上QQ阅读APP看书，第一时间看更新
第八节 兼容型ECT——SPECT/PET
兼容型ECT既有普通SPECT的功能，又能对正电子进行符合成像即具有PET的功能，因此也称为多功能ECT、带符合线路SPECT、SPECT/PET，也有些学者称之为兼容型PET（hybrid PET）。其价格远低于专用型PET，其性能与专用型PET有一定差距。
一、基本构成和成像原理及方法
兼容型ECT其实就是在普通的多探头（双探头、三探头）SPECT或SPECT/CT系统上增加了符合探测的硬件及软件。其探头结构及采集方式与多探头SPECT基本相同，而符合探测的基本原理和图像重建过程与上述的专用型PET也基本相同。但是由于多探头符合成像与单光子成像原理不同，因此在探头结构及采集方法上与普通SPECT有不同之处；同时多探头符合成像与专用型PET的探头结构也不同，成像过程及结果与PET成像也有一定的差异。在本节只介绍本设备与SPECT及PET不同的方面。
1.兼容型ECT的探头
（1）探测能量范围：
由于要兼顾单光子及正电子显像，能量探测范围设定为从几十千电子伏特到五百多千电子伏特，即扩大脉冲幅度分析仪的能量范围。再有，常规SPECT由于探测能量范围较低，探头使用的铅屏蔽较薄；当探测511 keV能量时探头需要更厚的铅屏蔽。
（2）晶体厚度：
与普通的SPECT一样，兼容型ECT仍使用碘化钠（铊）晶体，但晶体的厚度不同。对低能γ射线（50～300 keV），通常采用3/8英寸厚的碘化钠（铊）晶体；对511keV的高能γ射线，为保证一定的灵敏度，需增加晶体厚度，一般采用5/8、6/8、1英寸厚的碘化钠（铊）晶体。
（3）符合电路：
常规的SPECT只对单光子γ射线成像，是每个探头独立采集；而双探头符合电路是对正电子成像，两个探头探测的数据需要进行符合后才能进一步处理。因此兼容型ECT在电路方面要增加符合电路。其符合原理与前述PET相同。
（4）隔栅（Septa）：
两探头间符合探测，无须准直器。但是兼容型ECT的晶体与专用型PET的block组构晶体不同，每个探头配置一整块大晶体。为了减少轴向散射，及远距离脏器对靶脏器图像的影响，符合成像采集时，在每个探头晶体前方装有与探头视野相同尺寸的隔栅，隔栅由多个垂直于系统轴的重金属隔板组成。隔栅限制了符合探测时入射γ射线的角度，相当于专用型PET的2D采集。
2.兼容型ECT符合成像的采集
（1）探头的方位：
使用双探头系统进行符合成像采集时，两个探头必须以180度相对应（H型），并以固定的半径旋转。
（2）采集时能窗的选择：
511keV的γ射线与NaI（Tl）晶体相互作用会发生康普顿散射，除了511keV主光电峰外另产生三个康普顿散射峰，能峰的位置分别在147keV、186keV、268keV处。可以选择多种能峰符合：
1）光电峰和光电峰符合：
指一个探头511keV光电峰与另一个探头511keV光电峰之间的符合。
只选择这种符合方式，图像分辨率最高，但是灵敏度最低。
2）光电峰和康普顿峰符合：
指511keV光电峰和三个康普顿峰之间的符合。
如果除上述的光电峰和光电峰符合外，再加上光电峰和三个康普顿峰的符合，共4个符合窗。此时，灵敏度明显提高，但是由于散射光子偏离了原光子的行进方向，会产生定位偏差，使分辨率降低。
3）康普顿峰和康普顿峰符合：
指三个康普顿峰两两之间的符合，有6种符合。
如果除上述4种符合外，再加上这6种符合，共10种符合。灵敏度会大幅提高，但康普顿峰和康普顿峰符合，会产生严重的定位误差，导致更低的分辨率。
在临床中，如果只选择光电峰和光电峰符合窗，可得到高分辨率图像。但是，灵敏度最低，为了保证符合成像所需的信息量，需相当长的采集时间。患者无法忍受如此长的时间，故不适合于临床应用。如果选择所有的10种符合，灵敏度会大幅提高，但此时的分辨率很低，也不能满足临床诊断需求。兼顾灵敏度和分辨率，临床采集通常选择光电峰和光电峰符合，及光电峰和三个康普顿峰符合，共4个能量符合窗。
（3）采集时间及探头旋转的方式：
由于双探头或三探头与专用型的环型探头相比，在某一时刻获得的信息量只有环型探头的一小部分，灵敏度很低。为了保证符合成像所需的信息量，在选择上述的4种能量符合窗的情况下，通常采集时间需20～30分钟，探头采用的晶体越薄，灵敏度越低，所需采集时间越长。
为了尽量增加信息量，减少扫描时间，符合成像采集时，通常采用探头连续旋转采集方式。另外，由于上述采集时间的限制，兼容型ECT符合成像无法进行动态采集。
二、兼容型ECT符合成像与专用型PET成像的差异
1.分辨率
分辨率是决定图像质量最重要的因素。目前，专用型PET的分辨率在4～6mm；而兼容型ECT符合成像的分辨率在15mm左右，对小于15mm的病灶难以检出。由于兼容型ECT符合图像分辨率较差，会产生较严重的部分容积效应，使小病灶图像模糊，边界不清。
2.图像噪声
图像噪声是影响图像质量的另一个重要因素。兼容型ECT符合图像的噪声特征与专用型PET图像有很大不同，兼容型ECT符合图像的白噪声（与信号强度无关的噪声）显著高于专用型PET图像。
3.灵敏度
灵敏度是描述设备性能的一重要指标。在某一横断面内双探头符合成像只能接收到一小部分的符合信号，而环形探头的PET能接收到所有的符合信号。因此，双探头符合成像的灵敏度远低于专用型PET。低灵敏度导致采集时间延长及放射性药物剂量增加，兼容型ECT符合成像需要20～30分钟的采集时间，而专用型PET成像只需2～8分钟左右的采集时间。
4.图像定量分析
由于专用型PET在成像过程中对各种影响因素进行了校正，因此可以对示踪剂在体内的代谢进行定量分析。例如，可以用放射性浓度或SUV来描述图像像素值。而兼容型ECT符合成像过程中，对死时间及散射效应没有进行校正，而且存在较严重的部分容积效应，不适合进行定量分析。
5.正电子核素
对兼容型ECT符合成像，由于上述低灵敏度的限制，通常采集时间需20～30分钟。因此，不适宜对 11C、 15O、 13N等超短半衰期核素成像，只能对半衰期较长的 18F标记的放射性示踪剂成像。
目前，兼容型ECT符合成像在临床上的应用仅限于对 18F-FDG成像。其应用领域与PET相同，但其分辨率较PET差，在应用中受到一定的限制，主要用于肿瘤的临床诊断。