三维激光定位技术在增强PET-CT中的应用

　　作者：朱研佳 徐文贵 房娜 宋秀宇 戴东 王健 门晓媛 张莹 作者单位：天津医科大学附属肿瘤医院PET-CT中心，天津 300060

　　【摘要】 目的 提高增强PET-CT的对位准确性，并避免可能的过度衰减。方法 30例肿瘤检查患者，按年龄分为<60岁组和≥60岁组，所有受检者均先利用三维激光定位系统在体表作标记，再注射18F-FDG 259-444 MBq。依体表定位点定位行全身PET-CT检查，再根据体表定位点重新定位行局部多期增强CT扫描。用常规CT数据对PET图像进行衰减校正，所得PET图像分别与常规CT和增强CT图像进行影像融合。比较增强前后的对位情况及衰减校正情况。将增强前后PET-CT对位情况分为良好、一般和较差。结果 <60岁组13例患者中，11例无体位变化，2例患者增强CT扫描前摆位时发现激光线与标定点相差2～5 mm;重新对位纠正后增强CT与PET对位效果良好12例，一般 1例。≥60岁组17例患者中，3例体位无变化，14例增强CT扫描前摆位时发现激光线与标定点相差2～5mm;重新对位纠正后增强CT与PET对位效果良好13例，一般 3例，较差1例。所有患者均未见过度衰减校正现象。结论 增强CT尤其是多期强化用于PET-CT显像可以明显提高PET-CT肿瘤诊断的准确性，结合三维激光定位技术基本可以保证增强PET-CT的对位准确性，特别是对老年身体耐受性差，检查过程中易发生移位的患者，意义更大。并可避免血管内较高的造影剂浓度引起的PET伪影,为增强PET-CT临床应用提供了依据。

　　【关键词】 激光定位;增强CT ;PET-CT 衰减校正

　　恶性肿瘤是老年人的常见病和多发病，PET-CT在肿瘤诊断中有独特价值，但是某些密度分辨差的器官或组织如肝胆系统和泌尿系统中的肿瘤在常规PET-CT检查难以确诊，此时利用增强PET-CT检查可以起到进一步明确诊断的重要作用。但由于增强PET-CT可能产生对位不良和过度衰减校正的现象，导致产生伪影，出现假阴性或假阳性的结果，特别是老年人身体耐受性差，检查过程中出现身体移动，可能对位效果更差，使增强PET-CT尤其是多期增强PET-CT在临床应用产生争议。国内尚未见有关增强PET-CT的报道，国外也仅见单期增强PET-CT显像报道〔1～4〕。本文尝试利用三维激光定位系统对患者定位，探讨在不影响诊断准确性前提下，完成多期增强PET-CT显像并避免出现过度衰减校正和对位不良等情况的方法。

　　1 资料与方法

　　1.1 研究对象 2006年11月至2007年1月在本院行增强PET-CT显像的患者30例，男21例，女9例，年龄24～77岁。均经病理组织学及临床随诊有恶性肿瘤或肿瘤残余，其中复发21例，初诊9例。将30例患者按年龄分为两组，<60岁组13例，年龄24～59岁，平均51岁，≥60岁组17例，年龄60～77岁，平均69岁。

　　1.2 18F-FDG PET-CT显像方法

　　1.2.1 仪器和显像剂 仪器为GE Discovery ST PET-CT扫描仪。18F-FDG由GE Minitracer回旋加速器生产，经tracerLab合成产生，放化纯>95%。激光定位系统为德国LAP公司生产Dorado CT-3激光定位系统。

　　1.2.2 常规显像方法 患者空腹4 h以上，利用三维激光定位系统在体表正中线和两侧腋中线做3个十字标记后，平静状态下通过静脉留置针注射18F-FDG 259-444 MBq(7-12 mCi)并行增强造影剂过敏试验，随后在安静避光条件下静卧50～60 min，排尿，根据体表标志定制起始扫描位置，行常规全身PET-CT显像。CT扫描的条件为120 kV，160～220 mA，螺距0.75∶1，层厚5 mm,扫描范围由头顶到股骨上端，球管单圈旋转时间0.8 s。PET扫描采取2D方式进行数据采集3 min-床位。显像结束后根据需要行增强CT扫描。

　　1.2.3 增强CT扫描方法 移动检查床到常规全身PET-CT显像起始位置，检查患者移动情况并重新对位，使患者体表标记与三维激光定位灯标直线重合，定制与全身PET-CT相同的起始扫描位置。根据PET-CT显像情况确认增强部位。高压注射器注射非离子型对比剂：碘海醇100 ml(300 mg/ml)注射速率2.5～3 ml/s，根据不同检查部位延迟一定时间行CT扫描，扫描条件为140 kV，300～350 mA，其他条件与常规扫描相同。

　　1.2.4 图像处理 PET图像利用平扫CT数据进行衰减校正，采用有序子集最大期望值迭代法(OSEM)重建图像。PET、平扫CT及增强CT图像均传输到Xeleris核医学工作站，分别进行同床位PET-CT图像融合和增强PET-CT图像融合。

　　1.2.5 图像分析与判定 所有图像经2位有经验的影像与核医学医师共同阅片。判定标准为增强CT图像与PET图像比较解剖位置重合为良好;两者解剖位置略有变化，但不影响图像判读为一般;两者解剖位置变化较大，已影响图像判读为差。

　　2 结果

　　2.1 增强PET-CT检查时体位变化情况 <60岁组13例患者中，有2例患者增强CT扫描前摆位时发现激光线与标定点相差2～5 mm，误差率15%，≥60岁组17例患者中，有14例患者增强CT扫描前摆位时发现激光线与标定点相差2～5 mm，误差率82%。对上述两组对位发生偏差的患者，根据三维激光定位系统进行重新定位后，<60岁组对位良好12例占92%，对位一般1例占8%，无对位较差者;≥60岁组对位良好13例占76%，对位一般3例占18%，对位较差1例占6%。

　　2.2 增强CT对肿瘤PET图像质量的影响 两组患者常规PET-CT图像和增强PET-CT图像均未见过度衰减校正现象。

　　3 讨论

　　PET-CT在肿瘤诊断领域有不可代替的地位，不但可以提供组织器官的解剖信息，而且还可以提供生理代谢的信息，从而可以在解剖和生理层面对组织器官进行全面的了解，进而早期发现肿瘤和科学的分期〔4〕。由于18F-FDG的显像原理和某些组织密度分辨差，某些肿瘤如高分化肝癌、透明细胞癌和较小的肿瘤等PET-CT显像容易出现假阴性〔5〕，故需借助增强CT来进行辅助诊断，从而得到准确的诊断结果。

　　3.1 多期增强CT用于PET-CT显像的可能性 单期增强CT扫描往往不能满足临床诊断的需要，尤其是肝胆、泌尿系统更为明显，许多情况下要进行多期增强扫描。国外文献报道多使用常规PET-CT的扫描程序进行增强PET-CT扫描〔6〕，由于目前大部分PET-CT机型不能在同一个PET-CT扫描程序中进行多个CT扫描;即使可以进行多个CT扫描，由于增强的延时时间非常短，很容易错过关键的增强时间。并且常规PET-CT的扫描程序，一般限制了单床位的CT扫描范围，这也为增强扫描带来了难度。本研究采用的方法，可以退出常规PET-CT的扫描程序，使用常规CT扫描程序进行增强CT扫描，从而避免了以上的难题。可以得到满意的多期增强CT图像，使多期增强CT用于PET-CT显象成为可能，为明确诊断提供了重要依据。

　　3.2 增强CT静脉造影剂对PET图像的影响 增强CT用于PET-CT显像，如果使用常规显像方式容易出现伪影。这主要因为当局部造影剂浓度较高时，造影剂中碘的原子系数大，从而使光电效应发生的机率大增，使CT的现行衰减系数增大，衰减校正系数产生误差，PET图像过度校正，导致PET伪影的产生〔2，7〕。一方面这种伪影在PET图像表现为18F-FDG高摄取区域，可能被误诊为恶性肿瘤或淋巴结转移，导致假阳性的发生;另一方面伪影的存在还可能掩盖周围小的阳性病灶，导致假阴性的发生〔4〕。为了不影响诊断的同时避免增强CT引起的PET伪影，本研究尝试使用三维立体激光定位系统，使患者同时或分次完成同床位的PET-CT及增强CT的扫描，再进行影像融合。此方法是用平扫CT数据为PET图像做衰减校正，从而避免了造影剂浓度较高引起的PET伪影。本研究30例患者中没有1例出现过度衰减校正引起的PET伪影。

　　3.3 三维激光定位法对增强PET-CT对位准确性的影响 在两组患者中，<60岁组只有2例患者增强CT扫描前摆位时发现激光线与标定点相差2～5 mm，误差率15%。≥60岁组有多达14例患者增强CT扫描前摆位时发现激光线与标定点相差2～5 mm，误差率达82%。这可能与≥60岁组患者年龄较大，身体耐受性差，与医生配合程度差有关。利用激光定位系统重新定位后，对位效果明显改善，特别是对于老年组患者效果十分明显，≥60岁组在常规PET-CT检查后，有82%的患者体位发生不同程度的移位，如不进行纠正很难使增强CT与PET对位准确。重新定位后，仅1例对位较差，3例一般，其余均达到要求。两组共30例患者中26例增强CT与PET对位效果良好;4例对位效果一般，与患者年龄较大，无意识活动较多有关;1例对位较差，与骨转移疼痛较重，配合不佳有关。另外，由于部分患者是在完成常规PET-CT全身显像后方确认追加增强CT扫描，需要患者下检查床进行造影剂过敏试验。如果只是简单的在体表做标记，难免在增强CT对位时产生误差，使增强CT的影像与PET影像的对位不匹配。为了避免这种情况的发生，本研究在患者的正中线和两侧腋中线分别用激光定位灯做3个十字标记;在做增强CT时，挪动检查床，使三个十字标记与三维激光灯吻合，此时的增强扫描床位数与常规PET-CT扫描的床位数相同。而且在完成常规PET-CT全身检查后，患者由于劳累可能会有移动，利用本方法可以在很大的程度上避免患者移动造成的运动伪影。

　　本研究方法还可以避免由于过度衰减校正造成的PET-CT伪影，还可以有效地纠正由于患者，特别是老年患者由于体位移动造成的对位不佳、增强PET-CT图像不匹配的情况。

　　将多期增强CT扫描与PET图像进行融合，可提高诊断效果。但是该方法要求场地安装外置三维立体激光定位系统，且方法比较繁琐、工作人员接受射线辐射比常规PET-CT扫描多。故提高PET-CT诊断的准确性还应该从改善PET-CT性能，研发更为特异的药物入手，提高特异性和灵敏性。但在药物及仪器设备没有重大的突破前，本方法仍不失为提高PET-CT诊断准确性的有效方案之一。

　　【参考文献】

　　1 Beyer I,Antoch G,Ockisch A,et al.Optimized intravenous contrast administration for diagnostic whole-body 18F-FDG PET-CT〔J〕.J Nucl Med，2005;46(3):429-35.

　　2 Antoch G,Freudenberg LS,Egelhof T,et al.Focal tracer uptake:a potential artifact in contrast-enhanced dual-modality PET-CT scans〔J〕.J Nucl Med,2002;43(10):1339-42.

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　　4 刘庆伟，刘 奇.PET-CT肿瘤学〔M〕.北京：科学出版社，2006：10-5.

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　　6 Dizendof E，Hany TF,Buck A,et al.Cause and magnitude of the error induced by oral CT contrast agent in CT-based attenuation correction of PET emission studies〔J〕. J Nucl Med，2003;44(5):732-8.

　　7 陈 香，赵 军，管一晖.PET-CT常见伪影〔J〕.国外医学·放射学核医学分册，2005;29(5)：201-5.