比分辨率和靈敏度相差甚遠,許多廠家開始改進雙探頭SPECT,以符合探測方式提高分辨率和靈敏度。

  符合線路顯像顯像是一種無準直器3-D體積采集,因此有可能成為檢出毫米級病灶的方法其空間分辨率僅僅受限于固有分辨率。VG(GE公司)裝備了狹縫準直器SEPTAL(間隔為40×4mm,間隙為10mm),并有多層濾波器(鋅、鉛、銅)以減少來自視野以外的射線和減少散射效應。數(shù)據(jù)采集是3min轉一圈,以盡量減少放射性衰減的影響。該系統(tǒng)的空間分辨率:空氣中空間分辨率(FWHM)4.5mm,這和專用PET非常接近。靈敏度為89cpm/uci,比PET差了20倍。在L/B=5/1時模型試驗的最小檢出病灶的直徑為1.35cm,這和SPECT接近,但遠低于PET。

  FDG-符合線路顯像(3/8英寸)對小病灶的檢出和超高能準直器SPECT類似,由于其分辨率優(yōu)于超高能準直器SPECT,這可能是系統(tǒng)靈敏度低造成的。FDG-符合線路顯像檢出19個腫瘤病人的28/38(73%)個病灶,大于15mm的病灶檢出率是85%(26/31)。

  廠家對晶體加以改造,以提高靈敏度?,F(xiàn)在5/8英寸的晶體靈敏度可達189cpm/uci,分辨率5.0mm,但是在惡性病灶的檢出率方面與其它所有方法比較沒有統(tǒng)計學意義。其原因還是和靈敏度有關,畢竟和PET比較還有10倍的差距。

  以專用PET為金標準,總的病灶檢出率是78%(無論大小和位置)。分別統(tǒng)計:在胸部小于1.5cm的78%,大于1.5cm為100%(總83%)。肝臟:小于1.5cm的43%,大于1.5cm為100%(總67%)。肝外腹部:4大于1.5cm為78%(總78%)。

  符合線路顯像的主要缺點是腹腔和盆腔內(nèi)的小于1.5cm的病灶檢出率低。

  圖像重建

  這些較早的檢查方法的缺陷還有用濾波反投影(FBP)重建的算法,它放大了統(tǒng)計噪聲,降低了圖像質(zhì)量。對于符合探測顯像開發(fā)出使用疊代重建的新算法,以適時的方式改善信噪比。用基于預先分組最大期望值(OSEM)的疊代重建算法可以重建發(fā)射圖像。這個算法符合OSEM(COSEM)使用以時間排序的數(shù)據(jù)子集(單個180度符合采集提供一個完整圖像數(shù)據(jù))代替以空間排序的常規(guī)OSEM.目前多功能ECT就是使用COSEM重建FDG符合圖像的。在一個初步研究中比較了這種重建算法對28個腫瘤病人60個病灶檢出的影響。而且圖像質(zhì)量的提高使得醫(yī)生更有信心去解釋。量評估不同的生理參數(shù)(如灌注、葡萄糖代謝)。專用PET的靈敏度允許在注射FDG后對感興趣的器官和局部區(qū)域進行動態(tài)掃描,配合動態(tài)動脈血采樣進而獲得組織和血漿示蹤劑的時間濃度,這樣使用示蹤動力學模型定量計算代謝率。使用動力學模型的定量評價方法需要衰減校正以計算感興趣區(qū)內(nèi)的真實計數(shù)。專用PET有衰減校正。定量分析費時、煩瑣、比靜態(tài)顯像(注射后60min待藥物在體內(nèi)平衡)更具侵入性。在腫瘤臨床,真正的定量分析是不可能準確進行的,因為許多腫瘤的動力學還不清楚,另外動態(tài)顯像不可能在全身同時進行。全身靜態(tài)顯像的優(yōu)點是有可能檢出特定病灶以外的其它病灶。靜態(tài)FDG圖像可以用視覺或半定量(SUV標準攝取值)方法評估。SUV是病灶內(nèi)的放射性(uCi/ml)除以病人體重(Kg)和注射FDG劑量(mCi)。半定量方法提供更加客觀的病灶攝取報告,但是它取決于軟組織衰減校正的準確性,病人的移動、穿透掃描和發(fā)射掃描位置不一致將影響衰減校正的準確性,也將使圖像融合出現(xiàn)問題。

  已經(jīng)知道,衰減校正對符合圖像的意義遠大于對SPECT圖像的意義,因為來自一個湮滅輻射的兩個光子必須通過無干擾的區(qū)域。符合顯像的衰減效應導致局部的不均勻、高密度結構的畸變、以及邊緣效應。肺部病灶的模型試驗證明,SPECT、符合線路顯像-PET、專用PET通過對衰減偽影的校正改善了圖像的質(zhì)量,增加了對比度。Tatsumi等做了多功能ECT和專用PET-FDG顯像的比較,23個肺癌病人計算了L/B.PET的L/B為9.3/6.6(衰減校正/N衰減校正),PET/多功能ECT是9.3/4.3(衰減校正),檢出惡性病灶的靈敏度為87%/73.9%.另一個作者27例肺癌病灶的PET和多功能ECT的L/B為6.9/4.7(N衰減校正)。

  對腫瘤病人的FDG顯像的臨床評價使用衰減校正有很多優(yōu)點:

  1.最重要的是改善了解剖邊界的影像(如;縱隔和肺、肺和肝),因此圖像更容易判讀(特別是對沒有經(jīng)驗者),病灶定位更加準確;

  2.可半定量計算SUV,用于鑒別大于2倍儀器分辨率的病灶的良惡性和觀察惡性疾病的治療效果。

  3.衰減校正的圖像上病灶沒有畸變,而且深部的病灶和表面的病灶的亮度類似。但是衰減校正的圖像噪聲較高,這種噪聲取決于衰減校正的方法。對均勻結構的衰減校正可以用幾何計算衰減的方法,這種結構的形狀和內(nèi)容可以預測,如腦。計算法衰減校正可以很準確的使用,并且具有病人個體化的特點。由于不同病人體型變化很大,以及體內(nèi)的器官是不對稱的,所以沒有軀體圖像的例子。為了做軀體的衰減校正,開發(fā)出使用放射性穿透源測量衰減的不同方法。一般是用直接測量511keV光子穿過身體的衰減來計算衰減校正。校正了衰減的圖像質(zhì)量很大程度上是取決于穿透和發(fā)射圖像的配準。穿透掃描增加檢查的時間,并且病人往往需要重新擺位,這造成圖像配準問題以及體系的噪聲。在長時間的掃描過程中病人移動也是一個問題。如果穿透掃描在FDG給藥之后進行,不進行校正,可能發(fā)生定量的錯誤。如果分段做衰減校正,分段必須準確,否則也會產(chǎn)生偽像。

  有些研究指出衰減校正和無衰減校正的FDG圖像檢出病灶的效能無明顯差異。衰減校正對乳癌和肺癌病灶的檢出沒有改善。但是ZIMNY比較了PET和多功能ECT檢查45個腫瘤病人的結果,認為衰減校正對檢出病灶有提高,特別是較小的病灶?! ∽罱瞥龅亩喙δ蹺CT在機架上配有X線球管,它用來做衰減圖。衰減校正和FDG顯像分別先后進行,病人無須重新擺位。如果在檢查過程中病人沒有移動,透射和發(fā)射圖像的對位十分準確。另外,X線球管的強光子流產(chǎn)生高質(zhì)量的衰減校正圖像,保證了校正數(shù)據(jù)的可靠性。29例病人60個病灶的初步研究證明,使用COSEM和衰減校正/N衰減校正檢出率沒有改善:78%/75%(以專用PET為金標準)。

  解剖定位的圖像融合

  FDG是葡萄糖的類似物,是糖代謝的示蹤劑。FDG的分布不僅限于惡性組織。PET的文獻已經(jīng)證明解釋圖像必須熟悉FDG的正常分布和生理變異,以避免誤診。當然還必須熟悉有關病人的臨床數(shù)據(jù)和攝取期間病人所在環(huán)境的要求,以減少FDG攝取的生理性變異(如肌肉組織活動)。和專用PET比較符合線路FDG顯像的信噪比和病灶檢出率低,因此從FDG生理性聚集中或從增加的噪聲中識別惡性病灶更加困難。密切結合常規(guī)CT可以減少這些困難。

  許多研究報告稱FDG顯像的靈敏度和特異性在很多臨床的情況下優(yōu)于CT,但是FDG顯像不能提供解剖定位的缺陷仍然是臨床廣泛使用的限制。解剖和功能數(shù)據(jù)配準的融合圖像提供了一種影像技術互相補充的可靠方法。FDG功能顯像對選擇性放療是一種很有希望的方法。融合圖像對腫瘤的治療計劃,對CT或MRI出現(xiàn)的變化是否為復發(fā)都是很有幫助的。

  對腦檢查,解剖和功能圖像用擬合技術配準是可以接受的。Coleman對一組疑有腦瘤或放射治療后仍有腦瘤的病人使用專用PET和符合線路顯像的圖像進行比較。兩組圖像和MRI配準后再解釋。符合線路顯像的圖像有較多的噪聲時配準更困難,特別是使用自動尋邊的軟件時。但是符合線路顯像還是檢出了17/19個病灶,排除了4/5個病灶。軀干部的配準更為困難,因為內(nèi)部器官的運動和蠕動。最近推出了高檔CT掃描儀和專用PET的組合。在一個機架上,用同一個檢查床,除完成各自的常規(guī)檢查外,還可以做衰減校正和圖像融合。

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