双能CT应用于分子影像学的可行性初探——模体实验

目的:利用双能CT成像测定不同浓度的Fe3O4纳米颗粒溶液和银单质纳米颗粒溶液内的铁和银的含量,探讨双能CT成像对于铁、银纳米溶液定量分析的可行性,并与MRI扫描结果进行对照。方法:使用MRI T2*GRE序列对11个不同浓度的Fe3O4纳米颗粒溶液和13个不同浓度的银单质纳米颗粒溶液进行扫描;分别测出不同浓度Fe3O4纳米颗粒和银单质纳米颗粒溶液的相对信号强度,对相对信号强度和理论浓度进行Pearson相关分析,如果两者具有显著相关性,则进一步进行线性回归分析。使用双能CT(Discovery CT750HD)对以上不同浓度的Fe3O4纳米颗粒和银单质纳米颗粒溶液进行扫描,采用宝石能谱成像(GSI)模式,GSI图像基于铁/水对和碘/水对,选定3个层面分别测量溶液中的铁含量和银含量,并且测出不同浓度溶液的物质有效原子序数和混合能量图中的CT值,分别对实测浓度、有效原子序数、CT值与理论浓度进行Pearson相关分析,然后对与理论浓度具有显著相关性的指标进行线性回归分析。结果:Fe3O4纳米颗粒溶液的MRI相对信号强度与理论浓度有显著相关性(r=-0.940,P<0.01),一元线性回归线性关系好(R2=0.8836);银单质纳米溶液的相对信号强度和理论浓度无显著相关性(r=-0.226,P=0.457)。双能CT铁纳米溶液的实测浓度和理论浓度有相关性(r=0.682,P<0.05),一元线性回归分析两者线性关系中等(R2=0.4697);铁纳米溶液的有效原子序数与理论浓度无显著相关性(r=0.193,P=0.57),CT值与理论浓度也无显著相关性(r=-0.149,P=0.662);银纳米颗粒实测浓度与理论浓度有显著相关性(r=0.926,P<0.01),一元线性回归分析两者线性关系好(R2=0.8482),测量的有效原子序数与理论浓度也有显著相关性(r=0.934,P<0.01),一元线性回归分析两者线性关系好(R2=0.8643),CT值与理论浓度无显著相关性(r=0.064,P=0.835)。结论:对顺磁性较强的Fe3O4纳米颗粒溶液采用MRI磁敏感序列来分析的效果要优于双能CT GSI物质定量;但对于磁敏感性较弱的银单质纳米颗粒溶液,双能CT GSI物质定量分析可较准确检测。