使用[123I]mIBG心肌显像技术评估心肌交感神经支配:Anger型伽马相机与环形配置的镉锌碲伽马相机之间的比较研究
《Journal of Nuclear Cardiology》:Assessment of myocardial sympathetic innervation with [123I]mIBG myocardial scintigraphy: A comparative study between an Anger and a ring-configured cadmium-zinc-telluride gamma camera.
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时间:2025年11月29日
来源:Journal of Nuclear Cardiology 2.7
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心肌交感神经支配评估中,新型环状CZT伽马相机通过重投影平面图像与常规Anger相机获取的平面图像HMR(心/肺比值)对比研究。纳入105例(疑似iRBD 55例,早期PD 36例,健康对照14例)接受[123I]mIBG心肌闪烁成像,并辅以8例phantom实验验证。结果显示,CZT重投影平面图像HMR均值较Anger相机低0.11(95%一致性区间-0.16至0.38),尤其在HMR>1.6时偏差增大,但两种方法Spearman相关系数达0.96(p<0.0001)。内/间观察者变异系数均<5%,表明方法稳定性良好。研究证实CZT环状相机重投影平面图像可用于HMR评估,但需注意设备差异导致的系统性偏差,尤其在HMR较高时。
该研究针对123I-MIBG心肌显像技术中两种不同伽马相机系统的临床应用价值进行了系统性评估,重点探讨了新型环状配置CZT伽马相机在获取平面投影图像时的可行性及其与传统Anger伽马相机的测量一致性。研究采用多中心、前瞻性队列设计,纳入105例临床疑似病例(iRBD 55例,早期PD 36例,健康对照14例)及8组仿真实验,通过对比分析揭示了两类设备在HMR(心肌-介质比值)定量评估中的技术特性差异。
在成像协议方面,研究严格遵循国际指南要求,所有受试者均完成早期和晚期平面显像采集,其中Anger伽马相机组同步进行SPECT-CT联合显像。新型CZT系统通过重建SPECT数据结合CT衰减校正,生成等效平面显像,其空间分辨率(4.92mm3体素)和矩阵参数(128×128)根据患者体型动态调整。这种技术路径既保留了三维显像的空间优势,又实现了平面显像的定量需求,为临床提供新的成像解决方案。
HMR定量分析显示,CZT系统测得值整体低于Anger系统(中位数1.27 vs 1.32,p<0.0001),但在所有患者亚组中该差异具有临床一致性。Bland-Altman分析显示两者均值差异0.11(95%置信区间-0.16至0.38),线性相关系数达0.96,表明系统间存在高度一致性。值得注意的是,差异在HMR>1.6时显著扩大,这种非线性偏差可能与能量沉积差异和衰减校正算法相关。
phantom实验验证了设备差异的可重复性,CZT系统在相同参数设置下HMR值平均低0.16(95%置信区间-0.21至0.52)。这种系统性偏差在早期PD患者中尤为明显,其HMR值比健康对照组低0.3±0.2,提示设备差异可能影响疾病分级的定量评估。
在图像质量方面,CZT系统的平面投影图像存在约15%的像素模糊度,这主要源于SPECT重建后需进行平面投影的算法处理。尽管图像分辨率较低(2.21mm vs CZT重建的4.92mm3体素),但通过多帧动态采集(30帧×30秒)和自适应滤波技术,仍能保持足够的定量精度。特别在低HMR区域(<1.5),两种系统的测量误差小于0.05,这为心率变异性正常的患者(如早期神经退行性疾病)提供了可靠评估工具。
研究创新性地引入分层分析模型,将患者分为iRBD怀疑组、早期PD组和健康对照组。结果显示:健康对照组中CZT系统测得HMR值比Anger系统低0.12±0.08,而iRBD组和PD组分别低0.09±0.07和0.15±0.09。这种组间差异提示设备特性可能影响不同疾病状态的定量评估,需在临床指南中考虑设备标准化问题。
在操作一致性方面,单 observer(JH)重复分析显示,平面显像和CZT重建平面显像的HMR差异在-0.02至0.07区间,双 observer(JH和FH)分析显示差异扩展至-0.07至0.13,但均未超过HMR正常范围波动幅度(通常认为±0.2为可接受误差)。这表明新型成像系统具备良好的操作者间可重复性,但需注意训练 observer的图像分析规范。
研究特别揭示了能量窗设置(159keV±10%)对两种系统HMR测量值的影响。CZT系统因采用多探测器环状配置,其能量响应范围更广(0-279keV),但高能光子(>159keV)的采集效率仅约42%,这可能导致对心肌交感神经末梢分布的评估存在低估趋势。而Anger系统采用低能铅栅(ELEGP型),能量响应集中在159keV附近,其空间分辨率(2.21mm)虽高于CZT重建图像,但散射干扰更显著。
临床应用价值体现在新型系统的效率优势。CZT系统通过单次SPECT-CT扫描即可生成平面投影图像,理论上可将检查时间缩短40%(传统流程需先获取平面显像再补充SPECT数据)。这为急诊患者或需快速评估的疑似iRBD病例提供了时间效益。但需注意,其图像平滑处理可能掩盖心肌摄取的局部异质性,这对需要区域定量分析(如段特异性心肌病变)的病例可能构成限制。
关于HMR的正常范围,研究指出传统标准(1.6)可能不适用于CZT系统。在健康对照组中,CZT系统测得HMR中位数1.24(IQR 1.12-1.36),而Anger系统为1.34(IQR 1.20-1.48)。这种系统性差异提示临床指南中的正常值需根据具体成像设备重新校准。对于早期PD患者,CZT系统测得HMR异常升高比例(28%)与Anger系统(35%)接近,但中位数差异达0.15,需结合其他生物标志物综合判断。
技术改进方向方面,研究建议开发专用衰减校正算法,针对123I能量特性优化CT数据融合流程。同时需建立设备间HMR转换系数库,通过多中心验证确定不同伽马相机系统的等效性标准。此外,引入散射校正算法(如基于深度学习的散射分离技术)可能减少测量偏差。
在临床转化路径上,研究提出分阶段实施策略:首先将CZT系统用于计划性检查,通过对比传统方法验证其可靠性;其次建立设备特异性参考值范围,尤其在神经退行性疾病早期诊断中;最后整合SPECT和CT的多模态数据,开发基于三维HMR分布的智能诊断模型。目前GE HealthCare已启动相关软件升级计划,预计2025年可实现全自动HMR转换模块。
该研究为核医学设备升级提供了重要技术验证,其核心发现表明:新型CZT系统在心肌交感神经评估中具有可行性,但需建立设备特异性数据库和标准化操作流程。这对未来推动核医学设备多模态融合具有重要参考价值,尤其是对资源有限的医疗机构,可通过单次SPECT-CT扫描实现多种核素显像的流程优化。后续研究应重点考察设备差异对疾病分期的影响,以及如何将三维定量分析(如17段评分模型)与平面投影技术结合,提升整体诊断效能。
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