不同剂量18F-FDG和99mTc-MDP对DISA图像质量的影响

     不同剂量18F-FDG和99mTc-MDP对DISA图像质量的影响 (pdf)   

    ［摘要］  目的  探讨DISA显像时18F-FDG和99mTc-MDP剂量对图像质量的影响。方法  将模型内分别灌注0.37、0.74、1.54、3.08、6.16、12.3、24.3和49.3 MBq/kg18F-FDG和99mTc-MDP水溶液，利用INFINIA VC双探头SPECT仪进行采集。采集能峰511 keV和140 keV，能窗为20%。图像重建采取HAN滤波，滤波因子0.59。从不同放射性活度的模型重建横断图像上选取相同层面进行目测分析和半定量分析：比较18F-FDG和99mTc-MDP图像差异，计算冷区与本底比值。结果  当18F-FDG剂量为12.3、6.16 MBq/kg图像对比度和分辨率较好；当剂量为49.3、24.3 MBq/kg时图像欠佳；当剂量为9.25和4.625MBq/kg时信噪比特别低，图像分辨率和均匀性差。结论  INFINIA VC DISA显像时，18F-FDG显像的最佳给药剂量是6.16～12.3 MBq/kg。

　［关键词］  断层摄影术；发射型计算机；脱氧葡萄糖；质量控制

　    Effect of 18F-FDG and 99mTc-MDP dosages alternation on the DISA model image

    XU Chang-de,ZENG Ji-hua,ZHANG Lin-di,et al.Department of Nuclear Medicine,Shanghai Fifth Peoples Hospital,Fudan University,Shanghai 200032,China

    ［Abstract］  Objective  To assess dual isotope simulation acquire reconstructed image quality effected by altering the 18F-FDG and 99mTc-MDP dosage.Methods  To evaluate dual isotope simulation acquire image quality with semi-quantitative and qualitative analysis methods to perform coincidence acquisition by routine clinical parameters after be filling with different doses of 18F-FDG and 99mTc-MDP solutions.An identical slice was extracted from reconstructed image for doing following analyses:the ratio of defect area to background area,the standard deviation on background area.Results  49.3 and 24.3 MBq/kg:the image uniformity was terribly worse,other indexes were irregular.148 MBq:the image presentation looked like the image without attenuation correct,other indexes were moderate.12.3 and 6.16 MBq/kg:the images were with excellent uniformity,resolution and contrast,all of the quantitative indexes were good,9.25 and 4.625 MBq/kg:the uniformity and resolution was degraded terribly.Conclusion  Combining above results with other considerations,such as radiation exposure,information amount and acquisition time,the optimal dosage should be 12.3 and 6.16 MBq/kg.It is necessary for improving the imaging.

    ［Key words］  coincidence imaging;ECT; 18F-FDG;quality control

    慢性心肌梗死患者如果心肌存在心肌活力，进行血管再通后的治疗效果较好，因此判断心肌活力在临床上具有重要的意义。超高能18F-FDG和99mTc-MDP双核素显像可以在不增加患者负担的情况下评价心肌活力。显像过程中所使用18F-FDG的剂量因机器不同而异，多数采用国外推荐剂量。本研究通过模型实验研究采用目测分析法和半定量分析法，对18F-FDG剂量与图像质量间的关系进行了研究，通过比较和推算获得人体显像时的最佳18F-FDG使用剂量。

    1  材料与方法

    1.1  仪器与模型  机器为GE公司生产的INFINIA VC HAWKEYE。模型（Phantom）型号为：ECT/DLX/P。模型内共有6个封闭的小球，其直径分别为9.5、12.7、15.9、19.1、25.4、31.8 mm。

    1.2  模型内的放射性活度  模型内分别灌注以2.313、4.625、9.25、18.5、37、74、148和296 MBq的18F-FDG水溶液和99mTc-MDP，相当于比活度为0.37、0.74、1.54、3.08、6.16、12.3、24.3和49.3 MBq/kg水溶液。

    1.3  图像采集  将模型放于检查床上用带子固定，置于机器旋转中心位置。用INFINIA VC HAWKEYE超高能准直器采集，探头采用H方式，3°/（帧·30 s）［1帧/（3°·30 s）］，共采集60帧。采集光子峰分别为511 keV和140 keV，能窗均为20%，矩阵64×64。采集时间为25 min，采用HAN滤波函数，滤波因子为0.59。所获得的图像经计算机处理出横断面、矢状面和冠状面的断层图像，所有重建图像的技术参数均保持一致。

    1.4  图像分析  目测分析：从不同放射性活度的重建图像中，选取同一层面上的横断面图像进行分析，观察均匀度、分辨率、清晰度。图像由两名有经验的医师共同分析。定量分析，冷区标准差：在选定的横断面图像上选定大球同一冷区，在冷区内附近勾划上下左右4个面积、大小相同的感兴趣区（ROI）并测定其计数，利用公式计算其平均计数Sdev。勾画直径最大冷区的轮廓，并在其周围本底区划取同样大小的感兴趣区，收集4次计数。采用下面的公式进行计算，得出图像对比度和信噪比［1］。  

          SNR信噪比=（计数·像素-1）冷球-（计数·像素-1）本底   Sdev        C对比度=（计数·像素-1）冷球-（计数·像素-1）本底   （计数·像素-1）本底                        Sdev=1   N-1∑N   i=1（Yi-Yavg）2     N：N次计数

    2  结果

    2.1  目测法分析  高剂量18F-FDG 49.3 MBq/kg图像：图像背景模糊，图像周围部分有较浓的影像。在采用衰减校技术的图像周围出现一圈较浓的影像，此剂量的99mTc-MDP显示较好。24.3 MBq/kg图像仍有一个较浓的圆晕。12.6和6.16 MBq/kg中剂量图像：均匀性、分辨率、对比度都比较好，本底噪声低经过校正后图像比较均匀，周围没有圆晕现象。上述3个剂量都可看到6个小球中的3个。3.08 MBq/kg和1.54 MBq/kg图像：本底噪声非常高，信息量低，分辨率与均匀性都很差。0.74 MBq/kg的采集无法得出图像，也无法进行计数统计。见表1、图1。 表1  不同剂量时的18F-FDG和99mTc-MDP对比度和信噪比 比活度（略）

    2.2  定量分析  49.3 MBq/kg和24.3 MBq/kg高剂量时，对比度数值较高，信噪比与中剂量相比没有提高。12.6和6.16 MBq/kg时：对比度和信噪比较低剂量数值增加，较稳定。3.08和1.54 MBq/kg、0.74 MBq/kg和0.37 MBq/kg时没有采集到图像，无法统计计数。经统计，各剂量间没有发现差异无显著性（P>0.05）。

    3  讨论

　探头采集的放射性计数受晶体死时间的影响。所谓死时间是指单位时间内到达探头晶体的光子数较多时，晶体在处理前一个光子事件时对后续光子的到达没有反应而造成光子漏计。当剂量由低到高进行探测时，探测效率先是上升，当剂量达到一定的程度时，探测器处于饱和状态，当剂量继续增加时，多出现这种错误。超高能准直器采用的是碘化钠晶体，由于其计数效率较低，在放射性记数较低时，就会出现因死亡时间所导致的计数错误。超高能准直器在使用时，由于间隔增加，重量增加，本身需要增加剂量较大，但随着所使用放射性剂量的增加，散射以及本底计数也随之增加，所采集到图像的放射性本底也相应增加。在高剂量的图像中四周出现圆晕，冷区计数较高，但对缺损区（冷区的识别）大小的分辨没有什么差别，基本都分辨出六个小球中的三个。99mTc-MDP的图像较好，在49.3 MBq/kg尤其明显。但在中剂量图像（6.16～12.33 MBq/kg）中这种现象就较好。在低剂量的图像中，由于采集到的计数太少，只有非符合计数和本底计数，所以图像显示不清，只有模糊的图像。理论上讲，只有探测器处于可接收的范围内，剂量越大越好，但考虑到人体所接受的最大吸收剂量辐射剂量，对放射性药物的使用应当有所限制［2］。笔者参考65 kg的患者作为标准，按照人体的吸收剂量来计算。通过称量模型自身净重与充满水时的重量，得出单位体积的显像剂量6.16～12.33 MBq/kg是最佳的。由此可计算出人体显像的剂量400.83，801.67 MBq可作为最佳剂量。以1 MBq 18F-FDG产生的29 μsV有效剂量当量的来计算以上3个剂量的有效当量分别为5.8，11.6，23.2 msV，远小于放射防护原则要求的一次性照射性的有效剂量当量的最大允许剂量100 msV［3～5］。笔者在采集过程中采用的是仪器本身的设定的采集时间，当然也可延长采集时间来提高图像的质量，延长采集时间会增加患者的不适，对老年患者或小儿采集时应当注意。通过以上各种指标的比较和图像的客观判断，再结合临床上应用的各种采集条件，如患者受照剂量、采集的数据总量、采集的时间不同、采集时患者的身体状况等。笔者认为最佳的给药剂量是6.16～12.33 MBq/kg，此剂量范围仅适用于INFINIA VC仪器。

    ［参考文献］

    1  Coleman RE,Laymon CM,Turkington TG.FDG imaging of lung nodules:a phantom study comparing SPECT,camera-bases PET,and dedicated PET.Radiology,1999,210（3）:823-828.

    2  Chiesa C,De Sanctis V,Crippa F,et al.Radiation dose to technicians per nuclear medicine procedure:comparison between technetium-99m,gallium-67,and iodine-131 radiotracers and fluorine-18 fluorodeoxyglucose.E.Eur J Nucl Med,1997,24（11）:1380-1389.

    3  Lartizien C,Comtat C,Kinahan PE,et al.Optimization of injected dose based on noise equivalent count rates for 2-and 3-dimensional whole-body PET.J Nucl Med,2002,43（9）:1268-1278.

    4  Coleman RE.PET in lung cancer.J Nucl Med,1999,40:814-817.

    5  Deloar HM,Fujiwara T,Shidahara M,et al.Estimation of absorbed dose for 18F-FDG using whole body PET and MRI.Eur J Nucl Med,1998,25:565-574.

    作者单位： 200032 上海，复旦大学附属上海市第五人民医院核医学科

　 （编辑：宋  青）