管梓淞，徐 磊，楊 瑞，錢(qián)鑫宇，孟慶樂(lè)

神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤（neuroendocrine neoplasms，NEN）是一組起源于彌散神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的異質(zhì)性顯著腫瘤，進(jìn)行68Ga-1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-1，4，7，10-四乙酸-1-萘丙氨酸3-奧曲肽[68Ga-1，4，7，10-tetraazacyclododecane-1，4，7，10-tetraacetic acid-1-Nal 3-octreotide，68Ga-DOTA-NOC]正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)（positron emission tomography，PET）/CT檢查是臨床診斷鑒別該病種的重要方法[1，2]。優(yōu)秀的圖像是臨床診斷的基礎(chǔ)，但是影響圖像的質(zhì)量因素有很多，如注射劑量、患者體格、患者體位、單床位采集時(shí)間、PET/CT 機(jī)器性能均有較大的影響[3～5]。若注射劑量較少、采集時(shí)間較短，會(huì)導(dǎo)致PET 圖像噪聲較高，病灶顯像不清晰[6]，這時(shí)延長(zhǎng)單床位采集時(shí)間是提高圖像質(zhì)量的重要補(bǔ)償方式。68Ga-DOTA-NOC PET/CT 在臨床診斷方面的研究較多[7～10]，而低劑量68Ga-DOTANOC PET 單床位采集時(shí)間對(duì)圖像質(zhì)量影響研究較少。目前生產(chǎn)高性能PET/CT 的廠家較多，機(jī)器性能、采集協(xié)議和重建的設(shè)置參數(shù)各不相同，沒(méi)有形成臨床采集統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，筆者針對(duì)上海聯(lián)影公司生產(chǎn)的uM780 型PET/CT，探討低劑量68Ga-DOTA-NOC PET單床位采集時(shí)間對(duì)圖像質(zhì)量的影響和臨床分析。

1 資料與方法

1.1 試驗(yàn)資料

1.1.1 臨床資料

選擇2019年4月至2019年8月在南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京第一醫(yī)院行68Ga-DOTA-NOC PET/CT 檢查的NEN 患者23 例（43 處病灶），其中男性9 例，女性14 例；年齡23～73 歲，平均年齡50.35 歲（標(biāo)準(zhǔn)差14.84 歲）；身高1.52～1.80 m，平均身高165.35 m（標(biāo)準(zhǔn)差0.09 m）。所有患者均病理診斷為NEN 并簽署知情同意書(shū)。

1.1.2 模體

體模實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)國(guó)家電氣制造者協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)體模，內(nèi)含6 個(gè)熱球直徑分別為10 mm、13 mm、17 mm、22 mm、28 mm 和37 mm。在直徑10 mm、13 mm、17 mm、22 mm 球體內(nèi)注射68Ga-DOTA-NOC，模體腔內(nèi)放射性活度為5.31 kBq/mL，熱球與腔體放射性活度比值為4 ∶1[11]。

1.2 方法

1.2.1 圖像采集與重建

檢查前不需要空腹，注射68Ga-DOTA-NOC 劑量為3.80～12.81（7.12±1.93）MBq，注射劑量為0.05～0.32（0.13±0.05）MBq/kg（體質(zhì)量），注射后45～60 min上機(jī)檢查。藥物的標(biāo)記是在凈化實(shí)驗(yàn)室用德國(guó)ITG公司的自動(dòng)化標(biāo)記模塊完成。采用聯(lián)影uM780 型PET/CT 進(jìn)行檢查。常規(guī)掃描條件：管電壓120～140 kV，管電流180～200 mAs，螺距0.5，掃描層厚為3 mm。掃描范圍為顱骨到股骨中端，根據(jù)患者的身高不同需要3～4 個(gè)床位，單床位采集時(shí)間為5 min，總采集時(shí)間為16～21 min，然后重建PET 圖像為4、3、2、1 min，床位重疊率為30%。體模采集參數(shù)為1 個(gè)床位采集10 min。

PET 圖像重建算法采用有序子集最大期望值法（ordered subset expectation maximization，OSEM） 迭代（2 次迭代子集數(shù)20）+ 飛行時(shí)間（time of flight，TOF）技術(shù)和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（point spread function，PSF）技術(shù)，高斯濾波函數(shù)的半高全寬為3 mm。

1.2.2 圖像分析

體模PET 圖像評(píng)估采用變異系數(shù) （coefficient of variation，CV）、對(duì)比度（Contrast）和信噪比（siganalnoise ratio，SNR）[12]，如公式（1）～（3）所示：

其中：BG 代表9個(gè)背景感興趣區(qū) （region of interest，ROI）（直徑3 mm）的平均放射性計(jì)數(shù)率；SD 代表9個(gè)背景ROI 放射性計(jì)數(shù)率標(biāo)準(zhǔn)差的平均值。

臨床PET 圖像質(zhì)量評(píng)估采用肝臟標(biāo)準(zhǔn)攝取最大值（maxium standardized uptake value，SUVmax）、SUVmean、CVliver和病灶SUVmax等指標(biāo)[13]，前3 個(gè)指標(biāo)由勾畫(huà)3個(gè)直徑3 mm 的ROI 在肝臟最大層計(jì)算所得，病灶SUVmax是后處理工作站自動(dòng)勾畫(huà)獲取，計(jì)算公式如（4）和（5）所示。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用GraphPad Prism 7 數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行分析。對(duì)臨床PET 圖像中單床位不同采集時(shí)間的肝臟SUVmean、SUVSD、CVliver和病灶SUVmax進(jìn)行單因素方差分析和多樣本t 檢驗(yàn)。體模PET 圖像分析采用折線圖的方式比較CV 值、對(duì)比度和SNR 與單床位采集時(shí)間之間的關(guān)系。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 單床位采集時(shí)間對(duì)體模PET 圖像質(zhì)量的影響

分析體模圖像得出10 min 時(shí)圖像質(zhì)量最好，當(dāng)時(shí)間越短時(shí)圖像越差，單床位采集時(shí)間為3 min 時(shí)圖像顯示噪聲稍高，但優(yōu)于1 min 和2 min，采集時(shí)間低至1 min 時(shí)，圖像噪聲最高，質(zhì)量最差（圖1）。

單床位采集時(shí)間不同、體模圖像CV 值、對(duì)比度和SNR 之間分析出從1 min 延長(zhǎng)到10 min，4 組體模的CV 值呈現(xiàn)整體下降的狀態(tài)，SNR 均呈整體上升。熱球22 mm 的CV（%）從最大值23.64%降至7.58%；體模的對(duì)比度在1～4 min 時(shí)呈下降的狀態(tài)，5～10 min趨于穩(wěn)定，總體處于5 左右，浮動(dòng)范圍為5.28～6.29；SNR 整體為先上升后穩(wěn)定的狀態(tài)，從最小值18.48 升至56.52。熱球17 mm 的CV（%）從最大值19.94%降至6.62%；對(duì)比度在1～3 min 為下降的狀態(tài)，4 min（13.64）和5 min（12.51）略高于3 min（11.24），5～10 min趨于穩(wěn)定，總體處于5 左右，浮動(dòng)范圍為5.30～6.03；SNR 整體為先上升后穩(wěn)定的狀態(tài)，從最小值25.19 升至63.04，但出現(xiàn)4 min（33.84）略低于3 min（35.90）。熱球13 mm 的CV（%）從最大值27.49%降至5.02%，其中9 min（10.06%）略高于8 min（8.78%）；對(duì)比度1～4 min 呈下降趨勢(shì)，5～10 min 趨于穩(wěn)定，總體處于4.7左右，浮動(dòng)范圍為4.67～4.74；SNR 呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，從最小值20.58 上升54.50，其中9 min（47.49）略高于8 min（42.36）。熱球10 mm 的CV（%）從最大值14.48%降至7.54%，其中8 min（6.61%）略高于7 min（5.70%），對(duì)比度1～10 min 趨于穩(wěn)定，浮動(dòng)范圍為3.63～3.25；SNR 呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，從最小值18.16 升至49.79（圖2）。

2.2 單床位采集時(shí)間對(duì)臨床PET 圖像質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)提取最大值影響

臨床圖像在單床位采集時(shí)間的不同中分析得出在3～5 min 的圖像人眼無(wú)法判斷出全身PET 圖像和肝臟層面圖像質(zhì)量之間的區(qū)別；2 min 的圖像開(kāi)始變差；采集時(shí)間降為1 min 每床位時(shí)，肝臟層面圖像顯示噪點(diǎn)明顯變多，全身圖像中直腸2 個(gè)攝取（0.8 cm3和0.9 cm3）顯像清晰（圖3）。

在臨床實(shí)際應(yīng)用中分析43 處病灶的融合圖像時(shí)發(fā)現(xiàn)41 處病灶顯示清晰，其中有2 處病灶1 min 和2 min融合圖像未見(jiàn)明顯攝取，單床位采集為3 min 時(shí)病灶在融合圖像顯示清晰可見(jiàn)；采集時(shí)間為4～5 min 時(shí)融合圖像噪聲低，病灶顯示清晰。選出一處位于右側(cè)髂骨的病灶進(jìn)行圖像分析，可以看出單床位采集時(shí)間為1 min時(shí)，融合圖像噪聲與其余4 幅圖像相比噪聲最高病灶處未見(jiàn)明顯攝??；單床位采集時(shí)間為2 min 時(shí)，融合圖像噪聲稍降低仍未見(jiàn)明顯攝?。粏未参徊杉瘯r(shí)間為3 min時(shí)，融合圖像噪聲降低可見(jiàn)病灶處攝取增加與前2 min對(duì)比病灶顯像清晰；單床位采集時(shí)間為4～5 min 時(shí)，融合圖像噪聲低，病灶攝取增加顯像清晰（圖4）。

通過(guò)定量分析得出，①單床位采集時(shí)間的延長(zhǎng)肝臟SUVmean在降低，1～5 min 對(duì)應(yīng)SUVmean是4.83±2.16、4.92±2.18、5.13±2.37、4.93±2.32、4.86±2.10；單因素方差分析和多樣本t 檢驗(yàn)得出5 組數(shù)據(jù)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=8.4，P>0.05）。②單床位采集時(shí)間延長(zhǎng)肝臟SUVSD減低，1～5 min 分別為0.99±0.46、0.75±0.35、0.67±0.32、0.60±0.30、0.57±0.29；1 min 與3 min 組間單因素方差分析差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=2.27，P=0.029），1 min 與4 min 組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=2.35，P=0.022），1min 與5min 組差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=2.80，P=0.019）。③單床位采集時(shí)間的延長(zhǎng)肝臟CVliver值減低，1～5 min 分別為22.00%±10.72%、16.00%±9.46%、14.86%±10.03%、13.46%±10.15%、13.09%±10.32%；單因素方差分析顯示，1 min 組與3 min 組、1 min 組與5 min 組之間CVliver得分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3.048，P<0.020）。④病灶SUVmax1～5 min 分別為24.86 ±15.29、24.02 ± 15.16、23.97 ± 15.03、24.06 ± 14.81、23.89±14.25，5 組數(shù)據(jù)通過(guò)單因素方差分析得出相互之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F = 0.030，P = 0.9983），1 min 對(duì)應(yīng)病灶SUVmax最大，5 min 時(shí)次之（圖5）。

3 討論

精準(zhǔn)醫(yī)療方面PET/CT 發(fā)揮著重要的作用[11]。精確診斷的前提是有著最佳的PET 圖像，單床位采集時(shí)間影響PET 圖像質(zhì)量較大。目前已有關(guān)于患者不同體質(zhì)量68Ga-DOTA-NOC 采集協(xié)議研究[14]，但還沒(méi)有國(guó)產(chǎn)PET/CT 的單床位采集協(xié)議。筆者研究探索低劑量68Ga-DOTA- NOC 單床位采集時(shí)間的不同對(duì)PET 圖像質(zhì)量的影響。

筆者研究從視覺(jué)上分析體模圖像質(zhì)量隨著單床位采集時(shí)間減少變差，從10 min 降為4 min 時(shí)，人眼無(wú)法判斷出PET 圖像質(zhì)量的差異；當(dāng)采集時(shí)間為3 min時(shí)，圖像噪聲逐漸提高；圖像質(zhì)量最差是在采集時(shí)間為1 min。與Akamatsu G 等[15]研究結(jié)果保持一致，單床位采集時(shí)間越長(zhǎng)（10 min 時(shí)）圖像質(zhì)量最好，隨著采集時(shí)間的減少圖像質(zhì)量越差；PET 圖像的對(duì)比度隨著單床位采集時(shí)間的增加逐漸平穩(wěn)，圖像質(zhì)量逐漸穩(wěn)定。

筆者研究單床位采集時(shí)間延長(zhǎng)至3 min 時(shí)圖像噪聲降低，圖像質(zhì)量較采集時(shí)間為1 min 時(shí)相比圖像質(zhì)量有所提高，能夠更好地滿足臨床診斷。通過(guò)定量分析得出，延長(zhǎng)單床位采集時(shí)間肝臟SUVmean減低，說(shuō)明隨著采集時(shí)間的縮短，PET 圖像SNR 較低，噪聲大于信號(hào)，所以SUVmean增大，通過(guò)單床位采集時(shí)間的增加即可抑制噪聲，SNR 提高了，SUVmean明顯降低，更接近真實(shí)值，這與陳香等[16]研究結(jié)果保持一致，在單床位采集時(shí)間為3 min 時(shí)可獲得更好的圖像質(zhì)量。病灶SUVmax在單床位采集時(shí)間為1 min 時(shí)最大，噪聲影響PET 圖像質(zhì)量最大；當(dāng)單床位采集時(shí)間從2 min 增加到5 min 時(shí)，病灶SUVmax呈降低后上升的狀態(tài)，是因?yàn)榫鶆蚨容^差，噪聲容易影響均勻度；單床位采集時(shí)間為5 min 時(shí)總采集時(shí)間需要15～20 min，由于采集時(shí)間較長(zhǎng)，存在患者不耐受和患者生理性的胃腸道蠕動(dòng)所導(dǎo)致圖像融合，存在對(duì)位誤差的問(wèn)題，盡可能地縮短采集時(shí)間可以減少圖像誤差。

綜上，在低劑量68Ga-DOTA-NOC PET/CT 掃描時(shí)，單床位采集時(shí)間為3 min 即可得到優(yōu)質(zhì)圖像（總采集為11～14 min），說(shuō)明低劑量68Ga-DOTA-NOC PET 掃描的可行性，且延長(zhǎng)采集時(shí)間可有效抑制圖像噪聲，為建立和推廣國(guó)產(chǎn)PET 臨床采集協(xié)議提供參考依據(jù)。