呼吸門(mén)控的技術(shù)分類及在小動(dòng)物PET、CT中的應(yīng)用價(jià)值

• 呼吸門(mén)控的應(yīng)用價(jià)值

由于小動(dòng)物的呼吸節(jié)律受植物神經(jīng)系統(tǒng)和大腦中樞系統(tǒng)的雙重控制，因此呼吸節(jié)律比心臟搏動(dòng)更加多變和不規(guī)則。呼吸運(yùn)動(dòng)會(huì)造成小動(dòng)物PET和CT圖像的模糊、空間分辨率下降、PET定量偏差等。
呼吸門(mén)控技術(shù)是消除呼吸運(yùn)動(dòng)影響最常用的方法。
 

• 呼吸門(mén)控的技術(shù)分類與介紹

根據(jù)呼吸信號(hào)的來(lái)源，可以將呼吸門(mén)控分為硬件門(mén)控和軟件門(mén)控，硬件門(mén)控的呼吸信號(hào)來(lái)自傳感器真實(shí)探測(cè)到的呼吸生理信號(hào)，軟件門(mén)控的呼吸信號(hào)來(lái)自采集數(shù)據(jù)的分析。 基于硬件的呼吸門(mén)控: 依據(jù)外接硬件設(shè)備探測(cè)的呼吸振幅信號(hào)，進(jìn)行多時(shí)相或單時(shí)相分割、截取，然后將所有呼吸周期中同一時(shí)相的PET或CT數(shù)據(jù)進(jìn)行合并重建，獲得多幅或單幅“靜止”的PET或CT圖像，從而消除運(yùn)動(dòng)偽影，改善PET和CT圖像的分辨率、信噪比及對(duì)比度。用這個(gè)方法，可提高PET或CT圖像中器官和病灶邊界的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高PET定量指標(biāo)的精準(zhǔn)度，包括SUV值、代謝體積、總糖酵解值等，從而提升診斷和療效評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。另外，CT采用相同或相似的硬件呼吸門(mén)控系統(tǒng)，PET硬件門(mén)控能夠與CT同步匹配。PET與CT呼吸門(mén)控圖像精準(zhǔn)空間配準(zhǔn)融合后，可進(jìn)一步提高PET圖像的衰減校正準(zhǔn)確性和精確度。 2. 基于軟件的呼吸門(mén)控：基于軟件的呼吸門(mén)控是從采集的PET或CT數(shù)據(jù)流中分析、計(jì)算呼吸門(mén)控信號(hào)。計(jì)算的方法包括主成分分析法（PCA）、質(zhì)心法（COM）、譜分析法（SAM）等等。一般通過(guò)感興趣區(qū)追蹤病灶、高攝取器官的運(yùn)動(dòng)情況，利用算法分析某些特征參數(shù)值的變化，以其反映呼吸運(yùn)動(dòng)程度，從而提取呼吸信號(hào)。
由于PET基于軟件的呼吸門(mén)控算法常基于PET計(jì)數(shù)的變化，器官或病灶的動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)變化（放射性顯像劑的攝取、排泄等）會(huì)干擾呼吸信號(hào)計(jì)算的準(zhǔn)確性；當(dāng)病灶較小、攝取較低時(shí)，算法可能低估呼吸運(yùn)動(dòng)的幅度；CT基于軟件的呼吸門(mén)控算法也易受動(dòng)物體態(tài)、體形等影響，可能呼吸運(yùn)動(dòng)幅度造成誤判。
此外，更重要的是，PET和CT共同使用硬件門(mén)控系統(tǒng)，避免了軟件門(mén)控圖像兼容和匹配可能存在的困難。因此，目前業(yè)界常將軟件門(mén)控作為一種呼吸運(yùn)動(dòng)偽影校正的輔助技術(shù)，并不能替代硬件呼吸門(mén)控。
 

• 基于硬件的呼吸門(mén)控的圖像展示

例1：通過(guò)門(mén)控技術(shù)的應(yīng)用NEMO® Micro CT掃描成像，可以有效地去除呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的偽影，提高了CT圖像中器官邊界的準(zhǔn)確性。

• 相關(guān)產(chǎn)品介紹

平生公司全系列的小動(dòng)物活體影像產(chǎn)品（小動(dòng)物PET/CT和小動(dòng)物CT）都具備雙門(mén)控技術(shù)，即利用先進(jìn)的回顧性心電和呼吸門(mén)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)心跳和呼吸的運(yùn)動(dòng)偽影控制，并配備動(dòng)物的心跳、呼吸生理信息的監(jiān)控系統(tǒng)。
NEMO®系列
Super Nova®系列