PET-MRI和SPECT在繁忙的临床实践中的优势和劣势外文翻译资料

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PET-MRI和SPECT在繁忙的临床实践中的优势和劣势

Timothy M. Bateman, MD

静止应力单光子发射计算机断层心肌灌注显像（SPECT/MRI）具有持续高利用率，被众所周知的临床优势所支持。然而，传统的静止应力SPECT的协议趋向于长时间、低效率，并且其关于模糊的患病机率研究仍然是一个问题。现只强调SPECT的协议在特定的病人中，新一代的超速SPE/CT摄像已使图像质量提高，降低剂量和缩短时间，采用更有效的MRI协议。

正电子发射断层心肌灌注显像（PET/MRI）的利用已经被加速，它可以现场产生，通过利用更多的PET检测头。不断出现的案例表明，相较于SPECT检测，PET检测提高了成像质量，更大的解释确定性，更高的诊断准确性，更低的病人注射放射量以及更少的成像协议。更重要的是，PET成像允许在峰值应力时对左心室功能的评估，在休息和峰值应力时，通过对完全的心肌血流对微血管功能的评估。高成本、持续高费用和不成熟的补偿结构阻碍了PET/MR广泛投入应用。

关键词：SPECT成像 PET成像 心肌灌注显像

绪论

心肌灌注成像的进步

放射性核素MPI最常被执行静止应力的协议，采用了一种双探测器检测头Anger摄像（Anger camera），大量的证据证明这种协议的正确性，例如在诊断冠状动脉疾病、短期风险分层和分诊病人的管理决策上，这些已经使它具有高使用率。然而，静止应力的协议的时间效率低、费用高，并且可能使很多病人暴露在比必要测定心肌灌注的充分性更高的辐射下。因此，测试方式逐渐从一种测试/一种协议的模式变为选择性测试，那样会跟好的平衡病人的花费、利益和风险（主要指辐射暴露），来解决临床的问题。新的单光子发射计算机断层技术（SPRCT）硬件和软件的的引进，已经缩小放射性核，针对特定的病人，只强调的SPEDCT和心肌灌注PET两者一直在逐渐被使用。目前，也一直有从所有病人的检测到更个人化的方式的发展趋势。

当放射性核MPI被用于评定中间患者（20%-80%之间）探测式的可能性是否为显性CAD患者时，它的测试性能是最好的。然而，这个大机构不像默认条款一样均匀，它包括临床上明确的病人，针对临床问题问题或者多方面的心脏、非心脏现有的共病的病人，为了让病人能够进行最适合的MPI测试，基于临床的复杂度，考虑3个比较荣誉区分的类别是有用的：

（1）没有CAD病史的病人，有一个正常或者稍微不正常的静止心电图，可以有足够的能力去锻炼。达到了一定的诊断水平，有可能达到Duke Treadmill的中间分数，这一类病人非常有可能有一个正常的扫描。这样的病人是选择只强调SPECT成像的理想人选，最好是低剂量的放射性核素注入和衰减校正

（2）具有先天的心肌梗塞的病人，进行过冠状动脉介入治疗但是仍然运动压力诊断结果是很难的病人，这类病人有可能具有不正常的应力关注模式。区别于从瘢痕心机引起的缺陷，最适合的方式是休息/符合SPECT研究。

（3）最复杂和高风险的病人是要求药理学应激的病人（常因为他们的大小或其他共病）。这些病人还有可能有灌注异常，是非常适合PET-MRI治疗。

这个测试范式基于患者特征和临床情况的复杂性（表1）符合当前社会的专业报告和指南。

表1.CAD中级风险的患者核灌注成像的理性范式

减少辐射暴露的建议

据估计，年集体辐射剂量的约20%来自于美国人口从诊断程序MPI收到放射性核素。暴露辐射的主要理论是，它应保持在尽可能低的剂量，因为，根据线性无阈值的概念，即使是低水平的相关诊断测试也有可能加速一个人的寿命，导致发展成恶性肿瘤的高可能性。最近发表的一份出版物估计，根据心肌灌注测试频率观察，在美国的2008年，高达7400个额外的终身癌症可能出现。[6]在试图组织临床医生的过程中，选择最合适的核应力成像试验。美国核心脏病协会发表信息声明，目前经过考虑的心肌灌注测试风险收益率是可用的，[3]该声明特别强调使用任何放射性核素显像检查的恰当性，然后根据它们的相对放射量测定，从各种放射性核素成像选项之间选择。该声明提出，如果有一种合适的诊断测试，不需要把病人暴露在辐射环境下，这样的一个测试应该被考虑，特别是对于那些年轻的病人。如果有一种一个放射性核素灌注研究是表明适合于给定的病人，PET灌注成像作为建议的第一线选择（如果可用），这种说法是基于较低剂量，氮-13（13N）标记的氨和铷-82（82Rb），较之剩余应力Tc-99m SPECT研究。[7][8]当PET是不可用的时候，具体的SPECT的协议被提出，如果有可能的话，有利于新的仪表和压力协议。如图1所示。[3]

图1.

该算法通过对患者的辐射照射的最大还原ASNC发表。从施普林格和塞凯拉等转载，[3]图1，2010核心脏病学杂志版权许可从施普林格科学商业媒体公司

静应力图像

在特定的病人中，现有相当的数据支持衰减校正的静应力SPECT成像，杜瓦尔等[9]跟随具有正常静应力和正常剩余应力的SPECT研究的病人长达5年，在两组中，存活率都相似的高（静应力99.3%VS剩余应力99.2%），该结果表明，在这一群人中删除静止图像采集并没有对结果产生不良影响。同样的，常等人[10]通过八年的跟踪得到正常的静应力扫描和正常剩余应力的SPECT扫描相互联系，在男人和女人，糖尿病和非糖尿病，病人中有或者没有先天CAD病史和具有低级或中级机率Duke跑步机分数的病人中，它们的显示结果相同。

应力SPECT显像，一种新颖的方法利用新引进的、高灵敏度多碲锌镉探测器探测头系统。与Anger探测头相比，这些系统提供了高品质的成像，具有良好的数据统计，尽管有更少的获得次数或更小数量的放射性物示踪。一个计算丰富的应力成像能够获得，使用和1-4m相当少得Tc-99m剂量，根据病人的大小。如果该应力成像是不正常的，一个后续的剩余应力的剂量约3倍的静应力剂量可以给药，剩余应力成像能在同一天获得，对于低风险的患者，可以行动，静应力SPECT协议为患者和繁忙临床业务提供了降低剂量和缩短程序的好处。

对比与PET，需要完全静应力/剩余应力协议的放射性核素心肌灌注的患者，SPECT的优势和劣势总结如下。

静应力PET-MRI的优势和劣势

对比SPECT，心肌灌注PET成像提供了许多优点（表3）。对于老龄化、办公室群体和肥胖人群中的患病人数逐渐增长，不能完成一项诊断运动的静应力测试，需要药物应激过程。在这些病人中，PET提供改进成图质量，更大的解释确定性，更高的诊断准确性和高实验吞吐效率。[11],[12] 一次剩余应力82Rb-PET研究的剂量比一次剩余应力锝-99m扫描的一半还要少。[7]，[8]PET放射性药物的供应链问题已通过现场放射性核素的可用性大大提高，更多PET探测头是可用的。令人兴奋的发展包括快速展开与越来越多的常规测量左心室（左心室）功能的峰值应力和绝对的心肌血流量。

表3

SPOECT成像相比，PET在评估心肌灌注的优点和缺点

当下PET在防盲的临床实践中的缺点是进入的高成本，维护高成本，在私人支付的预先授权的高挑战，缺少一个容纳国家范围的决心和专用心脏PET探测头有限可用性（表3）。

PET和SPECT图像质量和诊断的确定性

PET和和SPECT的扫描质量上的差别是非常的大，这代表在监测和评估心肌灌注方面迈出了重要的一步。如图2所示，分别为在同一个病人在连续几天中获得的SPECT和PET的扫描图，与SPECT的扫描结果相比较，PET扫描的数密度和不同区域心肌的示踪剂的均匀性更高，在SPECT的研究中，由于来自结构中相当大的散布，使下层表面不能够被测定。而在第二天的PET研究中，没有这样的干扰。在SPECT扫描中有很多标准化的问题可见。并且对于高质量，82铷-PET的扫描3.5分钟可以获得，而SPECT扫描需要12分钟。

图2

SPECT（左）和PET（右）在同一个病人中获得的图像， 注意在SPECT可见膈下活动，但PET研究中没有。图片来自美国中部心脏和血管研究机构

图3说明了当SPECT使用血管扩张剂时，PET在解决一个相当普遍的问题时的另一个好处。在SPECT图像的上四行中，含有放射性的肠循环似乎重叠在心脏下壁，阻值了正确的心肌灌注的解释。在PET成像的下四行，肠却是清晰可见的，但是由于PET更好的空间分辨率和散射计数减少的影响，心脏下壁是明显的，并且易于解释。

图3

SPECT（上4行）和PET（下四行）在同一个病人中获得的图像。注意肠活动干扰了SPECT对下壁的评估，是可见的，但是并没有影响PET对诊断的评估。图片来自美国中部心脏和血管研究机构。

与SPECT图像相比，PET图像的高质量得到更高的解释确定性和更高的诊断正确性，在当下研究比较SPECT和PET的准确性，两个病人群体，他们的年龄、性别、体重指数和CAD的患病率和程度相当，分别进行测试，不管是同一天使用锝-99mSPECT测试，或者使用82铷-PET测试，[11]完成冠状动脉造影的病人群体（因此有相对高的研究异常的可能性），CAD患病率 可能性较低（小于或等于5%）的病人（因此有异常诊断的低可能性）。专家读者了解了病人的信息，解读了扫描结果。他们对96%的PET研究的都确定了。无论正常或非正常的，只有4%的结果不确定。相比之下，SPECT只有82%确定了为正常或非正常，18%的病人掉进了模棱两可或不确定的范畴（如图4所示）。PET的诊断正确性比SPECT的综合地高，并在性别和体重指数的分析结果上也高。除此之外，第二或第三血管供应异常灌注区鉴定从SPECT的48%提高到PET的71%，更重要的，经过衰减校正后的PET相比于SPECT扫描更好。

图4.

SPECT和PET图像的解释确定性对比（研究群体的百分比）。说明PET比SPECT研究正常率更高，PET研究只有4%异常，而SPECT有18%显示为不确定范畴，从施普林格和Bateman等人转载，[11]图22006版权所有期刊许可施普林格科学商业媒体公司

PET成像的改进质量和增长的诊断准确率相关，在一项研究中，96个病人在6个月内，使用非确定性的锝99-SPECT心肌灌注扫描，同时也承受82铷-PET扫描研究。[12]在这96个病人的SPECT成像中，只有20%的质量是好的，31%相对可以，49%未达到标准。相比之下，在相同的病人中，PET成像有96%是好的，只有6%相对可以，没有达不到标准的PET成像（如图5所示）。在这个具有挑战性的人群中，49%的SPECT成像被分类为诊断不确定性，但是所有的96个人在PET成像中确定为正常或不正常。

图5

在96个病人中使用非决定性SPECT后使用PET成像后成像质量（占群体百分比）研究。接近全部的PET研究（94%），仅有20%

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