李玲玲丁獻(xiàn)敏

1河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南省鶴壁市 458030 2河南省腫瘤醫(yī)院 河南省鄭州市 450000

SPECT/CT圖像融合顯像的臨床應(yīng)用

李玲玲1丁獻(xiàn)敏2

1河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南省鶴壁市 458030 2河南省腫瘤醫(yī)院 河南省鄭州市 450000

核醫(yī)學(xué)成像是醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)之一，隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展，出現(xiàn)了把多種醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)結(jié)合的SPECT/CT圖像融合技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展提高了疾病的定位、定性的準(zhǔn)確度，越來越受到影像學(xué)科和臨床學(xué)科的重視。

核醫(yī)學(xué)；SPECT/CT；圖像融合

影像核醫(yī)學(xué)的顯著特點(diǎn)是反映組織臟器的血流、活性、功能及代謝方面的變化，有利于疾病的早期診斷。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，SPECT/CT斷層融合圖像的出現(xiàn)，可將CT解剖關(guān)系清楚、準(zhǔn)確定位的優(yōu)勢與SPECT反映局部血流及代謝功能的顯像優(yōu)勢完美的結(jié)合起來，直觀顯示病灶的大小、形態(tài)、毗鄰等解剖結(jié)構(gòu)及其對放射性核素?cái)z取的程度，解決了長期以來核醫(yī)學(xué)顯像定位不準(zhǔn)確、圖像模糊等問題，同時(shí)提高了診斷效率，因而臨床應(yīng)用越來越廣泛。

1 SPECT/CT圖像融合技術(shù)背景

醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)起步于90年代，是目前醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展的趨勢，也是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的前沿。早在1991年，Hasegawa等就提出了同機(jī)圖像融合設(shè)備的構(gòu)想。1999年，美國通用電器公司(GE)推出了全球第一臺醫(yī)用同機(jī)圖像融合設(shè)Hawkeye，它是將X-CT球管、探測器及放射性核素探頭裝在同一旋轉(zhuǎn)機(jī)架上，使得一次檢查就可同時(shí)獲得CT、SPECT及SPECT/CT斷層融合圖像，由于采用X線球管劑量較低．圖像質(zhì)量較差。但是為疾病的診斷和SPECT/CT技術(shù)的臨床推進(jìn)發(fā)揮了重要作用。這一臺具有劃時(shí)代意義的設(shè)備出現(xiàn)以后，使圖像融合技術(shù)發(fā)生了根本性的變化，對醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)生了革命性的影響[1]。2004年,具有獨(dú)立診斷功能的Symbia SPECT/CT由德國西門子公司推出。2005年,飛利浦公司推出了SPECT／高分辨率螺旋CT “precedence”，極大地提高了SPECT／CT定位、定性的準(zhǔn)確率。因而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域[2]。

2 SPECT/CT圖像融合顯像技術(shù)

2.1 圖像融合的概念

圖像融合是由多源圖像傳感器采集到關(guān)于同一目標(biāo)的圖像，然后經(jīng)過一定的圖像處理 ,提取各自有用的信息, 最后綜合成同一圖像，綜合的整體信息大于各部分信息之和。也就是從某種程度上來說, 融合后的圖像比組成它的各個(gè)子圖像包含更多的有用信息，更具有優(yōu)越性,這就是圖像信息的融合。

2.2 SPECT/CT圖像融合顯像的定義

依據(jù)美國核醫(yī)學(xué)會指南的定義，SPECT/CT圖像融合是指高端SPECT和多排螺旋CT融合成的一體化設(shè)備，即單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像儀/X線計(jì)算機(jī)斷層掃描儀，不僅提供SPECT圖像功能信息，而且提供診斷CT圖像的解剖信息。診斷用的CT帶來的豐富的解剖學(xué)信息，使SPECT顯像診斷的特異度和靈敏度大幅度地提高了，SPECT和CT組合在一起，精確的配準(zhǔn)和同機(jī)融合的診斷效果遠(yuǎn)大于單獨(dú)的SPECT或單獨(dú)的CT，同時(shí)也大于單獨(dú)SPECT與單獨(dú)CT聯(lián)合診斷的效果，從而提高了疾病診斷的準(zhǔn)確度，改變了核醫(yī)學(xué)“不清晰、不準(zhǔn)確”的歷史，因而，在臨床上和影像學(xué)科都越來越受到重視。

2.3 SPECT/CT圖像融合顯像的基本原理

該設(shè)備一般由核醫(yī)學(xué)部分、CT 部分、后處理部分和檢查床等組成。核醫(yī)學(xué)部分的主要部件是探頭，它主要由晶體、準(zhǔn)直器和光電倍增管組成，主要用于圖像的采集、光電轉(zhuǎn)換和處理。其探測原理為 ：注入到人體內(nèi)的放射性藥物產(chǎn)生的射線，發(fā)射到晶體上，晶體原子激發(fā)，使其退激回到基態(tài)，從而發(fā)出熒光。光電倍增管接受這些熒光后，將其轉(zhuǎn)換為電信號，再由定位電路確定入射光子的位置。最后經(jīng)放大、處理記錄成數(shù)據(jù)。檢查時(shí)，在保持檢查床位置不變的情況下，設(shè)備系統(tǒng)從一個(gè)探測器轉(zhuǎn)換到另一個(gè)探測器，進(jìn)行雙模式圖像采集，這樣就保證了采集的CT與放射性核素掃描兩種圖像數(shù)據(jù)是在相同的掃描幾何學(xué)下進(jìn)行的，并且保證了兩次數(shù)據(jù)采集之間的延遲時(shí)間最短，數(shù)據(jù)采集完成后利用專用軟件進(jìn)行圖像格式的轉(zhuǎn)換、定位、配準(zhǔn)、重合表達(dá)等一系列重建，然后利用SPECT專用的圖像匹配軟件對圖像進(jìn)行融合輸出[3]。

2.4 SPECT/CT圖像融合顯像的特點(diǎn)

SPECT/CT不是兩個(gè)儀器簡單的疊加，它是將功能影像和解剖顯像有效的結(jié)合起來，更好的診斷疾病和病理生理狀況。SPECT／CT 主要特點(diǎn)是：

（1）可單獨(dú)使用SPECT或CT，也可聯(lián)合兩者使用，在圖像顯示上，既可獨(dú)立顯示SPECT或CT圖像又可顯示兩者的融合圖像。

（2）同機(jī)圖像融合檢查，無須病人移動，設(shè)備系統(tǒng)可自動從一個(gè)探測器轉(zhuǎn)換到另一個(gè)探測器，完成掃描CT及SPECT數(shù)據(jù)的采集，這樣就避免了因病人變動體位而導(dǎo)致的功能圖像與解剖圖像的錯(cuò)位融合，保證了兩種圖像使用相同的幾何學(xué)掃描，從而減少了誤差，提高了圖像的質(zhì)量。

（3）目前SPECT/CT設(shè)備大多配備有診斷級螺旋CT，如高分辨率螺旋CT的解剖分辨率達(dá)0.5mm，則可與單機(jī)型CT相媲美,確定病灶內(nèi)部的精細(xì)解剖結(jié)構(gòu),彌補(bǔ)了以往定位CT的不足,可提高定位定性診斷的準(zhǔn)確性和對微小病灶的檢出率。

（4）數(shù)據(jù)采集經(jīng)過專用圖像處理軟件處理重建，可以同時(shí)獲得矢狀位、冠狀位、橫斷位和三維立體圖像，從不同的切面、角度觀察病灶，尤其對于重疊的小病灶和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組織器官具有較大的臨床意義。

（5）與一般CT相比，患者縮短了檢查時(shí)間減少了接受的輻射劑量。

3 SPECT/CT圖像融合顯像存在的問題

SPECT/CT圖像融合顯像雖然具有以往影像學(xué)顯像不可比擬的優(yōu)勢，但是也存在一定的缺點(diǎn)。首先，采集圖像時(shí)間相對較長。部分病人尤其是急危重癥患者不能保證長時(shí)間保持一個(gè)體位；其次，還未實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)融合。采集圖像一般先行CT檢查再行SPECT檢查，CT掃描時(shí)間很短，而SPECT的掃描時(shí)間長，不可避免包括呼吸、心跳、胃腸道蠕動等造成圖像融合的時(shí)間差和空間差；再次，部分SPECT/CT設(shè)備配置的定位CT為非診斷級CT，密度分辨率較低，對一些微細(xì)結(jié)構(gòu)、腹部軟組織結(jié)構(gòu)和淋巴結(jié)等組織器官的內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯示欠清晰[4]。

4 SPECT/CT圖像融合技術(shù)的展望

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備發(fā)展至今，功能圖像和解剖圖像結(jié)合的醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)已成為發(fā)展的必然趨勢, 而圖像融合技術(shù)的潛力在于綜合應(yīng)用處理這些成像設(shè)備所得的信息以獲取新的更有助于臨床診斷的信息。它作為提升臨床現(xiàn)代化診療水平的有力依據(jù), 在腫瘤的精準(zhǔn)定位、癌癥的早期診斷和治療中發(fā)揮著非常重要的作用，使創(chuàng)傷性小、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)低的化療 、手術(shù)方案等成為可能。相信 ,隨著研究的不斷深入和應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)將會在融合速度、精確度、穩(wěn)定性等方面日趨完善 ,對人類的健康發(fā)揮更加重要的作用。

[1]王靜云,李紹林.圖像融合技術(shù)的新進(jìn)展[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,25(20).

[2]Schillaci O.Functional image fusion in neuroendocrine tumors.Cancer Biother Radiopharm.2004:19:129-134.

[3]O'Connor MK,Kemp BJ.Singlephoton emission computed tomography/computed tomography:basic instrumentation and innovations[J].Semin Nucl Med, 2006,36(04):258-266.

[4]趙周社.分子影像學(xué)進(jìn)展、發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].世界醫(yī)療器械雜志,2009,15(02):47-49.