基于体模模型的模拟[124I]MIBG心脏成像在三代PET/CT扫描仪上的图像质量和病灶可探测性：对临床实践中活度和采集时间减少的启示

《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》：Image quality and lesion detectability in simulated [124I]MIBG cardiac imaging across 3-generation PET/CT scanners using a phantom model: Implications for activity and acquisition time reduction in clinical practice

　　

背景：心脏交感神经显像用碘标记的间碘苄胍（MIBG）在评估心力衰竭中的自主神经功能障碍和心律失常风险方面具有临床意义。正电子发射¹²⁴I-MIBG和新一代PET/CT系统，特别是长轴向视野（LAFOV）扫描仪的发展，可能改善图像质量和区域缺损评估，同时实现方案优化。本研究比较了模拟心脏¹²⁴I-MIBG图像质量和病灶可探测性在三代PET/CT（模拟标准轴向视野（SAFOV）、数字SAFOV和LAFOV）上的表现，并探讨了采集时间和活度减少的潜力。方法：研究人员准备了拟人躯干体模配心脏插件以模拟生理性¹²⁴I-MIBG生物分布。研究了两种配置：一个病理模型含透壁缺损（TD）和非透壁缺损（NTD），和一个正常模型含均匀心肌摄取。在三套PET/CT系统上进行采集：模拟SAFOV (Biograph mCT)、数字SAFOV (Biograph Vision Edge 600)和LAFOV (Biograph Vision Quadra)。List-mode数据采集10分钟并重建以模拟1、5、10分钟采集，产生9个数据集。定性评估包括病灶可探测性和整体图像质量，由两名经验丰富的读者按5点Likert量表评分。定量分析包括信号噪声比（SNR）和对比噪声比（CNR）。使用传播的测量不确定性进行探索性成对Wald型比较。结果：LAFOV PET/CT在整体定性和定量表现中最佳。病灶可探测性在所有采集时间在LAFOV上最高，数字SAFOV居中，模拟SAFOV最低。图像质量同样 favor LAFOV，尤其在5和10分钟。在病理体模中，SNR在LAFOV上从25.9增加到75.1，数字SAFOV上从18.7到41.8，模拟SAFOV上从15.5到17.1。在10分钟时，探索性未校正成对比较显示LAFOV的SNR名义上高于模拟SAFOV PET/CT (75.1 vs 17.1, p=0.028)。对于透壁缺损，CNR在LAFOV上增加最多，在10分钟时名义上高于模拟SAFOV (67.6 vs 14.5, p=0.044)。相比之下，对于低对比非透壁缺损，CNR在较长采集时间在LAFOV上数值更高，但绝对扫描仪间差异较小且未达到统计学显著性。结论：LAFOV PET/CT为模拟心脏¹²⁴I-MIBG显像提供优越的图像质量和病灶可探测性，支持较短的采集时间和可能更低的给药活度。然而，优势对于高对比透壁缺损最显著，而对于低对比非透壁缺损的获益较不稳健。可靠地检测细微的部分去神经缺损仍然具有挑战性，需要专门的临床验证。

心脏交感神经显像在评估心力衰竭患者自主神经功能障碍和心律失常风险中具有重要临床价值。传统上，[¹²³I]MIBG单光子发射计算机断层扫描（SPECT）是临床标准，但正电子发射断层扫描（PET）技术，尤其是新一代长轴向视野（LAFOV）扫描仪，通过提高灵敏度和定量准确性，有望进一步优化图像质量和病灶检测能力。然而，[¹²⁴I]MIBG的辐射剂量高于[¹²³I]MIBG，且三代PET/CT系统（模拟标准轴向视野（SAFOV）、数字SAFOV和LAFOV）在心脏[¹²⁴I]MIBG显像中的直接比较尚缺乏。为此，研究人员开展了一项基于体模的模拟研究，旨在系统比较不同代际PET/CT系统的图像质量和病灶可探测性，并评估缩短采集时间和降低给药活度的可行性。该论文发表于《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》。

研究采用拟人躯干体模（Data Spectrum Corp.），配置病理模型（含透壁缺损（TD）和非透壁缺损（NTD））和正常模型（均匀心肌摄取）。在三套PET/CT系统（模拟SAFOV：Biograph mCT；数字SAFOV：Biograph Vision Edge 600；LAFOV：Biograph Vision Quadra）上采集10分钟list-mode数据，重建模拟1、5、10分钟，共9个数据集。定性评估由两名核医学医师盲法按5点Likert量表对病灶可探测性和整体图像质量评分。定量计算信号噪声比（SNR）和对比噪声比（CNR），背景噪声定义为左心室腔体素标准差。采用传播测量不确定性的Wald型比较进行探索性统计。

结果部分分为定性评估和定量评估。定性评估显示：LAFOV在所有采集时间病灶可探测性得分为5（最高），数字SAFOV为3-4，模拟SAFOV为2-3；图像质量同样以LAFOV最优（4-5分），数字SAFOV居中（2-4分），模拟SAFOV最低（1-3分）。定量评估中，信号噪声比（SNR）在病理体模下，LAFOV从1分钟25.9增至10分钟75.1，数字SAFOV从18.7增至41.8，模拟SAFOV从15.5仅增至17.1；10分钟时LAFOV vs 模拟SAFOV名义显著（p=0.028）。正常体模下趋势类似，LAFOV SNR最高（21.1至42.6）。对比噪声比（CNR）方面，透壁缺损（TD）的CNR：LAFOV从24.1增至67.6，数字SAFOV从17.2增至38.5，模拟SAFOV从13.0仅增至14.5；10分钟时LAFOV vs 模拟SAFOV名义显著（p=0.044）。非透壁缺损（NTD）的CNR：LAFOV从12.8增至29.0，数字SAFOV从12.3增至20.1，模拟SAFOV从8.6降至8.1；扫描仪间差异未达统计学显著性。背景噪声分析显示，1分钟时数字SAFOV噪声最高，模拟SAFOV最低，LAFOV居中。

讨论部分指出，LAFOV的优势在高对比透壁缺损中最为显著，而在低对比非透壁缺损中，尽管LAFOV在较长采集时间数值更优，但差异不显著，表明细微的部分去神经缺损检测仍是挑战。研究支持通过LAFOV技术可减少约56%的给药活度（基于SNR估算，从40 MBq降至约17.4 MBq），但仍需临床验证。限制包括固定体模几何、单一活动分布、未考虑运动及重建参数影响。结论部分翻译如下：LAFOV PET/CT为模拟¹²⁴I-MIBG心脏显像提供最佳整体表现，相比传统系统具有更高的定性评分和有利的SNR和CNR。值得注意的是，1分钟LAFOV采集获得的图像质量可与传统系统较长时间采集相媲美甚至更好，支持显著减少采集时间和潜在给药活度的可行性。然而，优势对于高对比透壁缺损最显著。对于低对比非透壁缺损，CNR在LAFOV上数值更高但在较长采集时间扫描仪间差异较小且未达到显著性。因此，细微的部分去神经缺损仍然具有挑战性。这些发现基于体模模型，因此应视为临床前研究。需要前瞻性临床验证才能将方案或活度减少转化为常规临床实践。