呼吸门控对肝高代谢灶正电子发射计算机体层显像仪图像质量的临床应用

王珊珊 天津市第二人民医院 （天津 300380）

内容提要： 目的：研究正电子发射计算机体层显像仪（PET/CT）检查肝高代谢灶中应用呼吸门控技术对所获影像质量的提升作用及相关技术的临床应用。方法：从2021年1月～2022年6月在本院接受PET/CT检查的患者中抽选48例分别接受非呼吸门控检查以及静态（QSRG）、冻结（QFRG）两种应用呼吸门控技术的检查。通过分析三组数据的检出率、信噪比（含对比信噪比）、代谢体积、标准摄取值（平均/最大）及最大径来分析相关技术对图像质量的有益影响。结果：QFRG组检出率最高；与非呼吸门控相比，采用呼吸门控技术所获信噪比、对比信噪比、标准摄取值（平均/最大）与未采用该技术所得数据有显著统计学差异，但QFRG与QSRG之间比较无统计学意义；而代谢体积以及最大径两项不具有统计学差异。结论：采用呼吸门控技术进行PET/CT检查能够有效提升肝高代谢灶的图像质量。

影像学是现代医学的重要组成部分，其为诸多疾病临床诊治工作提供了关键依据。正电子发射计算机体层显像仪（Positron Emission Tomography and Computed Tomography，PET/CT）是充分融合正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，PET）检查和计算机体层成像（Computed Tomography，CT）检查技术形成的高敏感度影像检查手段，其既具有良好的组织功能代谢显像能力，同时也保留了CT检查在影像分辨率方面的优势，因此PET/CT在临床工作中应用极为广泛。对于影像检查而言，目标区域的运动状态直接影响影像检查的图像质量，当目标区域处于活跃运动状态时病灶定位难度明显提升，而且成像过程中也会出现伪影降低图像质量。胸腹部PET/CT检查时患者的呼吸活动会对检查造成较大影响，因此降低呼吸对此类检查的影响已成为该领域的重点研究内容。呼吸门控技术的本质在于抓取患者各个呼吸周期中的同一时间点，通过分析呼吸规律从而找到绝对运动中的相对静止点，利用这一技术能够大幅降低呼吸对PET/CT检查的不利影响，综合提升PET/CT图像质量，这提升了临床医师的影像诊断准确性，有利于制定更为科学的治疗方案。肝高代谢灶是PET/CT检查特有的一种临床表述，存在肝高代谢灶意味着患者肝脏内存在细胞代谢速率异常的可疑病灶，根据具体参数可分析该病灶的恶性风险。PET/CT检查发现肝高代谢灶需引起重视，而检查所获图像质量直接影响着影像诊断的准确性，更高的图像质量能够提升影像医师的病情描述精度，这对于病情诊断以及后续治疗方案的制定都极为重要。为进一步分析呼吸门控技术对PET/CT肝高代谢灶图像质量的提升作用，本文将采取对比分析的方式进行研究。

1.资料与方法

1.1 临床资料

所有患者均取自2021 年1 月～2022 年6 月在本院接受PET/CT检查且存在肝高代谢灶的患者，48例患者中男性患者29例，女性患者19例，患者年龄24～77岁，平均（57.2±6.9）岁。48 例患者中14 例无既往肝病史，其余34 例患者病程0.5～7年，平均（4.2±2.1）年。48例患者采取不同呼吸门控技术共检出肝高代谢灶97处，其中共同检出的病灶为89处。本项研究相关内容已呈报伦理委员会并获批，所有参与者均在明确研究内容和研究意义的基础上自愿参与。

纳入标准：受检者经PET/CT检查发现肝高代谢灶；患者及家属在了解检查形式及所获数据用途后同意参与本项研究；全程配合获取完整研究数据。排除标准：经临床分析不适合接受PET/CT检查者；经PET/CT检查无法明确病灶组织代谢状况或病灶影像无法达到诊断要求者；患有精神疾病配合度较差者；研究中途脱落者。

1.2 方法

所有患者均接受非呼吸门控PET/CT检查、Q静态呼吸门控（Q.Static Breathing Gating，QSRG）PET/CT检查以及Q冻结呼吸门控（Q.Freeze Respiratory Gated Imaging，QFRG）PET/CT检查。具体方法如下：测量患者身高体重并指导所有受检患者检查前禁食6h，检查前24h禁止剧烈运动。注射显像剂前明确患者当前血糖状态，确认患者血糖水平在8.3mmol/L以下（最低安全血糖以上）后根据患者身高体重参数注射合适剂量显像剂[1]。告知患者注射显像剂后静息休息，根据患者状态注射后休息时间控制在45～60min。确保患者各项参数平稳后告知患者检查前排尿，指导患者平卧于检查床上。CT断层扫描过程中扫描层厚设置为3.0mm，管电压设置为120kV，管电流区间为160～300mA，螺距为1，转速设置为0.6s/r。FOV设置分为头、体两部分，头：30cm，体：50cm，采用工作站自动重建进行图像处理[2]。在患者保持均匀呼吸状态下设置红外呼吸传感器追踪患者不同呼吸周期下的轮廓变化并进行电信号转换。根据扫描床位的不同控制采集时间，其中上腹部采集时间设置为5min，其他部位则为1.5min。在PET检查中指导患者按照正常静息呼吸节奏呼吸，在QFRG应用过程中调整管电压至100kV并采用自动管电流调节，调整扫描层厚为2.5mm。患者每个完整呼吸周期分为6段，分别用于后续图像重建（采用迭代法进行）。融合PET所获功能图像以及CT获取的解剖图像，通过时间点匹配的形式构建冻结时间点图像[3]。图像处理过程中由两名高年资影像医师共同阅片，分析工作站最终处理后的PET/CT图像，由影像医师分析各患者肝脏高代谢病灶情况，包括不同患者病灶数量、所有患者病灶总数、共同检病灶数、标准化摄取值（平均、最大）、信噪比（对比信噪比）等本项研究所选对照参数。

1.3 观察指标与判断标准

检出率越高代表检查质量越高，信噪比及对比信噪比越大代表图像受干扰程度越小。标准摄取值：平均/最大、代谢体积以及最大径均为反映病灶形态及性质的关键参数，相关参数具有统计学差异代表呼吸门控技术下PET/CT成像质量不同。

1.4 统计学分析

采用SPSS22.0进行分析，数据以±s表示，采用t/F检验法进行验证，P＜0.05时代表数据差异具有统计学意义。

2.结果

2.1 检查结果一般性描述

非呼吸门控PET/CT检查检出病灶89处，QSRG检出病灶94处，QFRG检出病灶97处，以本次检查后30d内后续影像检查明确的病灶数为金标准计算得出非呼吸门控下PET/CT检出率为91.75%、QSRG检出率为96.90%、QFRG检出率为100%。剩余所有对照参数均取三者共同检出的89处病灶进行比对。

2.2 三组信噪比及对比信噪比参数对比

三组信噪比对比，非呼吸门控与QSRG对比，t=4.5389，P＜0.05；非呼吸门控与QFRG对比，t=3.8999，P＜0.05；QSRG与QFRG 对比，t=0.4424，P＞0.05。QFRG 对比信噪比为35.28±21.17，非呼吸门控与QSRG对比，t=4.3198，P＜0.05；非呼吸门控与QFRG对比，t=3.4807，P＜0.05；QSRG与QFRG对比，t=0.6222，P＞0.05。详情见表1。

表1.三组检查所获图像信噪比及对比信噪比均值(n=89,±s)

表1.三组检查所获图像信噪比及对比信噪比均值(n=89,±s)

注：与非呼吸门控相比，aP均＜0.05，bP均＜0.05；与QFRG相比，cP均＞0.05

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2.3 三组检查所获最大标准摄取值及平均标准摄取值对比

非呼吸门控最大标准摄取值为6.91±3.04，QSRG最大标准摄取值为7.82±3.01，QFRG最大标准摄取值为7.82±3.01，QFRG最大标准摄取值为8.87±3.97，非呼吸门控与QSRG对比，t=2.0067，P＜0.05；QSRG与QFRG对比，t=3.6979，P＜0.05；非呼吸门控与QFRG对比，t=1.9882，P＜0.05。非呼吸门控平均标准摄取值为4.27±1.08，QSRG平均标准摄取值为5.24±1.79，QFRG平均标准摄取值为6.77±2.04，非呼吸门控与QSRG对比，t=4.3772，P＜0.05；QSRG与QFRG对比，t=10.2176，P＜0.05；非呼吸门控与QFRG对比，t=5.3183，P＜0.05。详情见表2。

表2.三组检查所获最大标准摄取值及平均标准摄取值(n=89,±s)

表2.三组检查所获最大标准摄取值及平均标准摄取值(n=89,±s)

注：与非呼吸门控相比，aP均＜0.05，bP均＜0.05；与QFRG相比，cP均＜0.05

组别最大标准摄取值平均标准摄取值非呼吸门控6.91±3.04 4.27±1.08 QSRG 7.82±3.01ac 5.24±1.79ac QFRG 8.87±3.97b 6.77±2.04bat 2.0067 4.3772 aP＜0.05＜0.05 bt 1.9882 5.3183 bP＜0.05＜0.05 ct 3.6979 10.2176 cP＜0.05＜0.05

2.4 三组病灶代谢体积与最大径参数对比

病灶代谢体积参数如下，非呼吸门控病灶代谢体积为（12.35±25.21）cm3，QSRG 病灶代谢体积为（11.15±25.41）cm3，QFRG病灶代谢体积为（10.1±24.55）cm3，F=0.3525，P＞0.05。最大径参数如下：非呼吸门控最大径为（2.37±1.47）cm，QSRG最大径为（2.29±1.39）cm，QFRG为（2.28±1.38）cm，其中，非呼吸门控与QSRG相比，t=0.3730，P＞0.05；非呼吸门控与QFRG相比t=0.4211，P＞0.05；QSRG与QFRG相比，t=0.4211，P＞0.05。

3.讨论

PET/CT是将两种影像检查手段合而为一形成的一种先进影像检查形式，这一检查形式不仅能够发现早期微小肿瘤病灶，同时也具有病灶性质鉴别、明确原发病灶位置的功能。PET/CT既可用于疑似肿瘤患者的深层次影像检查，同时也可作为肿瘤高风险人群健康体检的常规手段，随着技术的发展受检者在检查过程中所受辐射剂量逐渐减小，作为无创影像检查手段，其安全性和便捷性优势较为明显[4]。PET检查是一种功能性影像检查，相关设备具有环绕式光子探测器，受检者在注射显像剂后相关核素在人体内衰变并放出正电子，正电子与自由电子碰撞湮灭后转化为光子，而由正电子和自由电子转化形成的一对光子呈相反方向运动，光子探头通过分析光子运动情况可形成相应的断层影像，而此类检查中所使用的显像剂在肿瘤组织和正常组织中摄取量差异较大，基于这一原理PET检查能够标记检查区域内的高代谢异常病灶[5]。CT是基于人体不同组织对X射线吸收情况不同而开发的影像检查设备，其通过X射线断层影像扫描能够较好地反馈检查区域不同组织的解剖情况，PET/CT就是整合二者技术并使用同一工作站进行图像后期处理的一种影像检查方式，采用这一检查手段。既能够获取检测区域的功能代谢影像也能够获取分辨率较高的解剖学结构影像，在面对肿瘤类疾病时PET/CT既有较高的检出率，同时也有很强的性质鉴别能力。

胸腔和腹腔在影像检查过程中受患者呼吸活动影响较大，PET/CT检查也是如此，呼吸门控是一类能够检测并绘制人体呼吸运动曲线的技术设备，呼吸门控仪可以与PET/CT扫描仪以及负责后期图像处理的工作站进行整合，并将患者完整的呼吸周期分为数个时间段，通过精准捕捉不同呼吸周期相同时间段的相对静止时间来减少呼吸活动对影像检查造成的不利影响[6]。一般来讲，呼吸门控仪包含多个分系统，比较常见的有红外动作捕捉传感器、呼吸温度传感器、气流传感器等，在临床应用中，根据使用目标的不同可以采取不同的呼吸门控方式[7]。使用呼吸门控仪进行PET/CT检查时红外动作捕捉传感器能够动态扫描患者呼吸状态下胸腹部的运动状态，而设备中与呼吸相关的传感器则能够通过温度和气流等参数明确患者呼吸周期内不同时间点的具体情况，采集到上述数据后，设备能够将患者呼吸周期分为多个时间段，在图像融合和图像后期重建的过程中可根据相关参数对图像进行调整，减少因呼吸活动而产生的各类影响图像质量的不利问题[8]。

根据本文研究所得数据显示，使用呼吸门控仪能够显著提升PET/CT检查肝高代谢灶的图像质量。信噪比和对比信噪比是评价图像质量的两项关键参数，数据结果可知不同的呼吸门控形式均能显著提升图像信噪比和对比信噪比[9]。除此之外使用呼吸门控仪后，肝高代谢灶检出率明显提升、最大标准摄取值和平均标准摄取值均有明显改善。