文摘
非线性动力学的癌症复发被受几个因素称为初始肿瘤大小、转移性网站,或耐药细胞的数量。肿瘤的精确程度和位置是非常重要的因素,所以定量和一致的评估方法需要评估病人的治疗反应。全身-metaiodobenzylguanidine (mIBG)闪烁扫描法作为主要的医学图像形态检测神经母细胞瘤肿瘤由于其高特异性和敏感性。然而,目前肿瘤指南是基于定性observer-dependent分析。这个事实很难闪烁法的比较结果在不同时刻在治疗或在不同的机构。在本文中,我们回顾分析方法用于神经母细胞瘤检测并提出一个观察者独立方法定量分析-mIBG显像。
1。介绍
非线性动力学的癌症复发都是由几个因素之间的平衡,如初始肿瘤大小,变异率和生长动力学非耐抗性细胞(1]。近年来,已经有越来越对肿瘤生长的数学模型,考虑了可演化受控于轻微的肿瘤图像序列的变化。根据这些图像,提出了许多理论模型(2- - - - - -6]。
神经母细胞瘤是第三个最常见的恶性实体肿瘤的童年。转移或复发的风险高近50%的情况下(7];因此,个别患者治疗成功的规划需要精确划定的神经母细胞瘤的程度。
解剖成像方法,比如计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI),是最有用的原发肿瘤的质量评估和附近的淋巴结。功能成像放射性示踪剂,如-mIBG,-EDG,mdp,用于评估疾病程度和搜索远处转移(8]。
特别是,神经母细胞瘤细胞吸收和代谢的去甲肾上腺素,所以它的模拟metaiodobenzylguanidine (mIBG)是一种理想的具体代理进行成像。-mIBG是伽马排放放射性核素在1980年代早期开发的想象肿瘤(9]。-mIBG闪烁扫描法在临床使用20多年的诊断评估。目前放射图像采集与指南-mIBG (10)定义执行扫描后24小时内注射。单个或多个头γ相机有一个很大的视野必须获得平面图像。这个病人应该放置在仰卧位进行全身成像。γ相机扫描整个病人身体γ光子计数探测到在每个位置。扫描产生的平面图像中每个像素的强度代表γ光子探测到在病人的身体,这个职位的白色山峰可以观察到病人的mIBG狂热的组织(如肿瘤、转移等)。每个全身扫描包括两个图片,前面和后面扫描病人的身体。
到目前为止,放射指南(10)定义一个定性解释准则的图像已定义的视觉差异对生理病理吸收模式(正常)模式。遵循这些定性准则,医生可以执行一个好的评估给定图像的清晰正面结果或清除负面结果。但是他们无法给定闪烁法的比较结果与其他先前的评估疾病的阶段当视觉扫描之间的差异不是很明显。
连续扫描的诊断的一个主要缺点是,它们显示的变化强度,由于难以维持病人的相同的条件和γ相机在每个扫描会话。这种强度的变化是由积累的变化引起的放射性同位素在每次考试,γ相机的成像质量,体积的水摄入量,尿液排出,或每个病人对药物治疗的反应。
当前肿瘤研究[11)的重点是寻找一些观察者独立方法允许闪烁法之间的比较结果,它可能有助于将病人对治疗的反应。在本文中,我们介绍一个简单的过程,定量观察者独立测量一个全身吸收水平-mIBG显像。
本文的结构如下。节2细节,我们提议的观察者独立测量方法。实验结果提供了部分3节中,得出结论4。
2。材料和方法
-mIBG闪烁摄影在人类研究获得核医学单位医院拉菲在指南中描述的10缓慢静脉注射后)-mIBG(剂量:Ci /公斤)和使用闪烁相机设置为光峰等于本金γ光子发射,也就是说,159 KeV。最低250000,最高500000得到了光子计数为每个前后视图。
从每个病人群mIBG扫描被蒙蔽的方式读两个训练有素的医生没有知识的原始报告的解释由核医学医师具有良好的相关性。
每个scintigraphic映像是一个表示体内的放射性分布。每个像素包含一个离散值,相关检测到的γ光子数量的时期内收购。这些离散值遵循统计泊松分布的随机性质放射性衰变。
换句话说,离散移民的数量在一段时间内不是常数,而是模仿通过泊松方程如下: 在哪里的概率是几号探测到的光子=和平均值(未知)的分布。
这个公式表明在日常核医学实践,光子计数的数量必须增加以减少泊松噪声的影响。这可以通过增加收购时间,增加患者运动和减少相机的吞吐量,或增加管理放射性物质的数量,这将导致严重的病人的健康问题。考虑到这些限制,图像处理技术需要工作不增加光子计数。
第一次试图量化吸收在感兴趣的区域(ROI)闪烁法是在1973年。在[12),一个吸收测量在甲状腺的研究基于γ光子的数量提出了检测(计数)。主要的想法是在ROI计算数量之间的比率除以总身体计数。
Heart-to-mediastinal (H / M)吸收比例来源于mIBG闪烁扫描法已被用作定量测定吸收成功监控应对医疗等领域的心脏交感神经成像(13]。这测量特定的非特异性吸收本身是非常简单的:计算每个像素的比例在两个感兴趣的区域(roi),画在心脏和另一个在中线上胸腔。这种简单性导致了广泛使用的H / M率比较不同人群。然而,有H / M的变化比率从各种机构出版物。
我们也提出一个非常简单的方法的基础上,吸收比率神经母细胞瘤肿瘤和其他组织规范测量过程和最小化之间的变化测量机构。
让我们表示的前(或后)视图的全身-mIBG显像的大小像素。让在坐标像素的强度在图像代表了组织吸收放射性核素(光子计数)在这些坐标。因为我们感兴趣的是测量病人的体内吸收,我们只会考虑。
为了能够比较吸收值在像素吸收值在同一病人的身体坐标在另一个闪烁摄影,我们需要两个值转换为相同的标准尺度。
我们将改变在每个像素的强度水平为其规范化的吸收值(4), 我们叫它规范化吸收价值坐标参考。请注意,我们只对测量感兴趣值大于因为他们是相关的吸收点。在吸收值低于的值为。
一旦每个像素在闪烁扫描法转化为其规范化的吸收值基于其标准差的意思,我们能够进行测量与下一个类似闪烁法相同的病人。
当测量吸收任何的身体,由区域图像量化,但不是由像素。单个像素可能有很高的探讨价值,但它并不考虑因为噪声存在于原始图像。
对于降噪,我们需要替换原始计数区域加工数量有减少噪音。这可以通过在相邻像素平滑项。平滑区域是一个加权平均,原始点取而代之的是统计处理由(5)的权重选择提供一个平滑方案和规范化的求和规则(6),
因此,当测量任何感兴趣的图像区域(如肝脏、肿瘤等),我们将使用重量等于在哪里该地区是像素的数量。然后吸收测量,,任何感兴趣的区域被定义为积极的规范化的平均吸收;也就是说,
3所示。结果与讨论
我们测量了全身的测试集-mIBG显像annoymous患者。本实验设置包含23个全身-mIBG闪烁法属于19名14岁以下的儿童,把病人从P1 P19患有神经母细胞瘤用不同γ相机。
我们感兴趣的是计算吸收出席整个病人的身体框架我们称之为和定义如下:
在每一个全身显像在测试设置中,医生标记每个肿瘤区域在每个视图(前后)和测量(7)应用于肿瘤的像素。肿瘤可见在两个视图,它有两个测量,参考前视图,另一个测量的后视图。
我们也计算了全身背景吸收的意思在两个视图(前后)(8),。
P4病人的测量结果的比较-mIBGs(只有简单的后视图)如图2和表1我们可能会升值,存在一个阈值的参考吗剩下的接近在所有5个P4闪烁法,主要是在和。之间的关系和每个(肿瘤)可以用作肿瘤吸收进化的证据。此外,值在两个视图在所有的P4病人mIBGs是相似的。
在图3和表2,进化的值探讨和及时连续的病人P4, P10,侯,P16。在所有4名患者,的探讨接近先前的闪烁扫描法,特别是P10及P16的病人。可以作为阈值的参考比较的结果。
比较所有病人的结果如图4。我们在红色的方块后面和前面的观点探讨每个病人和蓝色钻石(告知肿瘤)和。在整个测试集,仍然接近后面和前面的观点,将允许我们不同病人之间的比较结果。
4所示。结论
一个简单的观察者独立测量的吸收水平的方法-mIBG在身体任何地区的儿童已被提出。这种技术使我们能够测量的相对数量与定量和客观的单位吸收基于标准差的吸收面积。病变灰度级用作吸收测量的证据。任何感兴趣的地区可以以任何其他的病人并与估计正常的灰度级。更大的灰度值的标准偏差值是在给定的区域,肿瘤存在的可能性就越大。
在测试集的初步结果表明,背景吸收之间的关系意味着肿瘤吸收意味着可能被用作证据的患者的肿瘤吸收进化因为背景吸收意味着在每一个分析往往是常数-mIBG闪烁扫描法相同的病人在前后观点。
此外,全身背景吸收的结果意味着获得前后观点在整个测试集类似,尽管不同γ相机上使用不同的病人和年。这表明该方法可能是有用的比较结果不同病人之间甚至不同医疗机构之间。
这些定量测量肿瘤的添加更多的描述性信息可能包括在癌症复发的非线性动力学模型研究吸收之间的相关性和肿瘤复发。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者要感谢医生的重要贡献Rivas和a .单丝绢丝医院的拉菲在瓦伦西亚(西班牙)这项工作的发展。