2024年7月30日，MILAB团队在核医学领域权威期刊《Physics in Medicine & Biology》（JCR Q1，2024年影响因子3.3）发表题为《A novel relative-equilibrium graphical plot for rapid reversible tracer studies in dynamic PET imaging》的研究论文。该研究提出了一种创新的“相对可逆平衡Logan图”（relative reversible equilibrium Logan plot）方法，显著缩短动态正电子发射断层扫描（PET）中可逆示踪剂动力学分析的扫描时间，为临床高效成像提供新工具。
动态PET通过四维成像捕捉示踪剂的药代动力学过程，并使用动力学建模进行参数估计与分析，其中一个重要的建模方法被称为Logan图；但传统的Logan图往往需要对患者进行超过一小时的长时间扫描，这使得在临床应用中进行动态PET扫描的难度增加，限制了其进一步的应用与发展。本研究提出的“相对可逆平衡Logan图”方法基于可逆平衡态理论，为动态PET成像中的可逆性放射性示踪剂的定量分析提供了一种具有前景的新方案。该方法通过数学推导证明，对模型变量中的积分项进行改变后（表1）、新方法估计出的参数与经典Logan图的结果高度线性相关，亦即为分布容积（Distributed Volume）这一关键参数的相对值，且仅需约传统方法一半扫描时间。
表1：经典Logan图、改进版的可逆平衡Logan图与本研究提出的相对可逆平衡Logan图的变量y、x及时间范围对比
本研究通过仿真与临床实验证明了新方法参数与经典Logan图的线性关系性（图1），且能生成高质量参数图像。从图2、3中可以看出，使用本研究的方法所估计出的新参数图像的归一化图像与传统方法差别很小，在不同示踪剂浓度下的表现均表现优秀，且成像效果明显优于静态PET的SUV半定量分析方法所得到的参数图像。该方法有效提升了动态PET成像在临床应用中的实践价值，为动态PET的临床普及和精准诊疗提供了关键技术支撑。
图1：仿真与临床实验中，对于本研究新提出的方法所估计的参数（相对分布容积）与传统Logan中所估计的参数（分布容积）的线性关系均非常显著。（a、b为仿真实验结果，c为临床试验结果）
图2：参数图像的最大密度投影：(a, b) 为冠状面的分布容积与本研究提出的相对分布容积的归一化图像，(d, e) 为矢状面的对应图像；(c, f) 为残差图像
图3：高低摄取区域对比以及与SUV图像的对比：(a, b) 为高摄取区域分布容积与相对分布容积的参数图像；(e, f) 为低摄取区域的相应参数图像；(c, g) 为前两者各自相应的残差图像；(d, h) 为静态PET计算的标准化摄取值（SUV）的参数图像
本研究以田子枫（MILAB博士生，共同第一作者）、左阳（共同第一作者）、谢肇恒（共同通讯作者）及于江媛（共同通讯作者）为核心作者，由北京大学医学技术研究院、中国科学技术大学应用物理系及北京大学肿瘤医院核医学科联合完成，受到国家自然科学基金（62394311）、北京高校“双一流”建设资金（73202Y1022）、北京大学医学青年科学基金项目（68263Y1272）、深圳科技研发计划（KQTD20180412181221912，JCYJ20200109140603831）资助。
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