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SPECT心肌灌注显像（myocardial perfusion imaging，MPI）是核心脏病学的重要组成部分，其可以为临床治疗方案的确定提供充分的理论依据，同时还可以对疗效及预后作出准确的判断[1]。但其诊断的准确率还不能完全令人满意，最常见的原因为软组织衰减所导致的衰减伪影。对于常见伪影，可以通过非X射线衰减校正法和CT衰减校正法进行校正。本文就MPI的常见伪影以及伪影的校正方法进行综述。
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MPI对冠心病的诊断和功能评估安全且准确率高，并且是非侵入性的[1]。放射性核素显像是通过探测器探测体内发出的γ射线进行显像，故体内的非靶器官组织会对其靶器官造成软组织衰减，从而影响靶器官的显像。软组织的衰减使显像靶器官的计数率降低，尤以深部器官的降低最为显著，从而导致假阳性[2]。心脏位于胸腔内且为不对称脏器，所以在MPI中，软组织衰减造成的伪影很常见[3]，其主要包括[4-5]：（1）膈肌衰减伪影。由于膈肌位置较高，可能对心脏下后壁有衰减，一般表现为左心室下后壁的显像剂分布稀疏或出现缺损的伪影。横膈伪影在肥胖患者中很常见，并且在有腹水或者正在进行腹膜透析的患者中更加明显。（2）乳房衰减伪影。女性的左侧乳房衰减可能会导致左心室前壁、侧壁及下壁出现位置相对固定的显像剂灌注稀疏或缺损的伪影，伪影的程度和部位与乳房的厚度和位置有关[6]。胸大肌较大者或肥胖者在前壁或侧壁出现相对固定的显像剂灌注稀疏或缺损的伪影，经常被误诊为心肌缺血或心肌纤维瘢痕，多次检查可以进行鉴别[7]。
此外，还包括以下伪影：（1）患者在行MPI检查前，行严格的质量控制从而避免由于机器本身的原因而产生的伪影。（2）因图像处理不规范所产生的伪影，规范处理图像后可以避免。（3）现阶段用于MPI的药物，无论是201Tl或99Tcm标记的药物，均不能避免肝脏的摄取，肝脏的摄取会影响左心室下壁的图像。规范显像操作流程、注射显像剂后间隔充分的时间再进行显像，同时服用脂肪餐，从而加快显像剂在肝内的排泄，对避免肝脏伪影以及上述伪影均有帮助[8-9]。
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非X射线衰减校正技术校正MPI中出现的各种伪影的方法有以下3种：（1）变换体位采集[10]。正常受检者采用仰卧位采集方式，左心室下后壁均会出现不同程度的衰减伪影。而采用俯卧位采集时，可以减小横隔衰减所致的伪影，对下后壁伪影有所校正。这可能是由于心脏基底部受主动脉的牵拉，位置较为固定，而心尖部游离于纵隔内活动性大，改变体位后横隔与心脏下壁的位置发生改变，使下壁得以显示。仰卧位采集时，左心室侧壁与前壁图像显影清晰，俯卧位采集时下壁和间壁图像显影清晰。有文献报道，右侧卧位显像能使左心室下后壁的衰减伪影得到改善，但同时在前壁或心尖部会出现新的放射性降低[11]。但较多的研究结果表明，俯卧位和右侧卧位采集只能对仰卧位采集进行补充，不能完全替代仰卧位采集，只有当仰卧位采集图像不理想时，才使用其他体位采集[12-14]。（2）门控采集。在提供心肌灌注信息的同时还可以观察心室壁运动，辅助判断心室壁放射性计数以及缺损的临床意义。研究结果表明，门控采集在诊断右侧冠状动脉（right coronary artery，RCA）的病变以及可逆性的心肌灌注稀疏或缺损均有很大的帮助；门控采集可以观察左心室壁运动，固定性稀疏、缺损对RCA病变诊断的阳性率为44%，而固定性稀疏、缺损伴相应室壁活动减弱对RCA病变诊断的阳性率则为83%，固定性稀疏、缺损同时室壁活动正常，基本可以排除RCA病变，准确率为92%[15]。（3）机器内装有固体153Gd 射线源[16]，此射线的能峰100 keV与临床常用的核素99Tcm和201Tl的能峰有所区别。采集时使用3个窗口，即 99Tcm 或201Tl的发射采集窗口、99Tcm的散射峰窗口和201Tl 的另1个发射采集窗口、153Gd 线源的穿透性射线的窗口，通过计算这3个窗口采集的数据，不仅校正了散射和衰减伪影，还使得其后的分辨率得以恢复。但是，这种放射源获得透视图像所需的时间相对较长，患者难以耐受，易发生体位位移，并且图像质量较差，不能用于图像融合，只能用于衰减校正计算[17]。
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随着SPECT/CT的普及，CT衰减校正的优势较为突出。CT图像在提供准确解剖定位信息的同时，还能为MPI提供准确的衰减校正数据，从而提高MPI断层图像的质量[18]。有研究结果表明，无论静息显像还是负荷显像，CT衰减校正图像的放射性计数均比无衰减校正（no attuation correction，NOAC）图像增加了2~3倍，而且室壁各阶段的放射性分布趋于均匀[19]。Xin等[20]研究结果表明，相较于NOAC，CT衰减校正后提高了MPI的特异度（55.1% vs. 86.9%，P<0.001）；同时CT衰减校正对于男性和体重指数≥24 kg/m2的患者的诊断更有价值。另有研究结果发现，相较于女性受检者，CT衰减校正对男性受检者冠心病诊断的准确率更高[21]。Thompson[22]研究结果表明，CT衰减校正可明显提高左心室下壁、间壁和侧壁的放射性计数，在男性受检者中，有81.4%（48/59）的受检者下后壁放射性计数明显提高，明显高于女性的43.1%（22/51）。以上结果表明，CT衰减校正对男性膈肌造成的下后壁衰减伪影有较好的补偿作用。Raza等[23]研究发现，对于RCA病变患者，行CT衰减校正较NOAC提高了图像的特异度（92.45% vs. 28.3%）。IQ-SPECT是一种针孔采集技术，对这种技术的CT衰减校正已有相关的报道。李珺奇等[24]研究发现，新型IQ-SPECT采集经CT衰减校正后，受检者下壁和间隔的放射性摄取比值均明显升高，而心尖部则显著降低。Matsuo等[25]研究结果也表明，IQ-SPECT图像经 CT衰减校正后心尖下壁中段的灌注评分有所下降。Shibutani等[26]对心脏模型的研究发现，CT衰减校正后左心室下壁的放射性摄取比值中位数较NOAC明显增高（69.2% vs. 50.7%）。这均与平行孔SPECT衰减校正表现一致。
但是CT衰减校正也有其局限性，主要为其虽然提高了部分心肌壁段的放射性计数，但是会降低心尖部或前壁的放射性计数，从而出现新的伪影。这可能是由于心尖及前壁较接近体表，CT衰减校正对其补偿相对不足，而且心尖的心肌相对较薄，容易受部分容积效应的影响，也可能是由于CT和MPI图像配位不准[27]。另有研究结果表明，NOAC图像心尖的放射性计数与其他相邻室壁没有差异，而CT衰减校正后却明显低于其相邻室壁[28]。卫华等[29]研究结果表明，CT衰减校正能有效地鉴别MPI的下后壁伪影，但可引起心尖和前壁新的伪影出现。对于新型IQ-SPECT采集，李珺奇等[24]和Matsuo等[25]研究也发现，CT衰减校正后心尖部的放射性摄取比值则显著减低，同样这也与平行孔SPECT衰减校正表现一致。因此，在行图像鉴别诊断时，需要结合原始MPI和CT衰减校正后的图像进行综合判断。
由于MPI采集和CT采集不是同时进行，经常会由于各种原因（如患者位置的移动、呼吸运动或心脏的生理性搏动、融合图像的准确性）使MPI和CT图像配位不准，从而导致CT衰减校正图像产生伪影。Apostolopoulos等[30]研究发现，对150例受检者行MPI+CT衰减校正，其中有24%的受检者有至少1个像素的配准不良。有研究结果表明，由于配位不准而产生图像的伪影主要以左心室心尖和前壁为著[31]。Goetze和Wahl[32]研究结果表明，配位不准常导致前壁、间壁及下壁放射性分布改变。更多的研究结果表明，配位不准与重新配位之间的放射性分布有差异，且重新配位之后放射性分布有所改善[30]。黄克敏等[33]报道，58例患者（58/110，52.73%）出现78次图像配准不良，对配位不准的图像重新配准后，心尖、前壁和侧壁的放射性计数百分比值均明显改善（均P<0.05）。Bai和Conwell[34]报道，CT和MPI图像配位不准对左心室各室壁图像的影响主要与方向和幅度有关，他们分析了水平移动、垂直移动和旋转运动的影响，结果发现水平移动较垂直移动对图像质量的影响较大，而旋转运动对图像质量的影响最小。Fricke等[35]研究结果表明，CT与MPI图像在前后方向移动0.5像素（3.5 mm）时，左心室前间壁出现明显的放射性分布减低，但是侧壁和下壁达到1.75像素（1.2 cm）时，才会有明显的减低。当图像向左、右、上、下、前、后位移时，分别在间壁、前壁、心尖、前壁和心尖、心尖和侧壁、侧壁和下后壁出现明显的图像伪影。
总之，CT衰减校正能明显提高左心室下后壁、间壁和侧壁的放射性分布，改善MPI的衰减伪影，其临床应用价值也已得到广泛认可，但是同时也会使心尖部或前壁的放射性分布降低。因此，在临床工作中使用CT衰减校正技术对软组织衰减伪影进行判别时，需要考虑上述CT衰减校正对图像的影响特点，同时结合受检者的基本信息，如性别和体型等综合判断。还要密切关注CT和MPI图像配位不准对衰减校正后MPI图像的影响，并综合分析，必要时对MPI和CT图像进行重新配位。
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MPI可以通过多种衰减校正技术进行伪影的鉴别，帮助医师进行正确判断，变换体位对CT设备没有要求，而CT衰减校正技术优势明显，但同时要注意产生新的伪影。在临床工作中我们要按需求进行选择。
利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。
作者贡献声明 薛及弟负责文献的检索与整理、综述的撰写；张磊负责文献的检索、归纳与分析；卫华负责综述的修改与审阅。
衰减校正技术在SPECT心肌灌注显像中的应用分析
Application analysis of attenuation correction technique in SPECT myocardial perfusion imaging
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摘要: 心肌灌注显像（MPI）的伪影对其图像质量以及图像的判别产生较大影响，造成假阳性率较高。目前针对软组织衰减所造成的伪影主要有以下2类校正技术，非X射线校正法（如变换体位采集、门控采集和固体153Gd线源穿透式采集）和CT衰减校正法。明确2种方法的应用范围及其优缺点，使临床医师在阅片中对伪影有正确的分析判断，从而提高诊断的准确率。
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关键词:
- 心肌灌注显像 /
- 体层摄影术，发射型计算机，单光子 /
- 衰减校正 /
- 伪影
Abstract: Artifacts of myocardial perfusion imaging, greatly influence on the image quality and image discrimination, resulting in a high false-positive rate. Many techniques have been developed for correcting various artifacts, including non-X-ray attenuation correction method (such as change-position acquisition, gated acquisition and solid 153Gd line-source penetration acquisition) and CT attenuation correction method. Clarify the application scope and advantages and disadvantages of the two methods, so that the clinician can correctly analyze and judge the artifacts in the reading, thereby improving the accuracy of diagnosis. -
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