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为优化西门子 Biograph Vision Quadra 上使用 FDG 的常规临床成像采集方案,研究人员开展了低剂量(1MBq/kg)和超低剂量(0.5MBq/kg)队列研究。结果表明可减少给药活度和扫描时间,同时保持低噪声水平,对临床实践、工作流程和患者体验意义重大。
在现代医学影像领域,正电子发射断层扫描(PET)/ 计算机断层扫描(CT)技术已成为肿瘤诊疗的重要手段。其中,利用 [
18F]- 氟代脱氧葡萄糖([
18F]-FDG)的 PET/CT 成像,能对肿瘤进行精准定位、分期以及治疗效果监测。然而,传统 PET/CT 存在诸多局限。其轴向视野(AFOV)通常仅覆盖 15 - 25cm 的身体范围,辐射发射呈各向同性,导致仅有 1 - 3% 的湮灭事件能产生可检测的响应线(LOR)用于图像重建,效率较低。而且,扫描质量受多种因素制约,包括扫描仪的灵敏度、重建算法、放射性药物的给药活度以及扫描采集时间等。
为解决这些问题,墨尔本治疗诊断创新中心(Melbourne Theranostic Innovation Centre)等机构的研究人员开展了相关研究。他们旨在优化西门子 Biograph Vision Quadra 设备上使用 [18F]-FDG 进行常规临床成像的采集方案,在考虑到实际设施物理条件限制的情况下,优先减少给药活度。研究结果显示,通过合理调整扫描方案,在降低给药活度和扫描时间的同时,能够维持扫描图像的低噪声水平,保证图像质量。这一成果发表在《Cancer Imaging》上,对临床实践、工作流程以及患者体验等方面均具有重要意义。
研究人员采用了多种关键技术方法。他们选取了注射 1MBq/kg 或 0.5MBq/kg [18F]-FDG 的患者进行回顾性分析,这些患者均因临床需要接受了西门子 Vision Quadra 扫描。对低剂量组 20 名患者和超低剂量组 20 名患者分别进行不同时长的扫描,并对采集的列表模式 PET 数据进行不同时间的重建。利用西门子专有软件 TrueX + TOF(ultraHD-PET)进行图像重建,通过在肝脏区域放置 20mm 的感兴趣体积来计算变异系数(COV)以评估图像噪声,同时计算有效剂量。
研究结果主要从以下几方面呈现:
- 定性评价:由两名经验丰富的核医学医生对图像进行独立审查。低剂量组平均最小扫描时间为 2.6 分钟,最佳扫描时间为 3.3 分钟;超低剂量组平均最小扫描时间为 4 分钟,最佳扫描时间为 5.6 分钟。综合考虑,研究人员确定常规临床研究中,1.0MBq/kg 时最小和最佳采集时间分别为 3 分钟和 5 分钟;0.5MBq/kg 时分别为 4 分钟和 6 分钟。
- 定量评价:对肝脏 COV 的测量显示,低剂量组在 3 分钟(最小扫描时间)时 COV 为 8.1%,5 分钟(最佳扫描时间)时为 6.5%;超低剂量组在 4 分钟(最小扫描时间)时 COV 为 10.3%,6 分钟(最佳扫描时间)时为 8.6%。增加扫描时间超过最佳时间点,COV 无显著降低;减少扫描时间低于最小可接受时间,则 COV 显著增加。
- 超高灵敏度扫描模式:超高灵敏度(UHS)模式可降低图像噪声,尤其是在较短采集时间时。这使得在维持肝脏 COV<15% 的情况下,根据给药活度不同,最小采集时间可能缩短至 2 分钟或更短。
- 有效剂量:低剂量组患者平均接受 84.3MBq 的 [18F]-FDG,总有效剂量为 2.7mSv;超低剂量组患者平均接受 44.6MBq 的 [18F]-FDG,总有效剂量为 2mSv。
研究结论和讨论部分指出,扩展视野 PET 扫描仪灵敏度的提高,使得在不影响扫描质量的前提下,减少扫描时间和注射活度成为可能。使用较低给药活度具有诸多益处,如降低患者和工作人员的辐射暴露,符合辐射防护的 “合理尽可能低”(ALARA)原则,尤其对儿科和孕妇等特殊患者群体意义重大。同时,还能增加扫描仪的整体吞吐量,减少部门对屏蔽设施的需求,降低放射性药物供应商的负担。然而,研究也存在一定局限性,例如图像定性评估依赖经验丰富的 PET 阅片者,不同阅片者的偏好可能影响扫描时间的确定;UHS 重建模式下视野边缘的信噪比差异未进行研究。但总体而言,该研究为临床实践中优化 PET 扫描方案提供了重要依据,推动了医学影像技术在肿瘤诊疗中的发展。