文摘
平面ventilation-perfusion (V / Q)扫描通常被用来研究肺栓塞;但是,它有公认的局限性。SPECT克服这些通过其生成三维成像数据的能力。V / Q SPECT具有较高的敏感性、特异性和准确性比平面显像和不确定的利率更低。SPECT允许显示和分析数据的新方法,如参数V / Q比率图像。与CT肺动脉造影相比,SPECT具有较高的灵敏度、较低的辐射剂量,次优技术研究较少,没有contrast-related并发症。任何核医学部门配备了现代混合扫描仪现在可以执行结合V / Q SPECT与CT(使用低剂量的协议)来进一步提高诊断准确性。V / Q SPECT(有或没有CT)已经应用在其他肺部疾病和研究。
自1964年首次描述了瓦格纳等人(1),平面肺扫描是最常表现在核医学的研究。然而,这是一个测试有很大的局限性,对其声誉有不利影响(2,3)。因为平面显像是一种二维技术,它有固有的局限性,尤其是相关解剖部分重叠。缺陷分配给特定的肺段通常是困难的,和病人之间的片段大小和形状的变化使得准确测定插子的参与程度的个人部分(一个挑战2)。插子的缺陷可能不会发现如果有从底层与正常灌注肺段发光,因此导致灌注的程度的低估损失(4)。此外,内侧基底段的权利下叶通常不是可视化平面扫描(2,5)。添加到这些因素是概率的广泛使用报告标准,和不确定的利率相对较高,造成明显的不满咨询医师(6,7)。就不足为奇了对比度增强CT肺动脉造影(CTPA),二进制报告方法(即。,positive or negative), has now become the preferred imaging test to assess pulmonary embolism (PE) in many institutions, particularly in the United States (8,9)。
SPECT在平面成像的优点
虽然SPECT经常用于核医学的许多领域,因为它在三维图像的能力,肺部成像仍然是一个二维技术在许多机构。SPECT成像的肺肺避免相邻节段重叠和发光,可以更准确地定义灌注缺陷的大小和位置的个人部分(2)。
研究比较平面和SPECT肺扫描一直显示的优越性SPECT /平面显像。研究狗(10)和猪(11),以及使用蒙特卡罗模拟研究(5),都显示出高灵敏度的检测PE与SPECT比平面显像。在人类中,Bajc等人发现SPECT更敏感比平面显像(100%比85%)的检测PE (12)。SPECT interobserver减少了变异和更好的描述不匹配的缺陷比平面显像在这项研究中。Collart等人也表明,SPECT更具体的比平面成像(96%比78%)和更好的再现性,既intraobserver(94%比91%)和interobserver(88%比79%)(13)。接受研究的83名患者,Reinartz等人表明,与平面显像相比,SPECT有较高的敏感性(97%比76%),特异性(91%比85%),和准确性(94%比81%)(14)。在本系列中,SPECT增加约13%的节段性缺陷的检测和subsegmental缺陷超过80%。基于联合文学,SPECT敏感性从80%到100%不等,特异性从93%到100% (8)。Ventilation-perfusion (V / Q) SPECT成像也一直显示有一个不确定的利率远低于平面显像,通常不到5% (8,15- - - - - -19)。勒布朗等人表明,SPECT具有极高的阴性预测值(98.5%)为PE (20.)。在这108名患者的研究中,只有3%的聚乙烯的研究被认为是不确定的。
非常一致,迄今文献中,综上所述,表明SPECT具有更高的敏感性和特异性,更高的再现性,不确定的利率低于平面肺显像。
V / Q SPECT
技术
与平面显像,SPECT的通常方法是执行通风研究灌注研究紧随其后。
成像的通风,几个选项存在。放射性惰性气体等81米基米-雷克南和133年Xe最准确地代表区域通风;然而,这些被用于只有数量有限的中心因为连续的要求政府在收购和高成本和短的保质期81米基米-雷克南发生器(21)。虽然133年Xe气体有较长的半衰期的优势,这是一个不到理想的选择,因为再循环,低γ-photon能量,因此空间分辨率差(21)。考虑到这些限制,99米Tc-labeled微粒气溶胶等99米Tc-diethylenetriaminepentaacetic酸(99米Tc-DTPA)或超细carbon-labeled纳米颗粒99米Tc-Technegas (Cyclomedica)更广泛的应用,因为他们更大的可用性、低成本和良好的图像质量(19)。Technegas是理想的代理通风SPECT因为它的小粒度(30 - 60海里),导致更大的肺泡渗透和中部沉积比nebulizer-produced少水radioaerosol等99米Tc-DTPA (22)。然而,在美国(Technegas不是商业化,一个因素,大大阻碍了过渡到SPECT (23),几乎没有选择,只能使用代理等99米Tc-DTPA或99米Tc-sulfur胶体。虽然99米在许多患者Tc-DTPA图像质量是足够的,Technegas阻塞性肺疾病患者有明显的优越性,因为其更好的外围渗透(24)。典型的服用剂量99米30 - 50兆贝可Tc-based通风代理,与用于平面成像(14,17,20.)。
灌注通常是评估使用99米Tc-macroaggregated白蛋白(17)。的剂量99米Tc-macroaggregated白蛋白依赖于通风代理和剂量,但通常是在100 - 250年兆贝可如果technetium-based通风剂使用。欧洲核医学协会的指导方针,V / Q SPECT推荐剂量范围的低端,但最终剂量应该由每个机构的基础上获得的图像质量(由准直器的选择等因素影响,γ-camera敏感性,和加工参数)和当地辐射防护指南(25)。
对于怀孕的患者,服用剂量通常是减少一半的通气和灌注代理(25),因此需要一个更长的收购,以保持良好的图像质量。一些中心倡导省略通风扫描;然而,这种方法节省的辐射最小和诊断准确性可能不利影响(26)。
图像采集、处理、显示和报告
经由γ-cameras V / Q SPECT优先(19)。一般来说,20 - 30分钟的总成像时间必须完成通气和灌注SPECT scans-less时间比传统的6 -或需要8-view平面成像(14,20.)。典型的收购和加工参数所示表1。图像是最好的检查工作站使用专用的软件显示的包,允许自动或手动coregistration通气和灌注图像数据和检查图像的正交平面(27)。
对于那些报告专家熟悉平面图像,这些可以使用几种方法从SPECT数据生成。虽然贝利等人所描述的技术使用reprojection (28),许多商业公司提供一个更简单的方法使用一个角求和技术(14)。使用这种方法,生成的图像是加法SPECT收购几个连续的预测。这种方法可以模糊的小缺陷,因为数据获得的弧形;然而,产生的图像近似真实的平面图像(29日)。这些pseudoplanar图片给一个熟悉和肺的快速视图快速评估和可能的特定值在产品化阶段从平面显像SPECT成像。
更高级的数据处理与SPECT数据可以执行。首先,缺陷对比灌注SPECT,可以进一步增强减去背景活动剩余的前通风扫描(12,30.)。此外,通过分析基于像素V / Q比率,商可以从SPECT数据生成图像。这些图像可以促进图像报告和改善缺陷位置和程度的演示(图1)(30.)。客观量化V / Q比率是另一种加工技术,可以提高准确性和减少的数量不确定的研究(31日,32)。
V / Q研究通常报道使用欧洲核医学协会的指导方针,建议研究报告为阳性PE如果有V / Q不匹配至少1段或2子分段符合肺血管解剖学(17)。概率不推荐用于平面扫描报告,并没有验证,V / Q SPECT (14,33)。
与CTPA
经由CTPA已经进化,这是常用的作为主要的成像调查患者潜在的PE (34)。这种情况肯定是在美国,在那里已经取代V / Q扫描作为初始成像检测PE在许多机构的评估(8,9)。发生了这种偏好的原因很多,包括更好的可用性在许多中心(特别是在小时),快速收集时间,能够诊断条件除了体育,可以占患者的症状,并引用偏爱二进制报告(8,9)。
然而,一些重要的限制,这些限制会影响调查的CTPA PE的使用。首先,一些研究已经表明,CTPA小于理想的敏感性(18,35)。在大型PIOPED II研究(肺栓塞诊断的前瞻性调查),CTPA的敏感性为83%(包括78%当次优技术研究)(35)。准确性尤为不佳是否有扫描结果和临床之间的不整合(寻找相似的可能性,指出与平面V / Q显像在原始PIOPED研究(36))。第二,技术构件会影响图像质量。这些主要是对比不良相关肺动脉的不透明,运动构件,和图像噪声相关的一些病人的身体状态(37)。不确定的利率由于技术因素估计在5%和11%之间(38,39)。在怀孕的患者,率更高,发生在多达三分之一的CTPA程序,即使64片CT扫描仪(40,41),被认为是由于在怀孕期间下腔静脉压力增加。第三,并发症会导致静脉注射对比剂的使用。在PIOPED 2的研究中,22%的患者被排除在外,因为过敏和肾功能受损(35)。据报道,CTPA由某种类型的复杂的直接对比反应3% (42在1% - -3%的患者)和对比感应肾病(43)。第四,从CT辐射可以高。辐射剂量的乳房CTPA据估计在10至70毫西弗,在年轻女性特别关注(44,45)。相比之下,乳房从V / Q扫描辐射剂量的0.3 - 1毫西弗(46)。CTPA已经整体8-20毫西弗的辐射剂量,相比之下,与V / Q SPECT大约2.5毫西弗(26),也使CTPA适合后续研究监控解决体育。最后,有一些问题与检测有关或无关的偶然发现的。尽管CTPA可能诊断交替条件在许多患者(33%在一个系列),这些可能不是导致病人症状(47)。调查这些偶然发现可以在额外的辐射或昂贵的和结果对比曝光和侵入性程序的性能确定回报(48)。一项研究显示,只有3.2%的患者CTPA研究低或中间预发性相关替代诊断,胸片(尚不明显49)。
总的来说,相对很少有研究直接比较SPECT V / Q和CTPA。Reinartz等人表明,SPECT更敏感(97%比86%),但具体(91%比98%)低于4-slice CTPA (14)。英里et al ., 100名患者的研究使用16-slice CTPA,还发现每个的准确性可比。他们指出,SPECT禁忌症少,较低的患者辐射剂量,和更少的nondiagnostic发现(50)。接受研究的81名患者,Gutte等人发现V / Q SPECT有较高的敏感性(97%相比68%),但特异性(88%相比100%)低于CTPA (16-slice) (18)。
这些直接的研究一致表明,SPECT灵敏度更高,CTPA特异性更高,每个形态的总体精度相当。每个模式都有其优势和弱点(表2),任何个别病人的测试选择应该考虑病人因素(包括年龄、性别、肾功能、糖尿病、肺部疾病共存)的存在和制度因素(例如,可用性和当地的专业知识)。
V / Q SPECT / CT
尽管V / Q不匹配是体育的特点,其他条件可以导致这个样子(17)。此外,不是所有的PE患者都有典型的V / Q不匹配模式,因为一些开发肺梗塞,导致匹配的缺陷(17)。由于这些原因,胸部x光照片许多帮助演出都被认为是关键的解释V / Q扫描,和结果通常用来改善的准确性和特异性V / Q报告(17,36,51)。
然而,随着SPECT / CT扫描仪的发展,从CT扫描解剖信息的集成与SPECT扫描的功能信息现在是可行的。通过结合V / Q SPECT与CT研究研究,甚至使用“低剂量”设置一个减少患者辐射剂量,每个通道可以实现的优点。V / Q不匹配由于体育以外的条件(如放射治疗导致的变化、肺气肿和外源性血管压迫的条件如肿瘤或纵隔腺病)可以检测到SPECT / CT成像(图2)(17)。此外,SPECT / CT有助于描述匹配变化由于nonembolic病因如肺炎、脓肿、胸膜、心包积液、恶性肿瘤、肺梗死(图3)(3,9,47)。混合SPECT / CT成像因此有潜力增加V / Q扫描的特征描述基础灌注缺陷的原因(18,52)。V / Q SPECT / CT潜力提供了一个成像过程产生的高敏感性和特异性检测的PE的好处是能够识别各种其他条件可以占胸痛和呼吸困难。
协议、处理、显示和报告
双检测器混合SPECT / CTγ-cameras现在在许多核医学部门操作。虽然大部分设备可以用于迷你CT,也可以专为衰减校正操作并使用“低剂量”的解剖定位参数(52)。
肺扫描的CT收购通常是灌注SPECT收购后立即获得。不需要静脉注射对比剂,减少电子束电流,一般在20 - 80 mA的顺序,就足够了。由此产生的辐射剂量是1 - 2毫西弗(18,26与2 - 2.5 mSv),比较顺利地从V / Q扫描本身和远低于水平收到诊断CTPA (26,45,53)。快速CT采集(< 1分钟),结合安装时间,增加了只有几分钟V / Q SPECT研究。虽然通常用于诊断CT研究,保持呼吸与V / Q SPECT不可行,因为长时间的SPECT收购。减少respiratory-motion错误配准,建议在吸气中间体积CT扫描过程期间被收购,或与患者持续浅呼吸在CT采集(54)。
与V / Q SPECT,欧洲核医学协会的指导方针建议报告V / Q SPECT / CT研究。虽然这些指导方针不明确解决混合成像、CT的组件可能会帮助分类V / Q SPECT模式更为恰当。CT扫描将提供特定的解剖信息,包括肺癌和段边界、裂缝,主要的船舶位置和任何相关的存在实质疾病(图4)。裂缝的位置应该注意,因为一个线性减少灌注(在较小程度上通风)对应裂缝可以看到SPECT成像。任何匹配的位置变化也应该指出,作为consolidative混浊次要PE优先外围地而发生病变引起的炎性疾病往往是看到缺陷的近端部分(55)。
临床价值
多项研究表明,结合SPECT / CT肺扫描改善肺显像的特异性和整体的诊断准确性。
先驱报》等人证明减少50%的假阳性48 V / Q SPECT研究研究患者SPECT在哪里结合低剂量(30 - mAs) CT扫描(56)。
从Gutte等人更大的前瞻性研究证实诊断精度高当V / Q SPECT结合低剂量CT (18)。81年的一系列连续的患者81米氪气作为通风代理,V / Q SPECT / CT有相同的灵敏度V / Q SPECT (97%)。然而,添加低剂量CT成像显示不匹配的灌注缺陷可以归因于结构如裂缝和病理条件下,如肺气肿、肺炎、肺不张、胸膜液体。因此,特异性闪烁扫描法从88%上升到100%。的不确定V / Q SPECT / CT是零(5% V / Q单独SPECT)。据我们所知,这研究的唯一直接比较CTPA (16-slice)与V / Q SPECT / CT (18)。尽管CTPA高特异性(100%,与V / Q SPECT / CT)报告说,它的灵敏度远低于SPECT或SPECT / CT(68%相比97%)。
SPECT / CT成像的另一个好处是能够更准确地定位灌注缺陷在每个病人正确的部分。用于指导的节段性肺参考地图SPECT报告失真的可能是错误的,因为个体解剖其他肺部疾病引起的,如肺不张、胸膜腔积液,患者常常共存PE (图5)(52,57)。这些信息可以帮助指导相关报告放射科医师正确的节段动脉CTPA应该需要确认发现V / Q SPECT研究。
争议
这个通风扫描是必要的吗?
SPECT / CT能显示结构异常,需要通风的研究已经受到了质疑。几项研究已经表明,特异性显著下降如果省略通风。Gradinscak等人表明,薄壁组织的异常(通常subsegmental肺不张)被发现在CT上V / Q SPECT不匹配的13% (60),Gutte等人证明perfusion-only SPECT / CT nondiagnostic率高(17%)和特异性低于V / Q SPECT / CT(51%相比100%)(18)。尽管perfusion-only SPECT / CT应考虑在网站没有合适的通风的代理,有限的文献表明,执行一个通风研究并最大化特异性,减少假阳性的结果。
额外的凝块检测到SPECT保证治疗吗?
虽然V / Q SPECT (SPECT / CT)的敏感性高于平面显像,问题被提出为这些凝块(通常subsegmental)是否足以支持抗凝(3,23,53,61年)。尽管大型前瞻性研究结果需要回答这个问题(欢迎),这是我们的经验(和其他人),SPECT检测额外体育不仅在subsegmental级(图7)(14)。任何PE的诊断,包括小的,可能是特别重要的受损患者心肺储备,共存的深静脉血栓形成,或复发性小PE(肺动脉高压的风险)(62年)。虽然这引发了更广泛的哲学问题是否考虑诊断准确性或更相关的临床结果,我们认为,更高的灵敏度和准确性,提高读者的信心,更轻松地报告,执行能力混合SPECT / CT成像都是令人信服的理由来取代平面显像与SPECT成像PE。
NON-PE应用和未来的发展方向
V / Q SPECT和SPECT / CT效用体育以外的地区。肺减容手术,患者SPECT / CT可以提供一个更准确的评估相对灌注(通风)的个人部分比平面成像(图8)。V / Q SPECT已被证明在等领域使用预测术后肺功能在肺癌患者肺切除术后,修改放疗领域减少辐射暴露于肺功能,展示区域通风和灌注的变化在哮喘、和评估区域间质性肺疾病患者的肺功能(63年- - - - - -65年)。
未来的发展方向,而SPECT / CT可能包括放射性标记的血栓成像的PE (66年)。定量SPECT将受益于混合成像通过准确的推导特定病人的衰减校正(34)。肺扫描使用宠物放射性药物,如68年Ga-carbon纳米颗粒(“Galligas”)68年Ga-macroaggregated白蛋白,是一种很有前途的发展可能会进一步加强核医学的作用的评估体育和其他肺部疾病(49)。
结论
与核医学的其他领域一样,V / Q扫描和SPECT成像中得到了显著改善。V / Q SPECT比平面显像具有更高的敏感性和特异性,以及减少interobserver可变性,增加了整体精度,提高记者的信心。低的技术足够的研究,缺乏contrast-related风险和高灵敏度和低辐射剂量比CTPA所有参数支持使用V / Q SPECT PE在大多数病人的初步筛选试验(33,41)。特异性是进一步提高V / Q SPECT / CT,它提供了潜在的一个成像过程评估PE与高精度,同时排除各种替代胸痛和呼吸困难的原因。
脚注
2013年8月1日在线出版。
学习目标:成功完成这个活动中,参与者应该能够描述(1)平面的优点和缺点和SPECT V / Q扫描,(2)CT肺动脉造影的优缺点和V / Q SPECT在肺栓塞的调查,和(3)的概述图像采集、处理、显示、V / Q SPECT研究和报告。
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- ©2013由社会的核医学和分子成像,Inc .)
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- 收到出版2013年4月30日。
- 发表2013年6月28日。