全视野PET/CT在儿科患者中的应用:更安全,更快捷

2022-08-31 09:00  

近日,中山大学肿瘤防治中心核医学科与儿童肿瘤科合作在儿童低剂量PET/CT的应用取得重要进展,相关研究成果分别发表在影像医学与核医学国际顶级期刊European Journal Of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (2篇,中科院1区,2021年IF = 10.057)。对于儿童肿瘤患者,应用全视野PET/CT,在降低放射性显像剂量至半剂量的条件下,采集PET图像1分钟即可获得满足诊断需求的图像。较传统PET/CT全剂量下15分钟的采集,在降低辐射剂量的同时,增加患者的检查耐受性,使得PET/CT在儿童肿瘤的应用更加安全、可靠。

PET/CT在肿瘤分期、复发和治疗反应评估中发挥着重要作用。与其他传统的影像学手段相比,PET/CT显示出更好的敏感性和特异性。

然而,在儿科患者中进行PET/CT检查遇到了很多挑战:儿童身体径线短、体脂率低、含水量高、图像质量差,另外儿童比较难以耐受长时间扫描。对于需要需要反复行PET进行随访的儿童,电离辐射也是较大的顾虑。

因此,降低剂量及缩短扫描时间是目前儿科PET领域亟待解决的问题。

传统的PET/CT的PET探测器轴向视野约20-30cm,图像采集过程中,大部分时间患者身体的85%处于探测器之外,采集敏感性仅约1%,

全视野PET的落地使理论探测敏感度增加约40倍,图像质量也大大增强,也就让降低放射剂量和缩短扫描时间成为可能。

我们团队在2021年欧核上发表了一项模拟低剂量研究,结果显示对于儿童患者来说,全身有效剂量可以降低到0.3到0.5毫西弗,也就是0.37MBq/kg扫10min。

然而,既往的儿科剂量学探索,包括我们的模拟研究都只是理论上的。

因此,我们研究旨在探索真实低剂量18F-FDG 对儿童肿瘤PET/CT图像质量及病灶检测率的影响,同时探索真实低剂量下,诊断用图像的最低扫描时间。

我们从2021年5月至2021年12月纳入了100例患者,对于这100例患者,我们给予常规的1/2剂量注射(1.85MBq/kg)

这部分患者的年龄介于1-13岁,其中包含9例的婴幼儿,此外,占比最多的是是淋巴瘤,其次是横纹肌肉瘤和神母细胞瘤

这部分患者,在给予半剂量注射后,首先会进行600s,即10min的扫描。

之后用这600s的原始数据进行缩短时间的重建,分别生成不同组别的图像,进行主观和客观的评价。

使用5分Likert量表评估主观图像质量。

全计数全视野PET作为5分的全质量参考,而使用既往常规工作中传统PET/CT获得的图像作为3分。

这里显示的是一例11岁的神母细胞瘤患者进行半剂量注射后的图像评分,随着扫描时间的缩短,图像质量逐渐变差,从600s至20 s,图像质量评分分别为5分, 4分, 4分, 3分, 3分, 2分。

95% 的600 s图像和87% 的300 s图像被评为5分。缩短扫描时间至60 s仍能满足临床诊断需求。

在客观定量评估方面,图中可以看出,随着重建时间的缩短,不管用肝脏、脾脏或是纵隔血池作为背景,它的SUV和SD都是逐渐增加的,可能是由于图像的高噪点,影响了背景的测量。而肿瘤背景比相对稳定,说明缩短时间对于病灶的半定量测量影响比较小。

根据既往的研究,FDG摄取量与年龄相关,因此,所以我们针对不同年龄段进行了亚组研究,发现婴幼儿群体标化后的SNR值最高。另外病灶的SUV值在婴幼儿中变异性也是最小的。

这些发现表明,婴幼儿图像质量是最好的,这可能是由于他们的体型较小,衰减和散射较少导致的。也意味着,对于婴幼儿,可能可以进行更低剂量或者更短扫描时间的探索。

该图像显示了一个1岁的患儿,腹膜后神经母细胞瘤术后化疗中,伴有多发骨转移。左侧股骨的骨转移由红色箭头表示,在20秒的图像中仍可识别。然而,随着采集时间缩短,黑色箭头所指向的右侧坐骨的病变难以识别。

在统计中,100%的病灶可以在60s图像中识别。只有56%的病灶能在20秒的图像中被清晰识别。

总的来说,对于儿童肿瘤患者,半剂量下,使用全视野PET/CT缩短扫描时间到60s图像仍然可以满足诊断需求

实际上我们还同时进行了一个真实的梯度剂量研究,初步统计结果显示1/4剂量也是可取的。

然而对于比较小的儿童,尤其是婴幼儿,本身的注射剂量较低,极低剂量带来获益有限,相比之下缩短扫描时间可能更有意义。

由此,我们也拟定了一个剂量与扫描时间的推荐表,满足不同的临床需求,对于需要反复行PET随访的病人,推荐采取较低的剂量;对于不能耐受长时间扫描的患者,如婴幼儿,可以缩短扫描时间。

陈琬琦 医学博士

2021届清华大学-北京协和医学院临床八年制毕业生

同年入职我院核医学科,主要从事儿童肿瘤、乳腺癌等PET/CT影像学相关研究

以第一作者(含共同第一)European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaing,Aging and Disease,Cancer Research and Treatment等刊物发表 SCI 论文 5 篇

胡莹莹 医学博士

中山大学肿瘤防治中心核医学科副主任医师,科室秘书

专业特长:儿童肿瘤、妇科肿瘤的PET/CT分子影像

以第一作者、通讯作者在European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging,European Radiology等杂志发表SCI论文多篇

图文/陈婉琦

  编辑/赵彧墨/贾进

  审核/梁丽萍/胡莹莹

  审核发布/樊卫

中山大学肿瘤防治中心核医学
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