第三代Hawkeye III临床应用

----- SPECT-DCT和SPECT-MRI临床图像融合

中山大学第三医院核医学科 程木华 许杰华
上海新华医院核医学科 吴靖川 顾振辉
GE Healthcare China 徐家骅 孙慧东

核医学显像方法显示的是人体的功能、代谢和生物大分子的改变,而CT、MRI及超生等常规医学显像方法显示的主要是人体解剖结构的改变。因此,核医学显像具有不同于其它医学显像方法的独特优点。由于疾病的发生、发展过程一般是遵循生物大分子改变?细胞及器官代谢水平的改变?器官功能改变?解剖结构改变的变化规律,所以核医学显像往往能较其它显像方法更早发现病灶。另外由于很多核医学显像剂对病灶具有非常特异的亲和力,从而使其特异性明显高于其它常规医学显像方法,这也避免了病灶周边组织信息对探测病灶的影响,而使病灶更易于被发现。特别是近年来PET显像设备的出现,将医学显像水平推进到了分子影像学的新时代。但是,由于核医学显像的高度特异性,病灶以外的组织往往不显像,从而使病灶的解剖定位困难。另外,当前临床使用的不同显像方法均反映疾病的不同过程而有其独特的优点,彼此间无法替代。为此,人们进行了大量的尝试以对不同显像方法的图像进行融合,以提高临床诊断水平。GE公司在二十世纪九十年代末率先在市场上推出具有同机融合功能的Hawkeye系列SPECT-PET-CT。X线CT的加入不仅解决了核医学图像病灶定位的问题,同时X线CT提供的病灶解剖结构信息也往往能对鉴别诊断有所帮助。另外,该系列还兼具SPECT和PET功能,因此具有最佳的性价比。该设备一经推出立即受到广大临床工作者的好评,仅在中国就装机一百余台,占据了中国核医学显像设备的绝大部分市场。今天,只要提到SPECT,我们就会想到Hawkeye。Hawkeye几乎成了SPECT/PET/CT的代名词。

考虑到X线CT在SPECT上的主要应用为病灶定位,同时还需考虑病人所受辐射剂量以及SPECT/CT的总成本,Hawkeye上配备的X线球管的热容量较低。因此,其图像分辨率不如诊断CT。另外,MRI显像亦有其独特优点,而目前市场上尚没有SPECT/MR或PET/MR产品。

虽然人们尝试了大量异机融合方法,但由于不同显像方法显示的信息不同,其结果均不理想。我们利用Hawkeye设备的现有优势,如今,采用GE的第三代Hawkeye III的技术,实现了核医学图像精确的与诊断CT及MRI图像的融合。

1、原理:

Hawkeye设备的核医学图像和Hawkeye CT图像是同机融合图像,其融合精度是非常高的。我们只要把Hawkeye CT与诊断CT融合,就可以通过Hawkeye CT的"桥"接作用,实现核医学图像与诊断CT的融合。由于Hawkeye CT与诊断CT均为X线CT图像,所以图像融合相对来说容易得多,因此其图像融合精度远高于普通异机融合。
同理,Hawkeye CT与MRI图像均为解剖结构成像,因此通过Hawkeye CT"桥"接作用实现的核医学图像与MRI图像融合的精度也比普通异机融合高。

2、设备和方法:

Hawkeye显像设备为GE公司的Discovery VH和Infinia VC Hawkeye。诊断CT和MRI为不同公司、不同型号的设备(需支持DICOM3.0协议)。首先将其它显像图像传到GE核医学图像处理工作站(eNTEGRA或Xeleris),利用Hawkeye"桥"技术完成Hawkeye CT与其它显像设备图像的融合?核医学图像与其它显像设备图像的融合?核医学图像与其它显像设备图像的融合显示。

3、结果:

诊断CT与Hawkeye CT扫描范围相近时,其图像融合非常容易,几乎不需手动调整。其融合精度也是很高的(见图一)。

结果:

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诊断CT与Hawkeye CT扫描范围相近不同时,只有两次检查共同包括的部分能进行融合,因此,只有这部分图像能与核医学图像融合(见图二)。

Hawkeye CT与MRI间的同质性不如 Hawkeye CT与诊断CT间的同质性高。但它们毕竟都是解剖图像,其同质性远高于核医学图像与MRI间的同质性高。因此,其融合精度远高于核医学图像与MRI直接进行融合的融合精度(见图三)。

4、讨论:

虽然,其它X线CT在核医学影像设备中的应用更多集中在病灶定位和帮助核医学显像设备进行图像校正,但其它显像设备提供的不同诊断信息也会对核医学影像诊断提供帮助。 Hawkeye III技术在临床的成功应用,为我们提供了低成本的多种图像融合解决方案,它具有低成本、高精度、高兼容性等特点。

如前所述,Hawkeye已成为我国核医学显像设备的主力机型,Hawkeye III使我们能够以较低的成本,完成多种医学影像设备图像的融合,并达到满意的融合精度。这一图像融合解决方案能更好地适应我国大多数医院要求少花钱、多办事的要求,无需重复购买诊断CT。

Hawkeye III利用Hawkeye CT与诊断CT及MRI显像的同质性,进行核医学图像与诊断CT及MRI显像的融合,在技术上比用核医学图像直接与诊断CT及MRI图像进行融合容易得多,其融合精度也高得多。从上面的图像可见,其融合精度已能完全满足利用其它显像设备图像帮助核医学显像进行鉴别诊断的目的。

Hawkeye III的另一个优点是它具有良好的兼容性。它不再限于某两台设备的图像融合,事实上只要是支持DICOM3.0协议的设备都可以与Hawkeye 的核医学图像进行融合。另一方面,它不再限于某两种设备的图像融合。它不只可以和X线CT融合,也可以和MRI图像融合,甚至可以与其它以解剖图像为基础的显像设备图像进行融合。两种以上多种图像融合是分子影像发展的方向,Hawkeye III率先解决了多种图像融合的技术问题,所以我们相信Hawkeye III将会在临床应用中发挥重要作用。

讨论

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