改善心肌灌注SPECT/CT运动假影的最优化呼吸门控方案设计
结题报告
批准号:
81601525
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
17.0 万元
负责人:
莫升萍
学科分类:
H2704.核医学诊断与治疗
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈仰纯、张铎、陈凌、李恬恬
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
心肌灌注SPECT仍是临床上診断心脏病的主流方法.呼吸运动是一个主要影响图像品貭的因素.心脏在头脚方向因呼吸的位移可达兩公分,导致明显的图像模糊,心肌活度减少或是量化誤差.此外, SPECT的采集时间長, 是很多个呼吸周期平均的結果, 而CT的采集时间僅為一个呼吸周期中的一小段,用此CT來做SPECT的衰减校正会导致假影與图像錯位..呼吸門控在SPECT中能减轻呼吸所引起的模糊.但是,因著每个呼吸态所偵測的光子变少,图像嗓声相对增加.有学者提出只使用时间較長的吐气末态的数据來做权衡.我們团隊已提出使用內差平均CT作PET/CT的衰减校正.但是,對於心脏SPECT/CT的最佳化CT衰减校正方法目前尚沒有定论..在本計划中, 我們的目标是: 1) 优化呼吸門控的方法; 2)決定呼吸門控SPECT的最合適CT衰减校正图; 3)评估图像配准能否進一步利用整个呼吸态的数据以降低嗓声和提升图像品貭.
英文摘要
Myocardial perfusion single photon emission computed tomography (SPECT) continues to be one of the most established methods for diagnosis of cardiac disease. Respiratory motion is one of the main image degradation factors. It was reported that the amplitude of the myocardial respiration motion in the cranial-caudal direction can reach 2 cm. It can cause substantial image blurring, reduction in myocardial activity in anterior and inferior walls leading to false positive cases and bias in image quantification. Besides, SPECT acquisition spans over extended periods with free breathing while conventional helical CT captures only a partial respiratory cycle, using this CT for attenuation correction results in substantial artifacts..Respiratory gating is proposed to reduce the respiratory motion blurring. Usually a respiratory tracking device is needed to obtain the respiratory signal from the patient. The signal then needs to be synchronized with the list mode data for the later rebinning. However, the noise increases as the photon counts in each respiratory phase are reduced. Researchers proposed to use the end-expiratory phase only for image reconstruction as the patients tend to spend more time in this phase during the whole respiratory cycle. .In PET/CT, researchers proposed using cine average CT or 4D CT for static or gated PET reconstruction. However, radiation dose is the main concern. Our group proposed the interpolated average CT for attenuation correction in PET/CT and showed its merits in both simulation and patients. A low dose and accurate CT protocol is not yet determined for cardiac SPECT/CT. .In this proposal, we aim to (i) optimize the respiratory gating methods, i.e., time gating or amplitude gating, for cardiac SPECT/CT, and (ii) to determine the corresponding CT protocol for attenuation correction. We will then (iii) evaluate the use of non-rigid registration on gated SPECT to see if we can further reduce the noise by utilizing data from the whole respiratory cycle. Computerized simulation study using digital phantoms, physical phantom and patient studies will be performed to validate our proposed respiratory gating method in cardiac SPECT/CT.
心肌灌注SPECT仍是临床上诊断心脏病的主要方法。呼吸运动是影响图像品质的一个主要因素。心脏在头-脚方向因呼吸产生的位移可达两公分,进而导致明显的图像模糊、心肌活度减少或量化误差。此外,SPECT的采集时间长,是很多个呼吸周期平均的结果,而CT的采集时间仅为一个呼吸周期中的一小段时间,用这个CT来做SPECT的衰减校正会导致假影与图像错位。在SPECT中运用呼吸门控能够减轻呼吸所引起的模糊。但是,由于每个呼吸态所侦测得到的光子变少,图像嗓声会相对增加。有学者提出只使用时间较长的吐气末态的数据来平衡图像模糊与噪声。我们团队已提出使用内差平均CT做PET/CT的衰减校正。但是,对于心脏SPECT/CT的最佳CT衰减校正方法目前尚未定论。.在本项目中,我们成功优化了SPECT/CT呼吸门控,发现对于不同的呼吸信号,等幅度与等光子数呼吸门控提供了较好的消除呼吸运动模糊的效果,特别是对于不规则的呼吸运动来说;另外,我们发现呼吸门控SPECT最合适的CT衰减校正图为呼吸门控CT或内插CT,其中,我们提出的内插CT还能更有效地降低约85%的放射剂量;最后,我们评估了图像配准能够利用整个呼吸态的数据来进一步降低嗓声和提升图像品质。.此项目的结果能够提供具体的临床呼吸门控SPECT/CT的技术指引,更有效地提升图像质量并降低非必要的辐射剂量,进一步推动呼吸门控SPECT/CT的临床普及应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1007/s12350-018-1392-7
发表时间:2018-08
期刊:Journal of Nuclear Cardiology
影响因子:2.4
作者:Duo Zhang;Duo Zhang;P. Pretorius;Michael Ghaly;Qi Zhang;M. King;Greta S. P. Mok;Greta S. P. Mok
通讯作者:Duo Zhang;Duo Zhang;P. Pretorius;Michael Ghaly;Qi Zhang;M. King;Greta S. P. Mok;Greta S. P. Mok
Respiratory average CT for attenuation correction in myocardial perfusion SPECT/CT
用于心肌灌注 SPECT/CT 衰减校正的呼吸平均 CT
DOI:10.1007/s12149-016-1144-1
发表时间:2017-02-01
期刊:ANNALS OF NUCLEAR MEDICINE
影响因子:2.6
作者:Zhang, Duo;Yang, Bang-Hung;Mok, Greta Seng Peng
通讯作者:Mok, Greta Seng Peng
DOI:10.1109/trpms.2019.2899066
发表时间:2019-09-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON RADIATION AND PLASMA MEDICAL SCIENCES
影响因子:4.4
作者:Zhang, Qi;Zhang, Duo;Mok, Greta S. P.
通讯作者:Mok, Greta S. P.
DOI:10.1002/mp.13513
发表时间:2019-06
期刊:Medical physics
影响因子:3.8
作者:Duo Zhang;Michael Ghaly;G. Mok
通讯作者:Duo Zhang;Michael Ghaly;G. Mok
国内基金
海外基金