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2010年4月3日

核子醫學:骨骼影像的雙強度呈現方式

骨骼掃瞄(bone scan 或稱 bone scintigraphy)是最常見的核子醫學臨床檢查之一,如果核醫骨骼掃瞄的呈現(display)或輸出(output)方式不夠正確的話,一定會影響臨床應用價值。


核醫影像的呈現,普遍都有強度(intensity)不一的情況;白話一點來說,每位核醫影像後製人員依其主觀方式調整影像黑白灰階色系或其他色票的強弱,有可能導致影像黑(或白)到某個程度後分不出細節,有點類似攝影人常說的暗部與亮部的細節問題。

實務面上來說,核醫影像在 PACS 上常常都是所謂的固定式影像(secondary image、screen capture),無法像電腦斷層一樣可以即時調整 window level and width。如果單純依賴 PACS 上的 secondary image 的話,當分不出細節時,常常難以診斷。

底下以一個骨骼掃瞄作為案例來分析:


依據上面這張全身骨骼掃瞄影像在 PACS 上的強度呈現方式,可以看見許多骨骼的強度已經過黑,黑到分不出細節,尤以胸骨、脊椎與骨盆骨為甚。

通常病灶的強度比起周圍正常組織為強,若有病灶在脊椎上,當影像強度調整不佳,常常會與周圍正常脊椎強度無法區分,亦即在黑暗(光明)中尋找黑色(白色)物體,是一件很困難的事情,因此失去核醫影像具有高對比解析度的優點。除此之外,還有許多非強度呈現問題,導致影像品質下降,在此不予討論。

若沒有核醫影像工作站電腦隨侍在旁,或者希望他科醫師透過 PACS 看到與核醫科醫師看到的核醫影像一模一樣時,核醫骨骼造影早有一種影像後製方式叫做「雙強度呈現(dual intensity display)」,可以較為客觀地呈現適當品質的影像,以利診斷。

在此以 GE Millennium MG SPECT 收集 20 mCi Tc-99m MDP whole-body bone scintigraphy 影像後,使用 GE Xeleris 2 核醫影像工作站電腦以及相關軟體為範例,藉由實際操作步驟,讓更多有需要的核醫工作人員瞭解這種作法的好處。

首先,在 Xeleris 2(Ver. 2.1517)核醫作業軟體平台上,選擇「All Applications」標籤式分頁下的「Bone」,應該會看到「WB & Spots Bone Review」這個小軟體,如下圖所示。


使用「WB & Spots Bone Review」開啟全身骨骼造影原生檔案(不同於上述的個案),應該會有如下的畫面:


按下上面畫面左邊中間的「Review Menu」區的「Whole Body」後,會變成如下的畫面:


把紅框區域放大來看:


可以發現「4 Cell Screen with Dual Intensity Images」這個按鈕,執行後如下所示:


由上圖可以發現,軟體幫我們做出兩組不同強度的全身骨骼影像。依據輸出需求(建議加上 color bar 顯示強度範圍),如下所示:


以核醫骨骼造影來說,早在 1994 年芬蘭團隊的多中心研究「Heikkinen J, et al. A Finnish multicentre quality assurance project in bone scintigraphy and brain SPET: a phantom study. Nucl Med Commun. 1994 Oct;15(10):795-805」發現以下的數據:

Sensitivity and specificity for all bone scintigraphy interpretations


Sensitivity Specificity
 Single intensity images 65% 94%
 Dual intensity images 73% 95%
 Analog Image format 65% 93%
 Digital Image forma 74% 96%
摘自「Heikkinen J, et al. A Finnish multicentre quality assurance project in bone scintigraphy and brain SPET: a phantom study. Nucl Med Commun. 1994 Oct;15(10):795-80」的 Table 2

結果發現,使用雙強度影像呈現方式,核醫骨骼造影的判讀靈敏度比單強度影像的呈現方式優異。當然,數位呈現方式也比類比方式好。

如果核醫骨骼影像呈現方式只有單強度輸出,可能會導致不精確的結果,例如較暗的影像使得肋骨影像呈現較佳,但是脊椎呈現的細節不佳;反之亦然。因此,使用雙強度影像(例如 100% 與 50%)會加強核醫骨骼造影的靈敏度,也推薦核醫醫療人員使用「雙強度影像」影像呈現方式。



放射師 Ken:看來「雙強度影像」呈現方式似乎有助於提升影像之靈敏度,而站在核醫醫療人員的角度來說,在影像處理方面或許也能較為客觀,降低影像強度調整不佳發生率,但實際施行結果有發現一個小問題存在。當 urinary bladder uptake 較為強烈時(尿液未解乾淨),所呈現影像之反差會較大,但這時候可以使用手動遮罩(mask)方式將之改善。Mutiple metastases 之患者有時也會呈現上述之情況。但此時建議手動調整影像強度。以上兩點純屬個人看法分享,另外我個人發現適度調整影像強度,使用 reverse 方式來觀看影像,有時候也能發現一些平時在 linear 方式呈現下肉眼較不易發現的細節(建議可於考慮是否加照 SPECT/CT 時使用)。

邱醫師:多謝 Ken 的分享,表示您平時有注意到這些細節,相信您的病患非常幸福,有這麼認真負責的核醫醫療人員。膀胱(urinary bladder)因核醫骨骼造影藥劑生理性排泄緣故,在核醫骨骼影像上的呈現或干擾等效應,是另一項課題;當然,事後使用軟體來作遮蔽是一種選擇。另外,也可以考慮事前的準備。至於多發性骨骼轉移(multiple skeletal metastases)發生時,或者說在全身骨骼影像中有各種強度不一的病灶發生時,如果有核醫影像工作站電腦隨侍在旁,可以手動調整,以供判讀醫師調整後,抓圖上傳至 PACS 後(甚至不只抓取雙強度畫面,或許多強度呈現皆可),可以讓他科醫師看到與核醫科醫師一樣的畫面(secondary image),這樣討論影像時的基準就會一樣(當然電腦螢幕的顯示效果一樣時)。不過,手動調整的主觀因素也是另一項議題。另外,當核醫骨骼影像呈現典型多發性骨骼轉移現象時,單強度、雙強度甚至多強度的呈現是否會影像判讀,這是很好的研究議題,或者說算清楚多少「點」的病灶(亦即 patient-based analysis 與 lesion-based analysis 的問題)是否會影響診斷與臨床治療(clinical impact),這又是另一項值得討論的課題。當然,如果核醫骨骼影像可以在 PACS 呈現 primary image,應該就可以避免 secondary image 的問題。希望有更多核醫工作人員分享此項議題,大家多交流,彼此學習,讓病患獲得更好的照護品質。忘記補充,除了雙強度呈現方式外,還會上傳手動調整的影像至 PACS,概念類似核醫心臟影像的 AC 與 Non-AC 都需上傳至 PACS。

放射師 Ken:有關手動調整影像部分,我這邊也提供一個平日我個人會用的方式(just for GE Xeleris Workstation)。選取【Color Maps】可發現有 linear、parabolic、cubic 三種方式可調整影像對比度,以個人經驗來說,為求降低 soft tissue 的 uptake,我會選用 parabolic 然後調整其「gamma」值 +0.1 to 0.2 左右(試影像而定),一般來說應可降低 soft tissue 的 uptake 20 to 40% 左右。