全身顯像是PET/CT臨床最常規開展的檢查項目,根據設備性能不同,一般檢查需要10-20min不等的時間。當懷疑病灶受呼吸運動影響臨床診斷時,常見的解決方案為加做PET門控顯像。但PET門控顯像不僅需要花費額外的時間(5-15min),而且運動校正的效果很大程度上取決于患者呼吸是否規律,技師自身輻射劑量的增加也限制了呼吸運動校正技術的臨床應用[1]。如何實現PET呼吸運動管理的常規應用,一直是困擾臨床的一大難題。
PET/CT成像過程中病人的呼吸運動會降低圖像質量,進而影響醫生的診斷。位于肺底和肝頂(縱隔上下)區域的腫瘤病灶受呼吸運動的影響尤為明顯,根據研究報道,肺部腫瘤的運動范圍可達8-30mm不等[2]。
以瞬時掃描著稱的CT成像,若懷疑肺部有可疑病灶,放射科醫生通常加做肺部屏氣掃描,從而消除呼吸運動的影響。PET檢查受制于設備性能,單床位的掃描時間長達1-2min,腫瘤患者通常難以完成如此長時間的屏氣掃描。呼吸運動對PET/CT圖像的影響包括[3]:
PET圖像為多個呼吸周期的平均圖像,病灶隨呼吸運動導致信號平均分布,邊緣模糊;
高估病灶體積,低估定量值(即標準攝取值SUV);
易造成小體積高攝取灶的漏診或誤診;
PET和CT圖像難以實現精準融合最終,呼吸運動可能直接影響臨床醫生對胸腹部腫瘤病灶的定位、定性、分期和放射治療計劃的制定。
為減少呼吸運動對PET/CT圖像質量的影響,提高 PET/CT圖像診斷的準確性,國內外學者和設備廠家研發了多種呼吸運動管理的方法。
基于外接門控的呼吸運動校正方法,設備的設置需要花費額外的時間,操作人員受到額外的輻射暴露,限制了臨床的常規化使用。基于原始數據的門控校正方法,同樣受到當前PET設備性能的限制。此外,患者呼吸是否規律也是決定門控校正后圖像質量的關鍵因素。
傳統PET設備靈敏度不足,15-20s短時間采集的圖像質量不滿足臨床診斷要求。DIBH(deep-inspiration breath-hold)將多個屏氣PET采集數據疊加重建,從而降低呼吸運動對PET圖像質量的影響。但多個屏氣PET采集的呼吸相位無法保證完全一致,且增加患者負擔,臨床操作復雜。
隨著PET/CT設備性能的不斷進步,特別是后數字化PET/CT的出現,決定PET全影像鏈綜合性能的關鍵技術,如TOF飛行時間、成像矩陣、系統靈敏度等,都產生了質的飛躍。因此,核醫學專家開始對長期困擾臨床的PET呼吸運動發起了新的挑戰——1又1/4分鐘PET呼吸運動管理方案。
近期,中日友好醫院核醫學科報道了一篇關于15s屏氣PET顯像肝臟病灶的病例『追光者PET/CT病例大賽』入圍作品分享(4)。位于肝右葉的病變在常規采集圖像上受周期性呼吸運動的影響,放射性濃聚被定為在右肺底區域內,且 SUV值被低估。由于采用了最先進的后數字化PET/CT,15s屏氣PET掃描得到的臨床圖像信噪比好,橫膈區域PET與CT圖像的融合更為精準,放射性濃聚灶范圍勾勒清晰,實現了PET/CT圖像的精準定位及定量分析,為病灶本身的代謝評估提供了有價值的參考。
常規采集示: 右肺底區域可見類圓形放射性濃聚灶, 與肝臟距離較遠,SUVmax: 3.8; 并可見到因呼吸運動所導致的肝臟偽影,右肺區域未見異常占位。
快速屏氣PET采集獲得良好融合配準的圖像, 顯示右側近膈頂部放射性濃聚灶, 與周圍本底分界清楚; 放射性濃聚被精準定位于肝右葉低密度灶, SUVmax: 10.1。
而完成這項15s屏氣PET顯像的設備,正是目前業界稱之為追光者的后數字化PET/CT——Biograph Vision。它具有214ps的TOF飛行時間分辨率、880超大矩陣、超高系統靈敏度、Ultra HD重建技術等技術優勢來彌補PET計數不足導致的圖像質量下降[4],大幅降低PET的采集時間至常規屏氣CT檢查需要的時間。CT與PET均行吸氣后屏氣采集,可以有效改善橫膈周圍PET與CT圖像融合不良的現象。
PET/CT 90%以上的臨床應用為腫瘤相關的檢查,身體狀況較差的腫瘤患者往往無法耐受長時間的檢查。Biograph Vision優異的設備性能,不僅可以在15s內得到高清的屏氣PET圖像,而且可以在1min內得到全身高清PET圖像,為臨床帶來了1分鐘全身和1/4分鐘(15秒)屏氣的全新PET呼吸運動管理方案。
當屏氣顯像的范圍較大時,基于連續進床的CT掃描,可以任意調整掃描范圍進行屏氣顯像;但傳統PET是按床位遞進的掃描模式,只能采用增加床位來解決探測器覆蓋的問題。然而,兩個及以上床位的PET顯像大幅增加了患者的屏氣時間,嚴重影響屏氣PET顯像的可操作性。
西門子獨家FlowMotion平臺打破了床位的限制,實現了與CT同模式的連續進床掃描,可根據臨床需求任意設定掃描范圍PET動態顯像演繹,讓大范圍屏氣PET顯像成為可能。