余豐文，黃克敏，馮彥林，劉德軍，梁偉棠，李林

廣東省佛山市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，廣東佛山 528000；*通訊作者 馮彥林 fylin@fsyyy.com

單光子發(fā)射計算機斷層顯像（single-photon emission-computed tomography，SPECT）心肌灌注顯像中，由于人體組織器官對γ 光子的衰減以及散射，常使左心室各壁段出現(xiàn)不同程度的偽影，從而影響診斷結(jié)果的準確性[1]。近年來，隨著SPECT/CT 一體機的廣泛應(yīng)用，以及圖像重建算法的進步，SPECT圖像重建過程中的各種校正技術(shù)也得到不斷完善[2]。本研究通過比較不同校正狀態(tài)下左心室各壁段缺血心肌圖像質(zhì)量及半定量結(jié)果的差異，探討衰減和散射校正對SPECT/CT心肌灌注顯像結(jié)果的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析60例99Tcm-甲氧基異丁基異腈（99Tcm-MIBI）運動負荷及靜息顯像結(jié)果為可逆性心肌缺血的患者，其中男24例，女36例，年齡（54.6±11.3）歲，每例患者均經(jīng)臨床表現(xiàn)、運動心電圖、超聲或冠狀動脈造影等檢查結(jié)果明確診斷為冠心病，所有患者均進行CT 衰減校正（CT attenuation correction，CTAC）和雙能窗散射校正（scatter correction，SC），其運動負荷顯像可見心室壁不同程度稀疏，靜息顯像明顯或完全填充，其中前壁心肌缺血38例，心尖22例，下后壁6例，間壁10例，側(cè)壁16例。

1.2 顯像方法 采用西門子 SYMBIA T16 SPECT/CT 儀，配低能高分辨準直器，顯像劑為99Tcm-MIBI，由廣州市原子高科同位素醫(yī)藥有限公司提供，放化純度>95%。患者檢查前24 h 停用所有可能影響心率或心肌血流灌注的藥物，采用Bruce 方案，進行分級踏車運動，達到運動次極量后靜脈注射99Tcm-MIBI 740 MBq，45 min 后口服脂餐，90 min 后進行顯像。先進行SPECT 采集，2個探頭成相對90°，采用橢圓軌跡進行人體跟蹤采集，探頭由右前斜45°至左后斜45°，共旋轉(zhuǎn)180°，采用雙能窗采集，主能窗130～150 keV，散射窗110～130 keV，窗寬15%。每幀35 s 共采集32 幀。矩陣64×64，放大倍數(shù)1.45。然后進行CT 掃描，掃描參數(shù)：120 kV，50 mAs，層厚10 mm，螺距1.0。隔日進行靜息顯像，采集參數(shù)同負荷顯像一致。

1.3 圖像處理 首先明確所有原始數(shù)據(jù)均無明顯位移，CT和SPECT圖像配準良好。使用有序子集最大期望值法重建圖像，重建參數(shù)為8 子集，6次迭代，利用CT 數(shù)據(jù)進行衰減校正，采用雙能窗散射校正。獲得所有受檢者負荷和靜息顯像的CTAC、SC、CTAC+SC、無衰減校正和散射校正（none of correction，NOC）圖像。

1.4 數(shù)據(jù)分析 利用儀器的定量計算軟件（QPS 2009）獲得所有受檢者不同校正狀態(tài)下左心室的靶心圖，將靶心圖分為前壁、心尖部、下后壁、間壁、側(cè)壁5個壁段，以靶心圖內(nèi)最高放射性計數(shù)為100%，獲得左心室各壁段的放射性計數(shù)百分比。同時記錄以下各項靶心圖半定量評分：負荷總體灌注不足率（total perfusion deficit，TPD），靜息TPD，負荷灌注總評分（summed stress score，SSS），靜息灌注總評分（summed rest score，SRS），靜息-負荷差異總評分（summed difference score，SDS），其正常人群數(shù)據(jù)庫為儀器自帶。比較不同校正狀態(tài)下左心室各壁段的放射性計數(shù)百分比及半定量評分的差異。

1.5 圖像分析 由3位有經(jīng)驗的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師對所有負荷顯像圖像進行目測定性觀察，比較不同校正狀態(tài)下缺血心肌壁段的圖像差異，并分別對其放射性分布情況進行評分，0為放射性分布正常，1為輕度稀疏，2為中度稀疏，3為重度稀疏，4為缺損。以其中2位醫(yī)師的一致意見為最終結(jié)果。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，符合正態(tài)分布的計量資料以表示，不同校正方法間放射性計數(shù)百分比及半定量評分比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法。率的比較采用χ2檢驗，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 放射性計數(shù)百分比的比較 運動負荷顯像不同校正方法重建圖像左心室各壁段放射性計數(shù)百分比的比較見表1。前壁放射性計數(shù)百分比在不同校正方法間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.919），心尖部、下后壁、間壁、側(cè)壁在不同校正方法間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P均<0.05），其中SC圖像放射性計數(shù)百分比均低于NOC圖像，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P均>0.05），心尖部CTAC圖像放射性計數(shù)百分比明顯低于NOC圖像（P=0.002），下后壁、間壁、側(cè)壁CTAC圖像明顯高于NOC圖像（P均<0.05）。

2.2 半定量評分的比較 運動負荷及靜息顯像不同校正方法重建圖像半定量評分比較見表2。運動TPD、SSS、SDS 在不同校正方法間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均<0.05），其在SC圖像中明顯高于NOC圖像，在CTAC+SC圖像中明顯高于CTAC圖像（P均<0.05）。而靜息TPD、SRS圖像在不同校正方法間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P均>0.05）。在所有校正方法中，CTAC+SC圖像運動TPD、SSS、SDS均明顯高于其他校正。

表1 運動負荷顯像不同校正方法重建圖像左心室各壁段放射性計數(shù)百分比（%，±s）

表1 運動負荷顯像不同校正方法重建圖像左心室各壁段放射性計數(shù)百分比（%，±s）

注：NOC為無衰減校正和散射校正，SC為雙能窗散射校正，CTAC為CT 衰減校正

校正方法 前壁心尖 下后壁 間壁 側(cè)壁 NOC 70.50±7.47 74.10±9.47 68.70±7.28 69.37±7.78 71.70±6.11 71.40±5.17 CTAC 71.10±5.86 69.20±7.25 76.10±4.40 72.45±6.57 74.10±4.96 SC 70.35±7.21 72.80±9.60 67.65±6.71 68.45±8.02 73.25±5.46 F值 0.167 12.772 32.174 3.344 3.441 CTAC+SC 70.40±7.47 65.40±7.84 74.85±4.83 70.40±7.01 P值 0.919 ＜0.001 ＜0.001 0.020 0.018

表2 運動負荷及靜息顯像不同校正方法重建圖像半定量評分的比較（±s）

表2 運動負荷及靜息顯像不同校正方法重建圖像半定量評分的比較（±s）

注：NOC為無衰減校正和散射校正，SC為雙能窗散射校正，CTAC為CT 衰減校正；SSS為負荷灌注總評分，SRS為靜息灌注總評分，SDS為靜息-負荷差異總評分

校正方法 運動TPD（%） 靜息TPD（%） SSS SRS SDS NOC 4.85±2.87 2.20±1.85 3.80±2.29 1.10±0.63 2.55±1.17 3.35±0.97 CTAC 5.50±3.27 2.05±1.61 4.15±2.77 0.90±0.71 3.15±2.07 SC 6.05±2.91 2.60±2.15 4.90±2.67 1.25±0.84 4.90±2.55 F值 6.619 1.072 8.681 2.325 18.347 CTAC+SC 7.30±3.42 2.45±1.73 6.15±3.15 1.05±0.74 P值 ＜0.001 0.362 ＜0.001 0.076 ＜0.001

2.3 缺血程度的比較 60例患者共92個心肌壁段出現(xiàn)不同程度的放射性稀疏，不同校正狀態(tài)下其稀疏程度出現(xiàn)明顯差異（圖1），其中SC圖像缺血部位的稀疏程度明顯高于NOC圖像，CTAC+SC圖像明顯高于CTAC圖像。在所有校正方法中，以CTAC+SC圖像對缺血部位的顯示最為清晰。92個缺血心肌壁段不同校正狀態(tài)下其目測放射性分布評分也顯著不同（圖2），缺血程度為3 分的比例在SC圖像中明顯高于NOC圖像[21.74%（20/92）和9.78%（9/92），χ2=4.953，P=0.026]，在CTAC+SC圖像中明顯高于CTAC圖像[34.8%（32/92）和17.39%（16/92），χ2=7.216，P=0.007]。

圖1 女，56歲，運動負荷及靜息顯像不同校正狀態(tài)下缺血心肌的比較。A、B 分別為運動負荷、靜息時的NOC圖像，左心室間壁心尖部放射性輕度稀疏，靜息圖像完全填充；C、D和E、F 分別為運動負荷、靜息時的SC和CTAC圖像，稀疏區(qū)較NOC圖像更加明顯；G、H 分別為運動負荷、靜息時的CTAC+SC圖像，稀疏區(qū)圖像最為清晰

圖2 92個缺血心肌壁段不同校正狀態(tài)下目測放射性分布評分的比較。0為放射性分布正常，1為輕度稀疏，2為中度稀疏，3為重度稀疏；NOC為無衰減校正和散射校正，SC為雙能窗散射校正，CTAC為CT 衰減校正

3 討論

在SPECT 顯像中，對組織器官的衰減和散射進行相應(yīng)的校正，是提高圖像質(zhì)量的重要措施之一。衰減校正對心肌灌注顯像斷層圖像質(zhì)量的影響已有較多研究[3-5]。CTAC 能顯著改善心肌灌注顯像的圖像質(zhì)量，減少衰減偽影，但同時也可能導(dǎo)致心尖部或前壁心尖部放射性計數(shù)減低，從而產(chǎn)生新的偽影[5-6]。本研究中，CTAC顯著提高了下后壁、間壁、側(cè)壁的放射性計數(shù)，同時也減低了心尖部的放射性計數(shù)，其結(jié)果與既往研究相符。

康普頓散射是降低SPECT圖像質(zhì)量的主要原因之一，有研究表明，光子散射或心外放射性顯著減低了心肌圖像的對比度及均勻性[7]。目前有多種方法可用于SPECT的散射校正[8]，其中最常用的是雙能窗法。雙能窗法使探測器在兩個相鄰的能量窗中收集光子，較低能量窗中獲得的測量數(shù)據(jù)用于估計主能量窗內(nèi)的散射成分。在以往的模型研究中[9]，SC 顯著提高了冷區(qū)圖像對比度以及熱區(qū)靶/本底比值，但SC 在去除散射的同時，也會降低整體圖像的計數(shù)水平。本研究中，SC明顯增加了缺血心肌的圖像對比度，使其顯示更加清晰，同時也增加了心肌缺血程度半定量評分和視覺評分值。盡管SC 也輕微降低了左心室各壁段放射性計數(shù)百分比，但與NOC圖像比較其差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

心肌灌注顯像定量分析提供了客觀的評價標準，有利于準確評價心肌缺血程度，但其結(jié)果容易受采集及重建參數(shù)、校正方法等因素的影響[10]。Pazhenkottil 等[11]的研究中，基于迭代重建的CTAC圖像SSS 明顯低于濾波反投影重建圖像。

Wells 等[12]比較了不同校正方法對低計數(shù)SPECT心肌灌注顯像的影響，表明不同方法重建圖像間的SSS、SRS均存在不同程度的差異。本研究中，代表負荷心肌缺血程度的負荷TPD，SSS 在SC圖像中明顯高于NOC圖像，在CTAC+SC圖像中明顯高于CTAC圖像，而靜息TPD，SRS圖像在不同校正方法間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這可能與本研究中均為可逆性心肌缺血病例，其靜息圖像均為大致正常圖像有關(guān)。這一結(jié)果與Okuda 等[13]的研究結(jié)果相符，其基于分辨率恢復(fù)及迭代重建的CTAC+SC圖像對缺血心肌的顯示明顯優(yōu)于濾波反投影重建圖像，而正常心肌的對比度在兩者間無顯著差異。

SPECT 斷層顯像中，CTAC主要提高圖像的計數(shù)密度，改善圖像均勻性，SC主要提高圖像對比度及信噪比，兩者結(jié)合可獲得更好的圖像質(zhì)量[9]。Pourmoghaddas 等[14]比較了碲化鋅鎘相機與傳統(tǒng)相機不同校正方法對心肌灌注顯像半定量評分的影響，發(fā)現(xiàn)CTAC+SC圖像較單獨的CTAC圖像更能使兩種相機的半定量評分值趨于一致。本研究中，CTAC+SC圖像較單獨的CTAC和SC圖像更能清晰顯示缺血心肌，其評價心肌缺血嚴重程度的半定量評分和視覺評分明顯高于其他校正方法。因此，CTAC+SC可作為心肌灌注顯像的常規(guī)校正方法。

本研究表明，SC能顯著改善缺血心肌的顯示，尤其在CTAC圖像中更為顯著。但由于SC會減低整體圖像的計數(shù)水平，其對正常心肌圖像的影響有待進一步評估，尤其當(dāng)存在射線衰減導(dǎo)致的放射性分布減低時，SC有可能增加衰減偽影的程度。同時，CTAC及SC可使心肌灌注減低區(qū)更加明顯，但是否能真實反映其缺血程度，還需收集更多的臨床資料進一步證實和探討。