SPECT的概念及含義

SPECT（SinglePhotonEmissionComputedTomography,單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像）是目前核醫(yī)學(xué)先進(jìn)的設(shè)備和顯像方式。SPECT利用注入人體內(nèi)的單光子放射性核素（如99mTc，123I等）發(fā)出的Y射線在計(jì)算機(jī)輔助下重建影像，構(gòu)成斷層影像。SPECT主要由探頭、機(jī)架、斷層床、計(jì)算機(jī)和光學(xué)照相系統(tǒng)組成。探頭系統(tǒng)為一旋轉(zhuǎn)型Y照相機(jī)，探頭圍繞軸心旋轉(zhuǎn)360°或180°采集一系列平面投影像，利用濾波反投影（FBP）方法，可以從一系列投影像重建橫向斷層影像。由橫向斷層影像的三維信息再經(jīng)影像重新組合可以得到矢狀、冠狀斷層和任意斜位方向的斷層影像。因?yàn)閼?yīng)用普遍，通常所講ECT，不加說明時(shí)均指單光子型（SPECT）。SPECT實(shí)際上是一種由電子計(jì)算機(jī)斷層（CT）與核醫(yī)學(xué)示蹤原理相結(jié)合的高科技技術(shù)。ECT兼具CT和核醫(yī)學(xué)兩種優(yōu)勢，較CT的容積采集信息量大，是當(dāng)前唯一的一種活體生理、生化、功能、代謝信息的四維顯像方式。其示蹤劑適應(yīng)面廣，特異性高，放射性小，不干擾體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，有獨(dú)到的診斷價(jià)值。ECT的問世明顯提高了病變的檢測率，原先肝臟占位性病變檢出率為80%左右，ECT可達(dá)90%以上，ECT可以明確診斷在平面骨顯像很難鑒別的椎體、椎旁病變。被稱為20世紀(jì)世紀(jì)病的早老癡呆，用CT、腦血管造影等檢查為假陽性的，用ECT檢查準(zhǔn)確性可接近100%?，F(xiàn)今又有了PET，探測效率比ECT高數(shù)十倍，準(zhǔn)確度較ECT高得多。甚至可以深入細(xì)胞水平和分子水平，起到生物顯微鏡的作用。目前幾乎所有的SPECT都屬于旋轉(zhuǎn)Y照相機(jī)型。即利用固定在精密環(huán)形滑軌上的高品質(zhì)Y照相機(jī)探頭，用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)圍繞被測物體旋轉(zhuǎn)并采集信息。再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，重建出被檢物的空間圖象，并按軀體軸橫斷、矢狀斷、冠狀斷或任意斷面方向顯示出該物體的斷層象。ECT應(yīng)用三種原理：（1）示蹤劑原理，即利用既參加人體生理活動(dòng)，又放出Y射線的生物活性物質(zhì)與放射性核素的標(biāo)物，通過從體外探測其射線反映體內(nèi)生物功能的信息；（2）容積采集原理，ECT環(huán)繞被檢物旋轉(zhuǎn)一周不斷采集信息，可得到以Y照相機(jī)Y軸為高、旋轉(zhuǎn)半徑為半徑的圓柱體內(nèi)的全部信息；（3）濾波反投射圖象重建原理，計(jì)算機(jī)逐幅抽取每一角度被測物體示蹤劑分布的一維計(jì)數(shù)密度曲線，通過不同濾波函數(shù)去除噪音，再依原采集角度向一個(gè)假設(shè)中心反投射，逐層重現(xiàn)采集信息的空間結(jié)構(gòu)。ECT的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成包括：高品質(zhì)Y照相機(jī)式探頭，高精度支架、滑軌組合，高性能計(jì)算機(jī)及控制線路、記錄、顯示等外圍設(shè)備，舊式的ECT在探頭與計(jì)算機(jī)間還裝備模擬線路及控制臺(tái)，最新數(shù)字式ECT已基本取消了這一成分。SPECT的特點(diǎn)據(jù)其原理，SPECT兼領(lǐng)CT和核醫(yī)學(xué)兩種優(yōu)勢。與CT相比，容積采集信息量大，是“獨(dú)此一家〃的活體生理、生化、功能、代謝信息的四維顯像方式。其示蹤劑適應(yīng)面廣，特異性高，化學(xué)、物理及放射性負(fù)荷低，不干擾機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，并有依臨床病人特殊需求而變的可塑性，有獨(dú)到的診斷價(jià)值。與傳統(tǒng)平面Y顯像相比，ECT整機(jī)性能高，立體采集和斷層顯示克服了常規(guī)平面（二維）顯像縱深信息重迭、深部顯示不良、病變檢測力低等不足。其對(duì)臨床核醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)于下述幾方面：（一）提高病變檢測率一般肝顯像的占位病變檢出率在80%左右，改用SPECT可使之提高到90%以上，達(dá)到CT的診斷水平；心內(nèi)膜下心肌梗塞的心肌平面顯像陽性率只有50%，SPECT可達(dá)到84%。（二）提高診斷特異性這得力于ECT解剖細(xì)節(jié)揭示力的進(jìn)步，和一些為SPECT發(fā)展起來的高特異性示蹤劑的實(shí)用化。如平面骨顯像很難鑒別的椎體、椎旁病變，關(guān)節(jié)病變涉及范圍等，依靠ECT可以明確診斷；被稱為20世紀(jì)“世紀(jì)病〃的Alzheiner's?。ㄔ缋习V呆），其ECT、腦血管造影、CT甚至MRI均為假陰性結(jié)果，而ECT的診斷率、準(zhǔn)確性接近100%；抗體和受體類示蹤劑所提供的特異信息更需依賴ECT獲取。（三）改進(jìn)定量分析能力在全息采集基礎(chǔ)上生成的斷層像帶有不受體位和距離影響的性質(zhì)，具備真正定量分析的能力。在決定器官容積、病變?nèi)莘e、血流、代謝分布，包括不同組織區(qū)域的代謝活性，抗原及受體密度等信息方面，ECT都能準(zhǔn)確提供定量化情報(bào)，在疾病診斷、分型、分期、療效觀察等方面意義甚大。提供獨(dú)特的高級(jí)信息顯示如結(jié)合ECG門控電路和Phase分析，SPECT可以精確的對(duì)心室異源起搏點(diǎn)定位；應(yīng)用高特異生物活性示蹤劑可分析腦基底神經(jīng)核團(tuán)神經(jīng)介質(zhì)受體量及其分布；不同生理刺激或病理狀態(tài)下腦各部葡萄糖代謝，氧耗等生理功能變化等，不僅有廣闊的臨床實(shí)用前景，還可能用于對(duì)生理、疾病機(jī)制、轉(zhuǎn)歸等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究。正因?yàn)镋CT可以最大限度地發(fā)揮示蹤劑理論的優(yōu)勢，ECT曾被有關(guān)專家推崇為本世紀(jì)最有希望的顯像手段。ECT的主要缺點(diǎn)包括：圖象粗糙，目前大多數(shù)SPECT的整體分辨率在1?1.5cm左右，最好的PET分辨率也在0.2cm以上，遠(yuǎn)低于CT、B型超聲和MRI；檢查需時(shí)15?30min，加上準(zhǔn)備工作，病人科內(nèi)滯留期常達(dá)1小時(shí)以上；圖像釋讀和分析不易掌握；應(yīng)用放射性示蹤劑，不僅有環(huán)境和人員保護(hù)方面的問題，還常受核素及示蹤劑供應(yīng)方面的限制。SPECT的適應(yīng)癥全身骨顯像：惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移的早期診斷:骨顯像可較X線片提前3-6個(gè)月發(fā)現(xiàn)病變。原發(fā)性骨骼腫瘤累及范圍的判斷和療效觀察。股骨頭無菌性壞死的早期診斷。局部腦血流灌注斷層顯像(rCBF):TIA:發(fā)作后CT和MRI多為陰性,rCBF顯像可發(fā)現(xiàn)近50%的患者腦內(nèi)有缺血性改變。腦梗塞:診斷陽性率近100%,在發(fā)病早期病變區(qū)無明顯結(jié)構(gòu)變化時(shí)即可顯示異常。神經(jīng)科疾病病灶的定位診斷:發(fā)作間期顯像陽性率約60%,遠(yuǎn)高于CT(約25%)和MRI檢查。早老性癡呆(Alzheimer病)和多發(fā)性梗塞性癡呆的鑒別診斷。心肌灌注顯像：分靜態(tài)顯像、負(fù)荷試驗(yàn)（運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、藥物負(fù)荷）顯像兩種。早期診斷冠心病。心肌梗塞的部位、大小和范圍的判斷。評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈旁路手術(shù)、PTCA和其它治療方法的療效。擴(kuò)張性心肌病和肥厚性心肌病的鑒別診斷。平衡法門控心血池顯像：冠心病心肌缺血的診斷:可同時(shí)測定局部收縮和舒張功能，提高冠心病診斷率。左右心室功能測定及室壁瘤、傳導(dǎo)異常的診斷。消化系統(tǒng)：肝內(nèi)占位性病變（原發(fā)性和轉(zhuǎn)移肝癌、肝血管瘤、肝囊腫等）的定性診斷。胃腸道出血及美克爾憩室的診斷。腎功能顯像：可同時(shí)獲得腎血流灌注影像和腎小球?yàn)V過率或腎有效血漿流量。觀察腎臟的位置、大小、形態(tài)異常及尿路排泄情況，測定分腎功能。腎性高血壓的判斷及移植腎功能的監(jiān)測。甲狀腺顯像：正?；蛐g(shù)后殘留甲狀腺組織的位置、形態(tài)、功能的判斷。甲狀腺結(jié)節(jié)功能狀態(tài)的判斷及功能自主性甲狀腺腺瘤的診斷。異位甲狀腺的診斷及甲狀腺癌轉(zhuǎn)移灶的定位診斷。腫瘤陽性顯像：ECT的復(fù)雜精密的動(dòng)作和大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，要求其計(jì)算機(jī)具備卓越的性能；（1）內(nèi)存貯量大，能批量保存運(yùn)算數(shù)據(jù)，至少應(yīng)在256K以上；運(yùn)算速度快，包括數(shù)據(jù)的傳輸、存取和換算；應(yīng)準(zhǔn)備有快速模數(shù)轉(zhuǎn)換、陣列處理和高精度黑白和彩色顯示。（2）足夠的外圍設(shè)備，包括軟、硬磁盤、磁帶機(jī)、打印記錄等輸出裝置，以及與外部生理、控制信號(hào)聯(lián)接的接口。（3）豐富的軟件支持，從管理、采集、處理、顯示都應(yīng)由計(jì)算機(jī)軟件控制并監(jiān)督；應(yīng)有各種供臨床選用的校正（探頭、機(jī)架、濾波函數(shù)等）程序；多種臨床應(yīng)用軟件，包括ECT后處理程序；還必須有質(zhì)檢和質(zhì)控的相應(yīng)軟件；（4）計(jì)算機(jī)應(yīng)為多功能性，最好是多微機(jī)組合式，可同時(shí)進(jìn)行多種功能；操作應(yīng)盡可能簡便；并應(yīng)有高度的可開發(fā)性。外圍設(shè)備和其它條件：（1）準(zhǔn)直器的類型、能量范圍及靈敏度、分辨度及均勻性等指標(biāo)，不僅反映每只準(zhǔn)直器的特性，在實(shí)用中亦須逐一加以考慮；其它顯示、記錄、生理信號(hào)（ECG、呼吸機(jī)等）輸入裝置的要求