黃 琪，任樹(shù)華，吳 平，鮑偉奇，周維燕，孔艷艷，姜東朗，華 濤，王 堅(jiān)，胡 杰，陳 亮，顧宇翔，郭起浩，左傳濤，管一暉，謝 芳*

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院核醫(yī)學(xué)/PET中心，2.神經(jīng)內(nèi)科，3.神經(jīng)外科，上海 200040；4.上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院老年科，上海 200030)

醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了神經(jīng)影像學(xué)臨床及科研進(jìn)步，但獲取數(shù)據(jù)難度及成本均較高。建設(shè)神經(jīng)影像數(shù)據(jù)庫(kù)可避免重復(fù)采集數(shù)據(jù)所致成本增加和周期延長(zhǎng)，支持在不同背景和目的下深入挖掘數(shù)據(jù)，提高其利用率。目前國(guó)內(nèi)外已有多個(gè)神經(jīng)影像學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，但多針對(duì)MRI，核醫(yī)學(xué)PET神經(jīng)影像學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展相對(duì)滯后，尤其缺少基于我國(guó)人群的PET神經(jīng)影像學(xué)資料。本研究基于復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院資料嘗試建立基于我國(guó)人群的PET神經(jīng)影像學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)、帕金森病(Parkinson disease，PD)、煙霧病、腦膠質(zhì)瘤、癲癇及非疾病腦。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

1.1.1 AD數(shù)據(jù)庫(kù) 納入2018年11月—2022年3月50～80歲、性別和受教育程度不限的AD患者，于神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估后1個(gè)月內(nèi)接受顱腦MR、18F-AV45及18F-FDG或18F-MK6240 PET檢查；無(wú)明確腦卒中病史；Hachinski缺血指數(shù)表得分≤4分。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并明顯心、肝、腎或肺功能不全，血液系統(tǒng)疾病、嚴(yán)重感染、癌癥、酒精或藥物濫用等；②頭顱MRI顯示大血管性病灶、皮質(zhì)下彌漫性白質(zhì)腦病或多發(fā)腔隙性腦梗死；③其他腦部疾病或系統(tǒng)疾病伴癡呆，以及甲狀腺功能低下、維生素B12缺乏等；④因視、聽(tīng)障礙影響認(rèn)知評(píng)估；⑤抑郁性障礙；⑥缺乏合作或理解。

1.1.2 PD數(shù)據(jù)庫(kù) 納入2010年2月—2022年3月接受18F-FDG或11C-CFT PET顯像(停用PD藥物12 h以上)PD患者，依據(jù)文獻(xiàn)[1-3]標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)顱腦MRI及臨床評(píng)估運(yùn)動(dòng)障礙診斷PD。納入患者年齡、性別不限。排除標(biāo)準(zhǔn)：神經(jīng)或精神系統(tǒng)疾病史，神經(jīng)安定類(lèi)或毒品暴露史，神經(jīng)查體或MRI顯示異常，多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體阻斷劑用藥史等。

1.1.3 煙霧病數(shù)據(jù)庫(kù) 納入2019年12月—2022年3月接受18F-FDG或18F-FDG灌注相PET的18～80歲、性別不限煙霧病患者；均經(jīng)數(shù)字減影腦血管造影參照煙霧病診療指南[4]標(biāo)準(zhǔn)確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并影響認(rèn)知功能的其他神經(jīng)系統(tǒng)疾??；②酗酒、吸毒；③拒絕神經(jīng)心理檢查。

1.1.4 腦膠質(zhì)瘤數(shù)據(jù)庫(kù) 納入2011年8月—2022年3月接受氨基酸PET檢查的腦腫瘤患者，年齡14～80歲，性別不限；顯像前未接受腦占位性病變手術(shù)、放射治療及化學(xué)治療等；以手術(shù)或腦立體定向活檢獲取腦組織學(xué)標(biāo)本后經(jīng)常規(guī)病理學(xué)診斷。排除標(biāo)準(zhǔn)：氨基酸PET顯像陰性；脫髓鞘病變、炎性反應(yīng)、其他非膠質(zhì)腫瘤。部分患者經(jīng)分子病理學(xué)檢查，對(duì)其結(jié)果根據(jù)2016版WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)獲得新分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下的病理診斷；根據(jù)IDH1 R132H抗體免疫組織化學(xué)染色判斷IDH1基因突變。

1.1.5 難治性癲癇 納入2013年11月—2022年3月接受18F-FDG或FMZ PET檢查的難治性癲癇患者，年齡18～80歲，性別不限，經(jīng)≥2種藥物足量足療程無(wú)法有效控制，經(jīng)常規(guī)腦電圖、MR及認(rèn)知評(píng)估，且檢查前停用苯二氮卓類(lèi)藥物時(shí)間1個(gè)月以上。排除合并癔癥者或妊娠婦女。

1.1.6 非疾病腦代謝 納入于2012年11月—2019年4月接受18F-FDG PET檢查，經(jīng)2名核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師結(jié)合病史閱片確認(rèn)無(wú)腦卒中、重大顱腦創(chuàng)傷或神經(jīng)精神疾病，無(wú)惡性腫瘤、藥物濫用或酒精成癮史等者。

1.2 圖像采集 采用Siemens Biograph mCT Flow Edge 128 PET/CT儀，顯像劑劑量及掃描時(shí)間等見(jiàn)表1。采用3D模式采集PET圖像，軸向視野30 cm，范圍包括顱頂至顱底，經(jīng)衰變校正、歸一化校正、時(shí)間校正、衰減校正、散射校正及隨機(jī)符合校正，并獲得迭代、濾波反投影、TRUX和以all-pass算法重建的圖像，重建圖像矩陣為256×256×148，體素1.59×1.59×1.50。

表1 PET掃描方案

或采用Biograph Truepoint HD 64 PET/CT儀，掃描及校正方式同前，重建算法包括迭代、濾波反投影和TRUEX算法，重建PET圖像矩陣為168×168×148，體素2.04×2.04×1.50。

1.3 預(yù)處理 由研究人員通過(guò)嚴(yán)格視覺(jué)檢查剔除不滿足質(zhì)量要求的圖像，其流程如下：①以MIRC CTP對(duì)DICOM文件行匿名化；②采用dcm2niix將DICOM格式文件轉(zhuǎn)換為NIFTI格式；③將圖中的前聯(lián)合-后聯(lián)合線的原點(diǎn)調(diào)至前聯(lián)合；④以SPM12軟件對(duì)PET圖像進(jìn)行空間標(biāo)準(zhǔn)化，并變換到蒙特利爾神經(jīng)研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)空間；⑤以半高寬8 mm×8 mm×8 mm平滑核進(jìn)行平滑。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)基本信息 所獲PET神經(jīng)影像數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括5個(gè)專病數(shù)據(jù)庫(kù)及1個(gè)非疾病腦代謝數(shù)據(jù)庫(kù)，基本信息見(jiàn)表2。

表2 PET神經(jīng)影像數(shù)據(jù)庫(kù)基本信息

2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索與安全 數(shù)據(jù)庫(kù)所有圖像均可提供DICOM或NIFTI格式，參照腦成像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(https://bids.neuroimaging.io/)通用規(guī)范存儲(chǔ)；記錄基本人口學(xué)信息，包括ID、獲取日期，檢查時(shí)年齡、性別、體質(zhì)量、利手及顯像劑注射劑量等；并可提供基于自動(dòng)解剖定位地圖集的標(biāo)準(zhǔn)化攝取值。

為便于管理和應(yīng)用，本課題組與上海銳邦數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司合作搭建了數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)，其前端采用HTML5+Javascript，后端采用Java開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的技術(shù)架構(gòu)，硬件為HP ML110塔式服務(wù)器，可提供數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)清洗、CRF表單設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)全生命周期管理等功能，支持多個(gè)字段檢索、批量上傳及下載等；同時(shí)以多種措施確保數(shù)據(jù)安全和受試者隱私，包括設(shè)定有關(guān)人員權(quán)限，記錄使用人員、操作時(shí)間和內(nèi)容，并建立、健全安全相關(guān)制度和規(guī)章，涉及人員操作、系統(tǒng)維護(hù)和變更的管理流程即出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)的應(yīng)急預(yù)案；設(shè)定任何單位或個(gè)人未經(jīng)授權(quán)不得擅自調(diào)閱、復(fù)制數(shù)據(jù)。

3 討論

本研究建立的顱腦疾病數(shù)據(jù)庫(kù)均以特定PET儀成像，可最大限度提高數(shù)據(jù)的同質(zhì)性，有助于PET臨床應(yīng)用，可填補(bǔ)國(guó)內(nèi)核醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的缺失[5-8]。但本數(shù)據(jù)庫(kù)為單中心來(lái)源，且局限于PET圖像，希望未來(lái)能拓寬數(shù)據(jù)來(lái)源，進(jìn)一步擴(kuò)展基于我國(guó)人群的多病種、多中心及多模態(tài)影像數(shù)據(jù)庫(kù)。