166Ho-SPECT成像质量优化：多中心、多厂商研究助力放射性栓塞治疗剂量学标准化

《EJNMMI Physics》：Towards harmonized holmium-166 SPECT image quality for dosimetry: a multi-center, multi-vendor study

在放射性栓塞治疗中，为解决166Ho-SPECT成像质量在多厂商设备下的不一致性问题，研究人员开展了一项多中心、多厂商的成像协议评估研究，发现三能量窗（TEW）散射校正方法优于双能量窗（DEW）方法，为实现多扫描仪环境下的剂量学标准化提供了重要依据，推动了166Ho-SPECT成像质量的优化

　　在放射性栓塞治疗中，166Ho-SPECT成像的质量对于精准剂量学评估至关重要。然而，不同厂商的SPECT/CT设备在成像质量上存在显著差异，这给多中心研究和临床应用带来了挑战。为解决这一问题，荷兰的研究人员开展了一项多中心、多厂商的研究，旨在评估不同的成像协议，以实现166Ho-SPECT图像质量的标准化和剂量学的准确评估。研究结果表明，三能量窗（TEW）散射校正方法在图像均匀性和对比度恢复方面优于目前临床上常用的双能量窗（DEW）方法，为多扫描仪环境下的剂量学标准化提供了重要依据。该研究发表在《EJNMMI Physics》上，为166Ho-SPECT成像质量的优化和放射性栓塞治疗的精准剂量学评估提供了重要的技术支持。

研究背景

放射性栓塞治疗是一种针对肝脏肿瘤的微创治疗方法，通过将含有放射性物质的微球注入肝脏血管，使肿瘤受到高剂量的辐射，同时尽量减少对周围正常组织的损伤。在这一治疗过程中，166Ho-SPECT/CT成像技术被广泛用于治疗前的剂量学评估和治疗后的疗效评估。然而，不同厂商生产的SPECT/CT设备在硬件配置、成像参数和图像重建算法等方面存在差异，这导致了成像质量的不一致性，给多中心研究和临床应用带来了困难。因此，如何在多厂商设备环境下实现166Ho-SPECT成像质量的标准化，成为了当前亟待解决的问题。

研究方法

为了评估不同成像协议对166Ho-SPECT成像质量的影响，研究人员选择了荷兰的五家医疗中心，共七台来自GE HealthCare和Siemens Healthineers的SPECT/CT设备。研究中使用了圆柱形和NEMA IEC体模，分别填充了166Ho氯化物溶液。成像数据采集包括一个主峰窗（81 keV，15%宽度）和两个相邻的散射窗，以及一个上散射窗（118 keV，12%宽度）。研究中分别采用了双能量窗（DEW）和三能量窗（TEW）散射校正方法，以及基于蒙特卡洛（MC）的散射校正方法。通过对成像数据的系统灵敏度、均匀性、对比度恢复系数（CRC）和对比度噪声比（CNR）等指标的评估，研究人员比较了不同散射校正方法的性能。

研究结果

系统灵敏度

研究发现，GE设备的中能通用（MEGP）准直器在主峰窗的系统灵敏度比Siemens设备的中能低穿透（MELP）准直器低约35%。这一差异主要是由于GE准直器的孔径较长，导致更多的（主峰）光子被拒绝，从而降低了灵敏度。

图像均匀性

通过圆柱形体模的轴向均匀性评估，研究人员发现TEW散射校正方法的均匀性优于DEW方法。DEW方法的A系数平均值为-0.41 ± 0.05，而TEW方法的A系数平均值接近零（0.00 ± 0.08），表明TEW方法在散射校正方面更为准确。

对比度恢复

在NEMA IEC体模的对比度恢复评估中，TEW方法的CRC值显著高于DEW方法，平均CRC值增加了23%（对于最大球体）。这表明TEW方法在图像对比度恢复方面具有更好的性能，能够更准确地反映肿瘤与背景的放射性浓度差异。

对比度噪声比

尽管TEW方法在对比度恢复方面表现更好，但DEW和TEW方法的CNR值相当。这表明两种方法在检测高密度物体方面具有相似的性能，但在图像噪声控制上存在差异。

研究结论与讨论

该研究结果表明，TEW散射校正方法在166Ho-SPECT成像中具有显著优势，能够提高图像的均匀性和对比度恢复能力，从而为多扫描仪环境下的剂量学标准化提供了重要支持。然而，由于不同厂商设备的硬件差异，即使采用相同的图像重建参数，也无法自动实现图像质量的标准化。因此，为了进一步优化图像质量，可能需要针对不同扫描仪应用特定的后处理滤波器，以降低图像噪声并提高CNR值。此外，研究还指出，部分体积效应（PVE）对CRC值的影响较大，这表明在临床剂量学评估中，应用部分体积校正方法可能面临诸多挑战。尽管如此，该研究为166Ho-SPECT成像质量的优化和放射性栓塞治疗的精准剂量学评估提供了重要的技术支持，为未来多中心研究和临床应用奠定了基础。