縮短PET/CT 采集時間對帕金森病診斷的影響

李靖雯，趙睿玥，符乙敏，許立夫，梁思浩，王欣璐

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510000；*通信作者 王欣璐 71Lu@163.com

帕金森病（Parkinson's disease，PD）是一種好發(fā)于中老年人的神經(jīng)退行性疾病，65歲以上人群發(fā)病率高達1.7%，臨床主要表現(xiàn)為動作遲緩、靜止性震顫、肌肉強直、記憶力減退、全身乏力、面部表情呆板等運動癥狀。PD的主要病理特征是黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元死亡，多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)出現(xiàn)異常。Ⅱ型囊泡單胺轉(zhuǎn)運體（vesicular monoamine transporter，VMAT2）是多巴胺等胞質(zhì)和分泌囊泡間的轉(zhuǎn)運體，其缺失程度與PD發(fā)病關(guān)系密切，在PD發(fā)病前17年VMAT2結(jié)合位點已出現(xiàn)降低，因此VMAT2是針對PD診斷的有效靶點[1]，可作為PD早期診斷的生物標志物。PET/CT能夠無創(chuàng)檢測生物標志物的變化，是PD早期診斷及鑒別診斷最敏感、有效的影像學(xué)方法[2-3]。

氘代-氟[18F]丙那嗪（18F-D6-AV133）以18F-AV133（18F-DTBZ）為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，用氘取代碳鏈上的6個氫，提升藥物的體內(nèi)穩(wěn)定性。18F-D6-AV133與VMAT2靶向結(jié)合能力更強，體內(nèi)穩(wěn)定性也得到提升；同時，其與VMAT2結(jié)合能力較18F-AV133更強，紋狀體靶向區(qū)域攝取更高，非靶向區(qū)域清除更快，在體內(nèi)更穩(wěn)定，脫氟情況得到顯著抑制[4]。本課題組正在進行的腦動態(tài)顯像研究表明，18F-D6-AV133注射后30～130 min行PET顯像可滿足臨床診斷需求，與18F-AV133最佳顯像時間（80～130 min）相近。

目前臨床使用18F-AV133的劑量為每人10 mCi（370 MBq）[5]，采集時間10 min，且半定量選取枕葉作為參考區(qū)域計算標準化攝取值比值（standardized uptake value ratio，SUVR），以減少個體差異對顯像結(jié)果的影響。然而PET/CT圖像質(zhì)量受多因素影響，其中采集時長是重要因素之一，縮短采集時間可減少運動偽影對圖像質(zhì)量的影響[6]。本研究擬探索縮短18F-D6-AV133的PET采集時間對圖像質(zhì)量及PD診斷的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2021年10月—2022年6月參與廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科PD篩查項目的患者[7]。排除標準：化學(xué)藥物、創(chuàng)傷、腦血管病及其他病因所致帕金森綜合征，未成年人和孕婦。最終納入PD 27例[男23例，女4例，平均年齡（59.5±12.1）歲]，對其采用帕金森病統(tǒng)一評分量表第Ⅲ部分（unified-Parkinson's disease rating scale，UPDRS Ⅲ）和帕金森病病情分級表（Hoehn-Yahr，H-Y）[8]進行臨床評分。同時招募健康對照24例[男8例，女16例，平均年齡（52.0±14.1）歲]，均為體格檢查健康者, 經(jīng)臨床和頭顱CT排除腦器質(zhì)性病變。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準（醫(yī)研倫審2021第62號），所有受試者于本院PET/CT中心行18F-D6-AV133腦顯像前均簽署知情同意書。

1.2 PET/CT腦顯像18F-D6-AV133由本院核醫(yī)學(xué)科制備（放化純≥95%），靜脈注射（371.04±16.30）MBq，注射后受檢者休息60 min，使用GE Discovery MI PET/CT進行腦顯像，受試者取仰臥位，頭先進，保證頭顱處于掃描視野中心，檢查過程中保持體位不移動[9]。首先行CT掃描，電壓120 kV，電流300 mA，重建層厚3.75 mm，重建矩陣512×512，隨后采用List-mode模式行PET動態(tài)采集，掃描視野256 mm×256 mm×198 mm，矩陣256×256，體素大小2.79 mm×2.79 mm×2.79 mm，采集時間10 min。

1.3 圖像視覺分析 由2名具有3年及以上工作經(jīng)驗、經(jīng)過培訓(xùn)且對受試者臨床和診斷信息未知的核醫(yī)學(xué)主治醫(yī)師對3、5、7和10 min的圖像進行5分法李特克量表評分[10]。意見不一致時由1名主任醫(yī)師進行綜合分析，以其中2位一致的結(jié)果為最終結(jié)果。本研究認為圖像得分≥3分即能達到常規(guī)臨床工作中普遍的質(zhì)量水平，可用于臨床診斷。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析 使用采集工作站List-mode Replay功能，將數(shù)據(jù)重建為采集時間3、5、7、10 min（G3、G5、G7、G10）的4組圖像，PET圖像使用貝葉斯正則化然重建算法（GE Q. Clear，β=250）。使用GE Advantage站進行感興趣區(qū)繪制。通過自動輪廓勾畫工具勾畫紋狀體，閾值50%，在枕葉上勾畫直徑1 cm的球形感興趣區(qū)體積（VOI）作為參考背景，分別測量紋狀體和枕葉VOI的標準化攝取值平均值（SUVmean）和標準差（SD），根據(jù)公式（1）、（2）計算不同采集時間對應(yīng)的SUVR、信噪比（SNR）[11]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 26.0和MedCalc 20.0軟件。數(shù)據(jù)采用Shapiro-Wilk進行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料采用±s表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，不同時間點比較采用重復(fù)測量方差分析；不符合正態(tài)分布者采用M（Q1，Q3）表示，不同時間點比較采用Friedman秩和檢驗。計數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示，組間比較采用χ2檢驗；視覺評分的一致性評價采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）；通過受試者工作特征（ROC）曲線分析獲得SUVR最佳臨界值，曲線下面積（AUC）比較采用Delong檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 受試者基本情況 PD 組UPDRS Ⅲ評分為（53.22±18.70）分，H-Y分期為2.85±1.02。PD組和健康對照組的性別差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=-4.376，P＜0.001），年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=1.158，P=0.066）。

2.218F-D6-AV133腦顯像特征 健康對照組雙側(cè)紋狀體放射性分布對稱且飽滿，未見代謝異常減低或缺失。PD組紋狀體代謝（對稱/不對稱）減低，殼核或尾狀核缺失，見圖1。

圖1 PD組與健康對照組不同掃描時間PET/CT圖像。A.男，40歲，PD組，PET顯像示雙側(cè)紋狀體代謝普遍減低，以雙側(cè)殼核減低為著；B.男，45歲，健康對照組，PET顯像示雙側(cè)尾狀核及殼核放射性分布對稱且飽滿；G3、G5、G7、G10：采集時間為3、5、7、10 min

2.3 圖像質(zhì)量視覺分析結(jié)果 2名醫(yī)師的視覺評分一致性較強（ICC=0.853，P＜0.001）。不同采集時間平均得分G10（3.61±0.57）＞G7（3.33±0.68）＞G5（3.08±0.06）＞G3（2.31±0.02），G10、G7、G5、G3 4組圖像中能達到常規(guī)臨床工作中普遍的質(zhì)量水平占比分別為98.0%（50/51）、88.2%（45/51）、78.4%（40/51）、31.4%（16/51）。

2.4 圖像質(zhì)量半定量分析結(jié)果 PD組中，不同采集時間的SUVR差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=14.45，P=0.002）。其中，G10與G3、G7與G3的SUVR差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.003、0.037）。健康對照組中，不同采集時間的SUVR差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=4.49，P=0.213），見圖2。PD組不同采集時間SNR分別為G3 21.74（15.63，26.36）、G5 23.77（18.92，32.12）、G7 29.78（20.50，41.76）、G10 30.13（24.84，36.30），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=46.47，P＜0.001）；健康對照組分別為G3 34.61（30.70，41.87）、G5 40.66（36.18，45.30）、G7 43.53（38.04，49.76）、G10 51.30（42.75，58.12），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=43.54，P＜0.001）。隨著采集時間增加，SNR逐步上升，即圖像信噪比提高，圖像質(zhì)量上升。

圖2 PD組和健康對照組不同采集時間SUVR比較。aP＜0.05

2.5 半定量診斷效能評估 PD組的SUVR顯著低于健康對照組，且不同采集時間均有顯著差異（P均＜0.05），見圖2。分別計算不同采集時間SUVR的鑒別診斷效能，G5組的曲線下面積為0.795（95%CI0.671～0.919，P＜0.001），最佳臨界值為3；G10組的曲線下面積為0.818（95%CI0.701～0.935，P＜0.001），最佳臨界值為3。G5與G10的曲線下面積差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=1.821，P=0.069），延長采集時間并未顯著提升診斷效能，且G5與G10最佳臨界值一致，即縮短采集時間不影響PD的診斷結(jié)果。

3 討論

3.1 采集時間對圖像質(zhì)量和診斷效能的影響 本研究18F-D6-AV133腦顯像結(jié)果表明，健康對照組雙側(cè)紋狀體放射性攝取分布對稱且飽滿，而PD組紋狀體的代謝存在（對稱/不對稱）減低，殼核或尾狀核缺失。圖像質(zhì)量視覺分析結(jié)果表明，采集時間為5 min所得圖像質(zhì)量基本可滿足常規(guī)臨床工作。圖像質(zhì)量半定量結(jié)果表明，采集時間5～10 min的SUVR無顯著差異，即適當縮短采集時間對SUVR無顯著影響。此外，進一步分析SUVR對診斷結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)采集時間5 min與10 min所得診斷效能無顯著差異，且兩組最佳臨界值一致，即適當縮短采集時間對PD診斷結(jié)果無影響。因此，可以把采集時間從常規(guī)的10 min縮短為5 min，有利于減少患者停留在醫(yī)療設(shè)備或檢查環(huán)境中的時間，減輕了患者可能因長時間保持特定姿勢或處于不適狀態(tài)而產(chǎn)生的身體和心理負擔，尤其對于本身有震顫等臨床癥狀的PD患者，能夠有效緩解其焦慮和不適，提升醫(yī)療服務(wù)的滿意度。其次，縮短采集時間可提升檢查效率，提高醫(yī)療資源的利用率，不僅有助于緩解醫(yī)療機構(gòu)的擁堵狀況，還能確保醫(yī)師和其他醫(yī)療專業(yè)人員能夠更高效地開展工作，提升整體醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率。

3.218F-D6-AV133 PET/CT診斷PD的優(yōu)勢 PD的發(fā)病機制尚未完全明確，臨床上主要根據(jù)患者的癥狀和給藥反饋進行診斷[12]，存在一定滯后性。在PD及相關(guān)運動障礙性疾病的臨床診斷中，腦的結(jié)構(gòu)及功能影像學(xué)檢查可幫助鑒別不同運動障礙疾病患者的腦內(nèi)解剖學(xué)病變部位（定位）和功能障礙原因，并有助于臨床藥物療效評價及預(yù)后判斷。隨著我國PD診療的日益規(guī)范，神經(jīng)影像學(xué)檢查已成為PD及相關(guān)運動障礙性疾病診斷和鑒別診斷的重要組成部分[13-14]。18F-D6-AV133是一種VMAT2靶向分子探針[15-16]，PD患者在18F-D6-AV133 PET腦顯像中紋狀體區(qū)域表現(xiàn)為攝取顯著降低，而且軀體癥狀較重側(cè)的對側(cè)紋狀體區(qū)域放射性攝取下降較多，表明VMAT2的缺失程度與PD發(fā)病存在密切關(guān)系，在輔助PD診斷中具有高分辨率和靈敏度[17]。通常腦顯像的采集時間為10～30 min，如18F-AV133、18F-AV45、18F-AV1451[18-23]等，但顯像方法制訂標準常參考20年前的設(shè)備技術(shù)，隨著PET設(shè)備分辨的提升及重建算法的優(yōu)化，可適當縮短采集時間[24-25]，在提升臨床工作效率的同時，保證圖像質(zhì)量及診斷結(jié)果。

3.3 本研究的局限性與未來研究方向 采集時長是影響圖像質(zhì)量的重要因素[26]， PD患者有震顫等臨床癥狀，縮短采集時間對PET顯像結(jié)果具有重要意義。盡管本研究初步證明了5 min采集時間的可行性，但樣本量相對較小，可能影響結(jié)果的穩(wěn)定性。未來的研究可以通過擴大樣本量進一步對結(jié)果進行驗證，并探索更多種類的分子探針在縮短采集時間下的表現(xiàn)，更全面地了解PET技術(shù)在PD診斷中的應(yīng)用。

總之，將18F-D6-AV133 PET/CT采集時間縮短為5 min不影響圖像質(zhì)量及PD診斷效能，為PD的神經(jīng)影像學(xué)診斷提供了有益信息，優(yōu)化了患者的檢查體驗，為未來探索提供了重要方向和啟示。