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第二节
核医学图像处理与分析

随着技术的发展,核医学图像目前已经成为一种集解剖、形态、功能、代谢等信息为一体影像学方法。通过对图像的分析,既可观察到靶器官的形态、位置、大小和放射性的分布状况,又可通过定量分析计算靶向放射性药物在靶器官的摄取、洗脱等动态信息,获取反映脏器血流、功能和代谢状况的参数。真实而清晰的核医学图像是进行准确分析和定量的基础,也是实现核医学成像准确进行临床诊断的基础。包括对显像目的的分析,患者显像前的准备、显像药物的选择、图像采集参数的选择以及合适的图像处理参数的选择等。

一、显像目的分析

核医学显像是一种特异性的显像技术。患者显像目的直接决定着选择哪一种类型的核医学成像技术。如一位冠心病患者,如果需要评价心肌是否存在缺血,可以选择血流灌注显像;如果需要评价心肌是否存活,则可以选择心肌代谢显像;如果需要评价心肌功能,还可以选择心脏受体显像。因此,在对患者进行显像前,我们必须对患者所患疾病的发生过程和状态进行充分的了解,然后选择合适的核医学成像技术,这样才能真正满足临床诊断需求。

二、检查前准备

核医学显像是一种功能性的显像技术,可以在靶器官发生结构改变之前就显示出来。核医学显像前准备可以排除生理或病理干扰因素,获得满意的图像。因此,对于核医学显像前患者的准备非常重要。如临床应用葡萄糖代谢显像对肿瘤病灶进行判断时,为了使病灶能够更多的摄取放射性药物 18 F-FDG,则需要空腹4~6小时保持血糖在正常水平。如果应用葡萄糖代谢显像对心肌存活进行判断时,显像前则需要进行胰岛素负荷,从而使心肌细胞可以更多的摄取放射性药物 18 F-FDG。

三、显像药物的选择

核医学显像是分子水平的显像技术,特异性的放射性药物是核医学成像的基本条件。选择合适的放射性显像药物也是核医学成像能够进行临床诊断的关键。一般而言,应选择具有适宜的γ射线能量,靶/非靶比值高、具有稳定的靶组织滞留时间的显像药品。如 201 Tl和 99m Tc-MIBI均可以进行心肌灌注显像,但由于 201 Tl能量较低,半衰期较长,获得的心肌灌注图像清晰程度较 99m Tc-MIBI图像质量明显要低。因此,目前临床进行心肌灌注显像时,主要采用 99m Tc-MIBI。

四、图像采集参数的选择

采集足够的放射性计数是实现优质核医学图像的关键因素之一。选择合适的图像采集参数对于提高图像信噪比,减少图像伪影具有重要意义。图像采集参数主要包括准直器的选择、能窗和能峰的选择、矩阵的选择、采集时间和采集速度的选择等。如应用 99m TcO 4 进行甲状腺平面显像时,根据甲状腺的大小和 99m TcO 4 进入甲状腺组织的速度,一般认为选择低能高分辨准直器,20%的能窗,128×128的矩阵,总计数达到500k以上可以获得优质的甲状腺图像。

五、图像处理参数的选择

图像处理与分析参数的选择对实现优质核医学图像也是非常重要。平面图像处理过程主要包括图像重新采样、图像空域处理、图像平滑、图像锐化以及图像频域处理等因素。动态图像处理包括对动态图像显示、定量分析处理和参数图像产生等因素。断层图像处理包括图像重建、图像切层以及衰减校正等因素。一般而言,临床需要根据图像采集所获得的放射性计数、靶器官的大小和显像类型对图像处理参数进行优化,从而获得一幅优质的核医学图像。

六、图像分析参数的选择

图像获取后,如何对图像进行分析也是有效进行临床诊断的基础。目前,图像分析方法主要包括视觉分析法、半定量分析法以及绝对定量分析法。

1.视觉分析法

视觉分析是最简单的方法,主要指临床医师通过目测观察核医学图像中靶器官或靶病灶摄取放射性药物的分布,以及与周围组织的对比情况。由于主观性太强,并不适用于需要客观定量评估方法的临床试验。

2.半定量分析法

半定量分析方法主要是利用感兴趣区技术对靶器官或靶病灶的放射性摄取程度进行分析。包括靶病灶/非靶组织的放射性药物摄取比值(T/NT)和标准摄取值(standardized uptake value,SUV)两种方式。其中标准摄取值是目前 18 F-FDG PET显像临床应用最为广泛的半定量分析法。

3.绝对定量分析法

根据放射性药物在体内的清除特征,建立房室模型和进行动态采集,可以在体内进行组织内示踪剂的放射性活度绝对测量,灵敏度高,能够在很短的时间内对放射性分布的变化进行准确定量,获得显像剂反映的生化、生理和药理特征。如葡萄糖类似显像剂 18 F-FDG在体内清除规律符合三房室四参数模型,通过动态采集后可以获得靶器官的绝对葡萄糖代谢率,并能够观察葡萄糖代谢的不同环节。如:葡萄糖转运、磷酸化与去磷酸化等。但由于绝对动态定量分析需要动态采集模式,显像所能够覆盖病灶的区域也仅仅一个床位(15~20mm),还需要有创采集动脉血样,因此,目前在临床实践中受到限制。 SVT5pi80faBwWhOF6aPboFl16Z42rJAbGv2N6KO6li90df7bzqrn3qgxQRFUqXrH

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