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2010年3月24日

核醫心臟影像:Normalization 的實務操作

核子醫學檢查的影像分析,需要大量使用影像軟體做後製處理,尤其應用於 Nuclear Cardiology 的軟體是目前諸多核醫應用軟體中最成熟、最繁複、功能最多的部分。因此,軟體的「眉眉角角」需要特別注意。

在大師 Dr. Guido Germano 與 Dr. Daniel Berman 一書「Clinical Gated Cardiac SPECT」中提到關於 series normalization 與 frame normalization 的差異,摘錄書中原文如下:

As for image normalization, there are two widely used approaches. Each series (short-axis, vertical long-axis, and horizontal long-axis images) can be normalized to the pixel with the highest count in the entire series (series normalization). This approach provides the most intuitively accurate assessment of the presence, extent, and severity of perfusion defects, although it presents the drawbacks of lack of ideal display for each individual slice, sensitivity to focal hot spots, and insensitivity to basal perfusion defects. Alternatively, each tomographic slice can be normalized to the brightest pixel within that slice (“frame normalization’’). This approach provides ideal display of each individual slice, is less sensitive to the problem of basal attenuation, and is the approach that has been utilized for the last 15 years at Cedars-Sinai Medical Center.

那如何在 Nuclear Cardiology 應用軟體中落實 series normalization 與 frame normalization 的分析呢?

以 GE Xeleris 2 Workstation 為例,可以使用的 Nuclear Cardiology 應用軟體至少會有 Myometrix 這個分析軟體;另外,3rd party 軟體可能會附上美國 Emory University 研發的 Emory Cardiac ToolBox(ECToolBox)。

底下是台灣 GE Healthcare 的 Tip Application Team Leader 林明德(Brandon Lin,Molecular Imaging Specialist)先生提供的示意畫面與相關說明。

Myomextix:由 GE 設計的 Myomextrix 提供兩種 normalization 的選項,圖一的左方中間,有三個按鈕「Back」、「Manual」與「More」,請點選「More」就會跳出 normalization 的選單。「Max in volume」指的是「series normalizatiom」,而「Max in slice」指的是「frame normalization」。

圖一:Myometrix 修改 normalization 的畫面。

把左下角畫面放大一點來看,請見圖二。

圖二:Myometrix 調整 normalization 的畫面。

ECToolBox:請看圖三左下方有「normalization」的區塊。它的標示方式為「Global (myocardium)」這個選項就是相對應於「series normalization」,而「Global (hottest pixel)」這個選項就是相對應於「frame normalization」中的 hottest pixel。

圖三:ECToolBox 修改 normalization 的畫面。

把左下角畫面放大一點來看,請見圖四。

圖四:ECToolBox 調整 normalization 的畫面。

熟悉教科書或論文的理論,再透過實用的操作資訊,應是核醫醫療人員必須具備的能力。

附註一:Nuclear Cardiology 大致上譯為「核子心臟學」;其實,我不太喜歡這個中文翻譯名詞,網路上有人誤以為「核子心臟」是核子潛艇的核心動來來源。我較為喜歡「核醫心臟學」的翻譯,感覺比較溫和、學術一點。另外,核子醫學容易讓人產生誤解,以為跟核子彈有關;最近有個很夯的名詞叫做 molecular imaging(分子影像),核子醫學影像即屬於此類之一,而且佔據大多數以上。或許,核子醫學科亦可稱為「分子醫學影像科」,會不會更有生醫科技味道的溫馨感呢?

附註二:依據台灣 GE Healthcare 的 Tip Application Team Leader 林明德(Brandon Lin,Molecular Imaging Specialist)先生表示,Myovation 是第一版的架構,沒有任何 transient ischemic dilation(TID)、ejection fraction(EF)與 polar maps 等功能;第二版開始,Myovation 稱為 Myometrix,有完整的 EF 分析功能。因此,可以把  Myovation 視為簡單版,Myometrix 則為完整進階版。現在 GE Xeleris 2.0 工作站電腦都是搭配完整進階版的 Myometrix,涵蓋所有 Myovation 的功能。不過,就我使用 GE Xeleris 2.0 工作站電腦的經驗,Myometrix 軟體 icon 還是顯示 Myovation,但實質上已經是 Myometrix。