SPECT的概念及含義

SPECT（SinglePhotonEmissionComputedTomography,單光子發(fā)射計算機斷層顯像）是目前核醫(yī)學先進的設備和顯像方式。SPECT利用注入人體內的單光子放射性核素（如99mTc，123I等）發(fā)出的Y射線在計算機輔助下重建影像，構成斷層影像。SPECT主要由探頭、機架、斷層床、計算機和光學照相系統(tǒng)組成。探頭系統(tǒng)為一旋轉型Y照相機，探頭圍繞軸心旋轉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。因為應用普遍，通常所講ECT，不加說明時均指單光子型（SPECT）。SPECT實際上是一種由電子計算機斷層（CT）與核醫(yī)學示蹤原理相結合的高科技技術。ECT兼具CT和核醫(yī)學兩種優(yōu)勢，較CT的容積采集信息量大，是當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。其示蹤劑適應面廣，特異性高，放射性小，不干擾體內環(huán)境的穩(wěn)定，有獨到的診斷價值。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世紀世紀病的早老癡呆，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，準確度較ECT高得多。甚至可以深入細胞水平和分子水平，起到生物顯微鏡的作用。目前幾乎所有的SPECT都屬于旋轉Y照相機型。即利用固定在精密環(huán)形滑軌上的高品質Y照相機探頭，用計算機驅動圍繞被測物體旋轉并采集信息。再由計算機進行數(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應用三種原理：（1）示蹤劑原理，即利用既參加人體生理活動，又放出Y射線的生物活性物質與放射性核素的標物，通過從體外探測其射線反映體內生物功能的信息；（2）容積采集原理，ECT環(huán)繞被檢物旋轉一周不斷采集信息，可得到以Y照相機Y軸為高、旋轉半徑為半徑的圓柱體內的全部信息；（3）濾波反投射圖象重建原理，計算機逐幅抽取每一角度被測物體示蹤劑分布的一維計數(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假設中心反投射，逐層重現(xiàn)采集信息的空間結構。ECT的標準構成包括：高品質Y照相機式探頭，高精度支架、滑軌組合，高性能計算機及控制線路、記錄、顯示等外圍設備，舊式的ECT在探頭與計算機間還裝備模擬線路及控制臺，最新數(shù)字式ECT已基本取消了這一成分。SPECT的特點據(jù)其原理，SPECT兼領CT和核醫(yī)學兩種優(yōu)勢。與CT相比，容積采集信息量大，是“獨此一家〃的活體生理、生化、功能、代謝信息的四維顯像方式。其示蹤劑適應面廣，特異性高，化學、物理及放射性負荷低，不干擾機體內環(huán)境穩(wěn)定，并有依臨床病人特殊需求而變的可塑性，有獨到的診斷價值。與傳統(tǒng)平面Y顯像相比，ECT整機性能高，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。其對臨床核醫(yī)學的貢獻主要體現(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，達到CT的診斷水平；心內膜下心肌梗塞的心肌平面顯像陽性率只有50%，SPECT可達到84%。（二）提高診斷特異性這得力于ECT解剖細節(jié)揭示力的進步，和一些為SPECT發(fā)展起來的高特異性示蹤劑的實用化。如平面骨顯像很難鑒別的椎體、椎旁病變，關節(jié)病變涉及范圍等，依靠ECT可以明確診斷；被稱為20世紀“世紀病〃的Alzheiner's?。ㄔ缋习V呆），其ECT、腦血管造影、CT甚至MRI均為假陰性結果，而ECT的診斷率、準確性接近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）改進定量分析能力在全息采集基礎上生成的斷層像帶有不受體位和距離影響的性質，具備真正定量分析的能力。在決定器官容積、病變容積、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都能準確提供定量化情報，在疾病診斷、分型、分期、療效觀察等方面意義甚大。提供獨特的高級信息顯示如結合ECG門控電路和Phase分析，SPECT可以精確的對心室異源起搏點定位；應用高特異生物活性示蹤劑可分析腦基底神經(jīng)核團神經(jīng)介質受體量及其分布；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用前景，還可能用于對生理、疾病機制、轉歸等基礎醫(yī)學研究。正因為ECT可以最大限度地發(fā)揮示蹤劑理論的優(yōu)勢，ECT曾被有關專家推崇為本世紀最有希望的顯像手段。ECT的主要缺點包括：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，遠低于CT、B型超聲和MRI；檢查需時15?30min，加上準備工作，病人科內滯留期常達1小時以上；圖像釋讀和分析不易掌握；應用放射性示蹤劑，不僅有環(huán)境和人員保護方面的問題，還常受核素及示蹤劑供應方面的限制。SPECT的適應癥全身骨顯像：惡性腫瘤骨轉移的早期診斷:骨顯像可較X線片提前3-6個月發(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)無明顯結構變化時即可顯示異常。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、負荷試驗（運動負荷、藥物負荷）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。評價冠狀動脈旁路手術、PTCA和其它治療方法的療效。擴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、傳導異常的診斷。消化系統(tǒng)：肝內占位性病變（原發(fā)性和轉移肝癌、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：可同時獲得腎血流灌注影像和腎小球濾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：正常或術后殘留甲狀腺組織的位置、形態(tài)、功能的判斷。甲狀腺結節(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移灶的定位診斷。腫瘤陽性顯像：ECT的復雜精密的動作和大量的數(shù)據(jù)運算，要求其計算機具備卓越的性能；（1）內存貯量大，能批量保存運算數(shù)據(jù)，至少應在256K以上；運算速度快，包括數(shù)據(jù)的傳輸、存取和換算；應準備有快速模數(shù)轉換、陣列處理和高精度黑白和彩色顯示。（2）足夠的外圍設備，包括軟、硬磁盤、磁帶機、打印記錄等輸出裝置，以及與外部生理、控制信號聯(lián)接的接口。（3）豐富的軟件支持，從管理、采集、處理、顯示都應由計算機軟件控制并監(jiān)督；應有各種供臨床選用的校正（探頭、機架、濾波函數(shù)等）程序；多種臨床應用軟件，包括ECT后處理程序；還必須有質檢和質控的相應軟件；（4）計算機應為多功能性，最好是多微機組合式，可同時進行多種功能；操作應盡可能簡便；并應有高度的可開發(fā)性。外圍設備和其它條件：（1）準直器的類型、能量范圍及靈敏度、分辨度及均勻性等指標，不僅反映每只準直器的特性，在實用中亦須逐一加以考慮；其它顯示、記錄、生理信號（ECG、呼吸機等）輸入裝置的要求