定量 [¹⁸F]-Naf-PET-MRI 分析用于评估椎源性腰痛患者的动态骨转换

通过该技术，我们采用PET-MRI来识别骨转换的生理生物标志物。我们认为，这些生理生物标志物可能比CT和MRI静态图像更准确地反映小关节病变。我们相信该技术可能有助于识别腰椎中引起疼痛和症状的关节。

我们还希望该技术可应用于脊柱的其他区域，例如颈椎和胸椎，以识别有症状的关节突关节，甚至用于退行性椎间盘疾病的诊断。对于正电子发射断层扫描（PET）与磁共振成像（MRI）的同步采集，需使用后部阵列中心分子成像阵列线圈及3.0 PET与MR成像仪，将两种成像模式的视野中心对准下段脊柱区域（从T-12至S-3）。针对PET采集以及腰椎MRI临床序列，设置相应的成像参数。

在采集MRI序列前，立即经静脉向患者肘前窝注射0.1 mmol/kg的钆布醇对比剂以及2.96 MBq/kg的氟化钠F-18放射性剂量。接下来，以腰椎为中心，采用三个独立的时间相位，进行为期60分钟的动态PET扫描：第一相位采集12帧，每帧10秒；第二相位采集4帧，每帧30秒；第三相位采集14帧，每帧4分钟。然后，在控制台上设置PET数据重建参数：视野为60 cm，滤波截止值为3 mm，采用标准Z轴滤波器，不使用心脏3D滤波器，子集数为28，采用飞行时间技术的有序子集最大期望值法（Time-of-Flight ordered subsets expectation maximization），迭代次数为4次。

为分析采集的PET和MR图像，将图像传输至配备有动态PET数据分析功能的专用工作站。从L-1至L-2以及L-5至S-1节段定位双侧腰椎小关节。结合矢状面和轴状面T-2加权MR图像进行视觉三角定位，并记录大致中心层面的层号，以确定每个腰椎小关节的中心点。

在视图选项卡中打开患者数据后，点击“感兴趣区域”按钮并选择球体对象。在预定义的弹出窗口中，输入 7.5 毫米作为半径，然后点击“创建新感兴趣区域”。通过左键单击，在每个小关节的中心放置一个直径为 7.5 毫米的球形感兴趣区域，并通过左键单击并拖动调整球体位置，直至该区域在视觉上与小关节中心对齐。

在每个层面放置感兴趣区域后，将一个直径为五毫米的球形感兴趣区域置于右侧髂嵴的中央骨髓腔内，以排除皮质受累作为参考区域。然后调整感兴趣区域的位置，使其边缘完全位于骨髓内部。在轴向图像上单击右键，选择数据检测，以测量腹主动脉分叉近端的直径。

为计算部分容积校正系数，用鼠标左键单击主动脉壁右侧，然后将光标移至主动脉壁左侧，在数据检查窗口中记录主动脉壁直径的距离。接着，左键单击“感兴趣体积”按钮，选择圆形感兴趣区域，创建一个半径为主动脉直径一半的圆形感兴趣区域。单击“创建新的感兴趣体积”，并在主动脉中心处左键单击，根据需要重新定位该区域，以确保圆圈尽可能贴近主动脉壁的位置。

然后在轴向平面上下移一个层面，创建第二个圆形感兴趣区域，由两个重叠的圆形感兴趣区域构成一个圆柱形感兴趣区域。为了创建经过部分容积校正的动脉输入函数，使用从PET计算机断层成像体模获得的恢复系数，将恢复系数应用于降主动脉区域的基于图像的测量值。随后将此经过部分容积校正的动脉输入函数代入图像分析软件，用于动力学建模及示踪剂动力学的准确定量分析。

此处显示的是氟化钠 F-18 PET、轴位 T-2 脂肪抑制以及轴位 T-1 增强后脂肪抑制 MRI 图像，图像层面经过 L-3 至 L-4 关节突关节。下表总结了一名代表性患者中 10 个取样关节突关节各自的 Patlak 动力学模型参数、平均与最大标准化摄取值（SUV）以及基于 MRI 的关节突关节病分级。当将该患者的 Patlak 动力学模型流入率与标准化摄取值平均值及基于 MRI 的关节突关节病分级进行对比分析时，发现 MRI 分级最高的退行性关节突关节病关节，其 Patlak 动力学模型参数值和标准化摄取值平均值也最高。

我们正在进行一项临床试验，以验证我们的技术在腰椎小关节疼痛患者中的应用效果。我们期待尽快发表这些数据。掌握如何使用PET-MR软件进行分析存在较大的学习难度。

此外，对于不熟悉脊柱解剖结构的人员而言，可能难以定位小关节。因此，我们认为，对图像处理步骤进行可视化展示将显著提升读者对我们方法的理解。