利用高灵敏度短轴向视野的PET/CT系统生成与年龄相关的、标准化了的18F-FDG脑部PET图谱

本研究开发了高分辨率、年龄分组的18F-FDG脑图谱，协调不同有效图像分辨率（EIR）的PET/CT扫描器。通过分析97名受试者的数据，发现灰质/白质对比度（GWC）随EIR变化（5.0-6.0mm vs 8.0-10.0mm），年龄与皮质及基底节SUVR负相关，而脑干仅在低分辨率时呈现相关性。最终构建的年龄依赖性、EIR协调的FDG-PET脑图谱及定量指标为临床和神经科学研究中年龄与扫描器差异的标准化分析提供了工具。

　　

摘要

¹⁸F-FDG脑部PET图谱在临床和神经科学研究中被广泛使用。然而，由于PET扫描仪技术的差异，可能会导致图谱不匹配，从而引发误解和量化错误。本研究旨在开发高分辨率、按年龄分层的FDG脑部图谱，使其能够适应不同的有效图像分辨率（EIR），以支持各种PET/CT扫描仪。共有140名成年人（年龄20–90岁，其中72名为男性）参与了这项研究，并被分为七个年龄组（每组20人）。所有参与者均在中国-日本友好医院接受了¹⁸F-FDG PET/CT检查（时间跨度为2022年1月至2023年5月），使用的扫描仪为Siemens Biograph Vision 600。PET扫描在¹⁸F-FDG注射后60分钟进行（注射剂量为4.44 MBq/kg），扫描时间为4分钟。系统有效图像分辨率（EIR）是通过Hoffman模体测量的，图像经过处理后分别达到5.0–6.0毫米和8.0–10.0毫米的分辨率。图像经过ANTS处理后转换为MNI空间（1.0毫米），并排除了FDG摄取值异常的受试者。以整个小脑作为参考，计算了各区域的SUVR（Standard Uptake Value）。最终生成了按年龄分层且分辨率一致的FDG脑部图谱。分析了灰白对比度（GWC）、年龄相关性以及不同分辨率下的SUVR差异。经过质量控制后，共有97名参与者被纳入图谱构建。针对两种分辨率分别生成了相应的图谱。结果显示，在5.0–6.0毫米分辨率下，灰白对比度高于8.0–10.0毫米分辨率（例如，20–30岁年龄组的灰白对比度分别为2.73和1.76）。皮质和皮下区域的SUVR与年龄呈负相关；而脑干区域的SUVR仅在较低分辨率下存在相关性。高分辨率下的SUVR在各个区域均较高。本研究开发了一套基于年龄的、统一的FDG-PET图谱，并对其跨年龄的定量指标进行了分析。

参与者纳入说明

本研究涉及的参与者数据来自中国-日本友好医院。参与者筛选遵循了科学的纳入和排除标准，符合人类脑成像研究对参与者多样性的要求，不基于性别、种族或民族进行限制。年龄分组仅用于统计分析和图谱构建。

信息披露

开源信息：FDG-PET脑部图谱及相关算法根据MIT许可证发布，允许学术和商业用途的无限制使用、修改和分发。用户必须保留原始的版权声明，并引用我们的基础研究成果。不同年龄组的统一FDG-PET脑部图谱可在https://github.com/devhliu/BrainAtlas-FDG处根据MIT许可证公开获取。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性

如需获取支持本研究结果的数据，可向通讯作者提出合理请求。