IQ·SPECT和LEHR·SPECT的心肌模型顯像研究

王猛，周翠紅，金超嶺，顏玨

中日友好醫(yī)院，a.核醫(yī)學科；b.手術麻醉科，北京 100029

IQ·SPECT和LEHR·SPECT的心肌模型顯像研究

王猛a，周翠紅b，金超嶺a，顏玨a

中日友好醫(yī)院，a.核醫(yī)學科；b.手術麻醉科，北京 100029

目的 比較IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩種技術在心肌模型顯像中對重建圖像質量的影響。方法 采用IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩種技術進行心肌模型顯像，研究不同采集時間下的重建圖像質量，并對模型圖像的噪聲和各壁段的放射性計數(shù)百分比進行比較分析。結果：①隨著每幀采集時間的延長，重建圖像的噪聲逐漸減少，“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比逐漸減小；②當每幀采集時間相同時，IQ·SPECT所重建出的圖像比LEHR·SPECT所重建出的圖像噪聲小，而且“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比小。結論 IQ·SPECT技術比LEHR·SPECT技術采集效率高，圖像質量明顯提高。

IQ·SPECT；LEHR·SPECT；心肌模型顯像

單光子計算機斷層（Single-photon Emission Computed Tomography，SPECT）心肌灌注顯像（Myocardial Perfusion Imaging）采集的時間較長，采集過程中受檢者的身體移動、呼吸、內(nèi)臟運動等因素都會造成心臟的移動，使重建圖像中出現(xiàn)運動偽影，影響重建圖像的質量[1-2]。LEHR·SPECT心肌灌注顯像技術使用的是低能高分辨（Low Energy High Resolution）準直器，兩個探頭成一定的夾角，然后圍繞患者的胸部進行旋轉采集，但是無法將心臟作為旋轉中心，因此采集效率較低。IQ·SPECT心肌灌注顯像技術是2010年之后新開發(fā)的技術，其使用SMARTZOOM準直器，并且將心臟作為旋轉采集的中心，有效地提高了采集效率，大大縮短了采集時間，進而提高了重建圖像的質量[3-5]。本文采用IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩種技術進行心肌模型顯像，研究不同采集時間下的重建圖像，并對模型圖像的噪聲和各壁段的放射性計數(shù)百分比進行比較分析，旨在探討兩種技術對重建圖像質量的影響，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 儀器模型

采用西門子Symbia T2 SPECT儀，在心肌模型中注入99TcmO4溶液1mci/0.1L，在SPECT/PET NEMA IEC Body Phantom SetTM體模中注入99TcmO4溶液9.5mci/9.5L，將心肌模型固定在體模內(nèi)壁中部。在心肌模型的前壁中部和下側壁基底段分別有一個“冷區(qū)”，以模擬心肌缺血灶[6]。

1.2 圖像采集

（1）IQ·SPECT采集程序：選用SMARTZOOM準直器，采集矩陣為128×128，放大倍數(shù)為1.0，每幀采集時間分別定為5、10、15、20、25、30、35、40 s，調(diào)整焦距后開始采集，共采集32幀。

（2）LEHR·SPECT采集程序：選用低能高分辨準直器，采集矩陣為128×128，放大倍數(shù)為1.0，每幀采集時間分別定為5、10、15、20、25、30、35、40 s，探頭旋轉從右前斜45°到左后斜45°，共采集32幀。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用儀器自帶的圖像處理軟件（syngo MI Applications VA60A）對圖像進行重建，重建方法選擇Flash 3D，迭代次數(shù)為16次，子集個數(shù)為8個。然后利用儀器的定量計算軟件（Cedars Quantitative Perfusion SPECT，QPS）獲得所有重建圖像的靶心圖，以靶心圖內(nèi)最高放射性計數(shù)為100％，計算各壁段的放射性計數(shù)百分比，并比較不同采集條件下圖像的前壁中部和下側壁基底段（心肌模型冷區(qū)）放射性計數(shù)百分比的差異[7-11]。

1.4 圖像分析

由3位經(jīng)驗豐富的核醫(yī)學醫(yī)師閱讀所有重建的模型圖像，比較不同采集條件下對“冷區(qū)”的分辨能力，以對“冷區(qū)”邊界顯示的清晰程度作為評價標準，以至少2位醫(yī)師的一致意見為最終結果[12]。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析。對每組數(shù)據(jù)進行Q值檢驗，以舍去個別可疑值，采用配對t檢驗對組間數(shù)據(jù)進行比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

不同采集條件下的QPS靶心圖和“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比，見圖1～2。由圖可知，使用IQ·SPECT采集程序和LEHR·SPECT采集程序，采集效率和重建圖像的質量差別很大。當每幀采集時間延長時，心肌模型圖像中“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比逐漸減小。使用IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得圖像“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比比使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)的小，分別對兩組中“前壁中部”和“下側壁基底段”的“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比進行配對t檢驗，P值均＜0.05。

2 結果

圖2 不同采集條件的冷區(qū)放射性計數(shù)百分比

通過對所有重建圖像進行評價，結果發(fā)現(xiàn)，隨著每幀采集時間的延長，圖像噪聲逐漸降低，“冷區(qū)”邊界顯示逐漸清晰；當每幀采集時間相同時，IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得圖像的噪聲比LEHR·SPECT成像系統(tǒng)所得圖像的噪聲低，“冷區(qū)”邊界顯示的更加清晰（圖3箭頭1、2、3所示）。

圖3 相同采集時間（25 s/幀）的重建圖像

注：上排為IQ·SPECT圖像，下排為LEHR·SPECT圖像。

圖1 不同采集條件的QPS靶心圖

3 討論

核醫(yī)學SPECT圖像采集的過程中主要存在采集效率低、噪聲大等問題，由于量子噪聲隨著采集計數(shù)的增加而減小，所以通常采取延長采集時間的方法來增加采集計數(shù)，進而降低圖像噪聲。尤其是SPECT心肌灌注顯像，其使用低能高分辨準直器進行常規(guī)采集，采集效率低，需要時間較長，很容易發(fā)生心臟的移位，影響重建圖像的質量。IQ·SPECT成像系統(tǒng)使用SMARTZOOM準直器，并將心臟放到焦點位置進行采集，大大提高了采集效率。有學者對IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩套成像系統(tǒng)的靈敏度進行測試，結果提示IQ·SPECT成像系統(tǒng)的靈敏度是LEHR·SPECT的4倍[3，13]。

國外有研究通過對IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩套成像系統(tǒng)所得的模型圖像進行感興趣區(qū)（Regions of Interest，ROI）和本底的勾畫，記錄平均計數(shù)和標準差，然后套用公式計算出信噪比，并進行對比分析，結果發(fā)現(xiàn)使用IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得模型圖像的信噪比高于使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)[14-15]。本研究使用QPS定量計算軟件對IQ·SPECT和LEHR·SPECT兩套成像系統(tǒng)所得模型圖像進行處理，得到模型“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比，且“冷區(qū)”的放射性計數(shù)百分比越小，圖像的“冷區(qū)”對比度就越好，因而可以通過模型圖像的QPS靶心圖來評估圖像的“冷區(qū)”對比度。由圖2可知，使用IQ·SPECT成像系統(tǒng)所得模型圖像的“冷區(qū)”對比度優(yōu)于使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)。既往文獻還曾提到在使用LEHR·SPECT成像系統(tǒng)進行心肌灌注顯像時，使用CT衰減校正可以提高重建圖像的質量[1，13]。如將IQ·SPECT成像系統(tǒng)和CT衰減校正聯(lián)合應用，可能會進一步提高重建圖像的質量，或者減少放射性藥品的注射劑量，此問題有待于進一步研究。

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IQ·SPECT System and LEHR·SPECT System in M yocardial Perfusion Imaging：a Phantom Study

WANG Menga, ZHOU Cui-hongb, JIN Chao-linga, YAN Juea
a. Department of Nuclear Medicine；b. Department of Anesthesiology, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China

Objective To investigate the infl uence of application of IQ·SPECT（Single-Photon Em ission Computed Tomography）and LEHR·SPECT on myocardial perfusion imaging. Methods The phantom of myocardial was used for comparison between IQ·SPECT and LEHR·SPECT after routine acquisition and image reconstruction. Then, the influence of application of different acquisition time on the quality of images was analyzed. Results With the extension of the acquisition time for each frame, the noise of the reconstructed image was reduced gradually, and the percentage of the radioactivity in the cooling zone was also decreased gradually. For the phantom image w ith same acquisition time, IQ·SPECT demonstrated superiority over LEHR·SPECT in its smaller image noise and percentage of the radioactivity in the cooling zone. Conclusion For myocardial perfusion imaging, application of IQ·SPECT could obtain higher-quality images w ith high-efficiency acquisition.

IQ·single-photon emission computed tomography；LEHR·single-photon emission computed tomography；myocardial perfusion imaging

R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.014

1674-1633（2015）11-0047-03

2015-03-15

2015-04-30

本文作者：王猛，核醫(yī)學技師。

顏玨，碩士，主任醫(yī)師。

通訊作者郵箱：jinyu860417@613．com