SPECT/CT圖像融合顯像的臨床應用

李玲玲丁獻敏

1河南省鶴壁職業技術學院 河南省鶴壁市 458030 2河南省腫瘤醫院 河南省鄭州市 450000

SPECT/CT圖像融合顯像的臨床應用

李玲玲1丁獻敏2

1河南省鶴壁職業技術學院 河南省鶴壁市 458030 2河南省腫瘤醫院 河南省鄭州市 450000

核醫學成像是醫學影像成像技術之一，隨著計算機數字化時代的發展，出現了把多種醫學影像成像技術結合的SPECT/CT圖像融合技術。該技術的發展提高了疾病的定位、定性的準確度，越來越受到影像學科和臨床學科的重視。

核醫學；SPECT/CT；圖像融合

影像核醫學的顯著特點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。隨著計算機數字技術的發展，SPECT/CT斷層融合圖像的出現，可將CT解剖關系清楚、準確定位的優勢與SPECT反映局部血流及代謝功能的顯像優勢完美的結合起來，直觀顯示病灶的大小、形態、毗鄰等解剖結構及其對放射性核素攝取的程度，解決了長期以來核醫學顯像定位不準確、圖像模糊等問題，同時提高了診斷效率，因而臨床應用越來越廣泛。

1 SPECT/CT圖像融合技術背景

醫學圖像融合技術起步于90年代，是目前醫學影像學發展的趨勢，也是醫學影像領域的前沿。早在1991年，Hasegawa等就提出了同機圖像融合設備的構想。1999年，美國通用電器公司(GE)推出了全球第一臺醫用同機圖像融合設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機架上，使得一次檢查就可同時獲得CT、SPECT及SPECT/CT斷層融合圖像，由于采用X線球管劑量較低．圖像質量較差。但是為疾病的診斷和SPECT/CT技術的臨床推進發揮了重要作用。這一臺具有劃時代意義的設備出現以后，使圖像融合技術發生了根本性的變化，對醫學影像產生了革命性的影響[1]。2004年,具有獨立診斷功能的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、定性的準確率。因而廣泛應用于醫學臨床領域[2]。

2 SPECT/CT圖像融合顯像技術

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于同一目標的圖像，然后經過一定的圖像處理 ,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子圖像包含更多的有用信息，更具有優越性,這就是圖像信息的融合。

2.2 SPECT/CT圖像融合顯像的定義

依據美國核醫學會指南的定義，SPECT/CT圖像融合是指高端SPECT和多排螺旋CT融合成的一體化設備，即單光子發射型計算機斷層顯像儀/X線計算機斷層掃描儀，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，精確的配準和同機融合的診斷效果遠大于單獨的SPECT或單獨的CT，同時也大于單獨SPECT與單獨CT聯合診斷的效果，從而提高了疾病診斷的準確度，改變了核醫學“不清晰、不準確”的歷史，因而，在臨床上和影像學科都越來越受到重視。

2.3 SPECT/CT圖像融合顯像的基本原理

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

2.4 SPECT/CT圖像融合顯像的特點

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

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

（2）同機圖像融合檢查，無須病人移動，設備系統可自動從一個探測器轉換到另一個探測器，完成掃描CT及SPECT數據的采集，這樣就避免了因病人變動體位而導致的功能圖像與解剖圖像的錯位融合，保證了兩種圖像使用相同的幾何學掃描，從而減少了誤差，提高了圖像的質量。

（3）目前SPECT/CT設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0.5mm，則可與單機型CT相媲美,確定病灶內部的精細解剖結構,彌補了以往定位CT的不足,可提高定位定性診斷的準確性和對微小病灶的檢出率。

（4）數據采集經過專用圖像處理軟件處理重建，可以同時獲得矢狀位、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構復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顯像不可比擬的優勢，但是也存在一定的缺點。首先，采集圖像時間相對較長。部分病人尤其是急危重癥患者不能保證長時間保持一個體位；其次，還未實現實時融合。采集圖像一般先行CT檢查再行SPECT檢查，CT掃描時間很短，而SPECT的掃描時間長，不可避免包括呼吸、心跳、胃腸道蠕動等造成圖像融合的時間差和空間差；再次，部分SPECT/CT設備配置的定位CT為非診斷級CT，密度分辨率較低，對一些微細結構、腹部軟組織結構和淋巴結等組織器官的內部結構顯示欠清晰[4]。

4 SPECT/CT圖像融合技術的展望

醫學影像設備發展至今，功能圖像和解剖圖像結合的醫學圖像融合技術已成為發展的必然趨勢, 而圖像融合技術的潛力在于綜合應用處理這些成像設備所得的信息以獲取新的更有助于臨床診斷的信息。它作為提升臨床現代化診療水平的有力依據, 在腫瘤的精準定位、癌癥的早期診斷和治療中發揮著非常重要的作用，使創傷性小、實施風險低的化療 、手術方案等成為可能。相信 ,隨著研究的不斷深入和應用領域范圍的不斷擴大，多模態醫學圖像融合技術將會在融合速度、精確度、穩定性等方面日趨完善 ,對人類的健康發揮更加重要的作用。

[1]王靜云,李紹林.圖像融合技術的新進展[J].第四軍醫大學學報,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.分子影像學進展、發展的機遇和挑戰[J].世界醫療器械雜志,2009,15(02):47-49.