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文檔簡介
空腹血糖對PET/CT檢查中全身臟器18F-FDG攝取空腹血糖對PET/CT檢查中全身臟器18F-FDG攝取的影響空腹血糖水平對PET/CT檢查中全身臟器18F-FDG攝取的影響[摘要]目的:研究空腹情況下,不同的血糖濃度對全身臟器(腦、縱隔血池、肝、骨髓、肌肉)PET/CT掃描中18F-FDG攝取的影響。方法回顧性分析2016年3月至2019年4月在廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科行PET/CT檢查的患者或體檢者84例。本研究按空腹血糖濃度分為3組:8mmol/L以下、8和8mmol/L以上、胰島素治療組,每組數(shù)量分別為30、32、22人。比較3組縱隔血池、腦、肝臟、骨髓和肌肉SUVmax的差異。結果3組患者的年齡、性別、體質(zhì)指數(shù)BMI、注射劑量(MBq)等一般資料無統(tǒng)計學意義(p>0.05)。血糖<8mmol/L組與血糖≥8mmol/L相比,前者腦部SUVmax明顯高于后者(12.8293.215vs7.8052.570),差異有統(tǒng)計學意義(P=0.00<0.05)。血糖<8組與胰島素組相比,前者腦部SUVmax明顯高于后者(12.8273.215vs10.0912.446)、前者肝臟SUVmax明顯高于后者(2.9070.488vs2.5420.611),差異有統(tǒng)計學意義(P=0.001、P=0.020)。血糖≥8組與胰島素組相比,前者腦部SUVmax明顯低于后者(7.8052.570vs10.0912.446),差異有統(tǒng)計學意義(P=0.002<0.005);腦部SUVmax和血糖水平呈負相關(r=-0.633,P=0.000),結論:血糖是影響腦部18F-FDG攝取的重要因素,血糖增高腦部SUVmax下降。縱隔血池、肝臟、骨髓和肌肉的SUVmax可能不受血糖影響注射胰島素明顯降低腦部18F-FDG的攝取與血糖小于8mmol/L相比,注射胰島素可能會影響肝臟正常攝取18F-FDG。[關鍵詞]:空腹血糖;最大標準攝取值;PET/CT;腫瘤;胰島素Effectoffastingbloodglucoselevelon18F-FDGuptakeofwholebodyorgansinPET/CTexamination[Abstract]Objective:Tostudytheeffectofdifferentbloodglucoseconcentrationson18F-FDGuptakeinPET/CTscansofwholebodyorgans(brain,mediastinalbloodpool,liver,bonemarrow,muscle)underfastingconditions.MethodsAretrospectiveanalysisof84patientsorphysicalexaminationpatientswhounderwentPET/CTexaminationintheDepartmentofNuclearMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofGuangzhouMedicalUniversityfromMarch2016toApril2019.Thestudywasdividedintothreegroupsaccordingtothefastingbloodglucoseconcentration:8mmol/Lorless,8and8mmol/Lormore,andtheinsulintreatmentgroup,thenumberofeachgroupwas30,32,22people.ThedifferencesinSUVmaxbetweenthethreegroupsofmediastinalbloodpool,brain,liver,bonemarrowandmusclewerecompared.ResultsTherewerenosignificantdifferencesintheage,sex,bodymassindexBMI,andinjectiondose(MBq)betweenthethreegroups(p>0.05).Comparedwithbloodglucose≥8mmol/L,thebloodglucose<8mmol/Lgroupwassignificantlyhigherthanthelatter(12.8293.215vs7.8052.570),thedifferencewasstatisticallysignificant(P=0.00<0.05).Comparedwiththeinsulingroup,thebloodglucose<8groupwassignificantlyhigherthanthelatter(12.8273.215vs10.0912.446),andtheformerliverSUVmaxwassignificantlyhigherthanthelatter(2.9070.488vs2.5420.611).Statisticallysignificant(P=0.001,P=0.020).Comparedwiththeinsulingroup,theSUVmaxoftheformergroupwassignificantlylowerthanthatoftheinsulingroup(7.8052.570vs10.0912.446),thedifferencewasstatisticallysignificant(P=0.002<0.005);thebrainSUVmaxandbloodglucoselevelwereNegativecorrelation(r=-0.633,P=0.000),Conclusion:Bloodglucoseisanimportantfactoraffectingtheuptakeof18F-FDGinthebrain,andthebloodglucoseisincreasedinthebrain.TheSUVmaxofthemediastinum,liver,bonemarrowandmusclemaybeunaffectedbybloodglucose.Insulininjectionsignificantlyreducestheuptakeof18F-FDGinthebrain.Comparedwithbloodglucoselessthan8mmol/L,insulininjectionmayaffectnormalliveruptakeof18F-FDG.Keywords:fasting
blood
sugar;
SUVmax;
PET/CT;tumor;insulin目錄1前言································································11.1本設計的目的、意義及應達到的要求···························11.2本設計在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題······················11.3本設計應解決的主要問題······································12資料與方法························································12.1一般資料······················································12.方法····························································12.2.1血糖采集與檢測·········································12.2.2PET/CT圖像采集·········································12.2.3圖像分析················································12.2.4統(tǒng)計方法················································12.3研究結果······················································12.4研究結論······················································12.5研究討論······················································1參考文獻·····························································3致謝··································································4附錄A································································5空腹血糖對PET/CT檢查中全身臟器18F-FDG攝取的影響前言隨著核醫(yī)學的迅速發(fā)展,18F-FDGPET/CT在臨床上的應用愈加廣泛,作為當今較為常見且精確度較高的無創(chuàng)性診斷的方法,PET/CT顯像技術對影像學與臨床都產(chǎn)生了深遠的影響[1]。目前,在臨床應用上,18F-FDGPET顯像被用于多種臨床研究,其中有帕金森病腦、診斷老年癡呆、心肌存活狀況、發(fā)作間期顳葉癲癇、肺良惡性病[2]、肺內(nèi)病灶、淋巴瘤骨髓浸潤等。由此可以發(fā)現(xiàn)18F-FDG在臨床上應用廣泛[3],而且對醫(yī)學領域方面做出了巨大的貢獻。對于PET/CT,則作為PET與CT的融合與聯(lián)合[4]。其中,CT是屬于解剖圖像,PET則被作為分子影像。分子影像學作為影像醫(yī)學的一種,如今,影像醫(yī)學由這三方面構成:(1)經(jīng)典醫(yī)學影像學;(2)治療學;(3)分子影像學;三者處于合作互補的整體關系。然而PET屬于功能成像,但卻存在著檢查圖無法進行解剖定位的問題。于此,對于聯(lián)合產(chǎn)物PET/CT則實現(xiàn)了互補成像的優(yōu)點。因此,在18F-FDGPET/CT可以用于評估病灶、反映在人體肺臟等器官或病變組織、病灶上的葡萄糖代謝情況,以此進行追蹤,用放射線、手術等去除病灶[5]。18F-FDG的完全化學名為“2-氟-2-脫氧-D-葡萄糖”,全稱為“氟脫氧葡萄糖”,簡稱為“FDG”。18F-FDG是葡萄糖的類似物(圖1),是臨床最常用的顯像劑。其原理:靜脈注射18F-FDG后,葡萄糖跨過細胞膜主要依賴葡萄糖轉運蛋白GLUT(主要是GLUT-1),緊接著細胞內(nèi)的18F-FDG在已糖激酶作用下磷酸化,生成6-PO4-18F-FDG(6-磷酸葡萄糖),因為6-PO4-18F-FDG不能進行糖代謝,所以會堆積在細胞中,這與6-PO4-18F-FDG中的18F-FDG與葡萄糖的結構不同有關(2-位碳原子上的羥基被18F取代)。在正常情況下,6-PO4-18F-FDG堆積量大概與人體組織細胞中葡萄糖消耗量基本相同,所以18F-FDG能反映體內(nèi)葡萄糖的利用情況。圖1葡萄糖與18F-FDG分子結構式的比較其中評價葡萄糖代謝的最直接反應組織糖代謝的指標是組織葡萄糖代謝率(MRglc),然而該指標設計動態(tài)采集及連續(xù)取血等復雜過程,無法在臨床廣泛應用。而SUV作為PET的半定量指標,由于與MRglc有很好的相關性,因此我們可以用SUV間接反映MRglc,成為臨床廣泛使用的指標。SUV是指單位體積病灶處藥物的攝取量與全身平均的攝取值之比,定義式如下(1)(1)SUV單位為g/ml,大多數(shù)醫(yī)師以SUV=2.5作為臨界值來鑒別腫瘤良惡性,主要用在乳腺癌、淋巴瘤、肺癌、肝癌、卵巢癌、胰腺癌和頭頸部腫瘤等,及各種腫瘤的轉移灶的全身檢查。最大標準攝取值(SUVmax)作為臨床18F-FDGPET/CT檢測中常用的半定量數(shù)值,可反映機體組織或器官葡萄糖代謝率,分析方法簡便、快捷,但影響攝取值的因素較多:身高、體重、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、年齡、性別、注射劑量。[1]其中,血糖是影響體內(nèi)18F-FDG的分布和攝取的重要因素。血糖中的葡萄糖稱為血糖,葡萄糖是人體的重要組成成分,是機體的能源之一,正常人體每天都需要很多的血糖來為各種組織和臟器的正常運動提供能量,因此,血糖要維持在一定水平以及一定的平衡。1.1本研究的目的、意義及應達到的技術要求本研究通過比較空腹水平下不同血糖濃度的高低以及接受胰島素治療后的血糖濃度對全身臟器(腦、縱隔血池、肝、骨髓、肌肉)18F-FDG攝取的影響,探討血糖濃度是否是影響全身臟器(腦、縱隔血池、肝、骨髓、肌肉)18F-FDG攝取的重要因素以及對于血糖偏高者(≥8mmol/L)進行胰島素治療是否能夠有效的改善圖像質(zhì)量,從而獲取提高18F-FDG的顯像質(zhì)量的方法。1.2本研究在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題此前有多位學者劉春海、郭靜、張建、KIMYH等[1][7-8]證明血糖是影響腦、肝臟攝取18F-FDG的重要因素,而且血糖升高還會降低圖像質(zhì)量[6],同時Sprinz等研究[10]證明骨髓對18F-FDG的攝取不受血糖的影響而血糖對縱隔血池有顯著影響,但是關聯(lián)的程度較小,可以忽略不計。目前,并沒有相關研究證明血糖是影響肌肉攝取18F-FDG的重要因素,但是有研究[6]證明胰島素會影響肌肉攝取18F-FDG,而且過量運動會使肌肉組織葡萄糖代謝增加。為此本研究需要通過對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析得出血糖是否影響肌肉攝取18F-FDG的重要因素以及驗證得出的結論是否與之前的研究[1][7-8][10-11]結果大致相同(血糖是影響腦、縱隔、肝、骨髓攝取18F-FDG攝取的重要因素)。對于血糖偏高者,進行胰島素治療是降低血糖最有效方法之一[12],而且采用胰島素治療會提高圖像質(zhì)量[6]。1.3本研究應解決的主要問題(1)血糖高低與全身臟器(腦、縱隔血池、肝、骨髓、肌肉)18F-FDG的SUVmax的關系。(2)注射胰島素是否影響全身臟器(腦、縱隔血池、肝、骨髓、肌肉)18F-FDG的SUVmax。2研究資料與方法2.1一般資料選取84名2016年3月至2019年4月在廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科行PET/CT檢查的患者或體檢者。將84名患者分為3組,進行分析,其中男性56名、女性28名。納入標準:排除患有腦部及肝臟惡性腫瘤、嚴重腦梗死或其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、功能不全及肝膿腫等影響腦組織及肝臟正常攝取者;肌肉、全身骨髓、主動脈弓沒有發(fā)生異常代謝增高的患者。由于2018年6月之后科室才要求在PET/CT檢查前對血糖高于8.0mmol/L的檢查者進行胰島素治療,所以存在部分血糖高于(140mg/dl)大約8.0mmol/L的患者進行PET/CT檢查。對于之后血糖高于8.0mmol/L的患者,給予胰島素治療,胰島素注射劑量的用法計算會在后文有所提及。之后測定用藥后血糖濃度,盡量將血糖控制在8.0mmol/L以下再開始PET/CT檢查。在檢查前對全部患者進行血糖濃度檢查,對血糖較高者(8mmol/L以上)進行胰島素注射,并進行分組,分為血糖<8mmol/L、血糖≥8mmol/L與胰島素治療組,其中血糖8以下有30人,有女性患者9人,男性患者21人;血糖≥8mmol/L有32人,男性患者22人,女性患者10人;胰島素治療組22人,男性患者13人,女性患者9人。3組一般資料之間比較無統(tǒng)計學差異(P>0.05),見表1。表1三組一般資料對比組別n血糖年齡性別比例(%)BMI注射劑量(xs,mmol/L)(xs,歲)男女(xs,kg/m2)(xs,MBq)血糖<8305.920.6955.8010.21703024.276.45314.7359.75血糖≥8328.680.6861.8410.71693123.713.82331.43101.05胰島素治療226.981.1256.649.72594123.312.39342.7747.66F2.0272.658 2.8212.071 3.026 2.176P<0.05>0.05>0.05>0.05>0.05>0.052.2方法2.2.1血糖采集與檢測所有患者在檢查前均禁食4~8小時,用75%酒精消毒手指,采血前先將手臂下垂放松,使指尖充血,扎針后,輕輕地推壓手指兩側血管,讓血慢慢滲出,同時把血糖紙條放入血糖儀至滴血狀態(tài),然后使用一次性采集筆快速刺進手指尖,并輕輕擠壓手指,待血液量溢出足夠后,將血液滴于試紙條測試區(qū)上,通常第一滴血是不采用的,因為可能會被酒精污染而影響了血糖測定的計數(shù)。采集完畢后囑咐患者使用無菌棉簽按壓采血點4~5分鐘直至不再出血為止,然后讀取血糖儀上的計數(shù)并記錄。對于血糖較高者(大約8mmol/L以上)的患者,經(jīng)醫(yī)師與患者及其家屬溝通同意后,護士給予病人胰島素注射,基礎空腹血糖在8.0~10.0mmol/L之間,注射劑量按照0.2u/kg注射(總量不超過20u);基礎空腹血糖在10.0~12.0之間,注射劑量按照0.3u/kg注射(總量不超過24u),之后每隔半小時測定一次血糖,于2小時后觀察血糖濃度是否降至8.0mmol/L以下,之后進行PET/CT檢查。2.2.2PET/CT圖像采集采用美國GE公司提供的GEDiscovery-ST8PET/CT顯像儀器,18F-FDG由本實習單位(廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院)生產(chǎn)。受檢者檢查前禁食4~8個小時,可進少量白開水,停服一切不必要的藥物。首先于手背靜脈建立通道,顯像劑18F-FDG放化純度大于或等于95%,注射劑量按0.12~0.15mCi/kg,靜脈快速注射后,拔針,囑受檢者安靜坐位或仰臥位在光線稍暗房間內(nèi)休息。30~60min后進行PET檢查,檢查前排盡尿液,注意避免尿液污染體表與衣褲,并快速飲水300~700ml,至充分擴張胃部后行PET/CT全身檢查。首先進行CT掃描,CT設置低劑量掃描:電壓140kV、電流60~100mA、層厚3.75mm。掃描范圍由股骨上端至頭頂,約6~8個床位;PET數(shù)據(jù)采集在CT相同掃描范圍進行,采用2D采集。體部顯像要求檢測者平躺,雙手上舉,置于頭部兩側,按每床位3.5min掃描,約21min。囑咐受檢者放松,均勻平靜呼吸,檢查過程身體保持不動,使PET顯像與CT圖像匹配,然后軟件自動利用CT數(shù)據(jù)對PET數(shù)據(jù)進行衰減校正,并把CT顯像與PET圖像進行重建和融合。2.2.3圖像分析勾畫相應部位的感興趣區(qū)(ROI)后,每個部位的位置以及ROI的直徑大小要保持相同(肝:于門靜脈主干層面肝右葉勾畫面積為6.11cm2的ROI,勾畫的同時要避開大血管和大膽管[9];腦:于基底節(jié)層面右顳葉勾畫直徑10.07cm2的ROI;主動脈弓:于主動脈弓最大層面主動脈弓前端勾畫直徑為4.08cm2的ROI:L4或L5層面勾畫直徑為2.5cm2的ROI;肌肉:選取右上肢臀大肌勾畫直徑為4.39cm2的ROI),然后采用后處理工作站軟件UIHPETWS獲得軸位、冠狀位和矢狀位及三維投影圖像,并自動計算SUVmax。以2018年5月16日檢查的女性患者,49歲、75kg的吳某為例,她的血糖為5.6mmol/L,并未注射過胰島素,臨床診斷為體檢,其中納入標準。此外,進行的其他檢查值分別為縱隔血池的SUVmax為2.56,腦的SUVMAX為18.11,肝的SUVmax為3.09。骨髓與肌肉的SUVmax分別為2.73與0.78。對患者的圖片進行研究發(fā)現(xiàn):肉眼觀看下,圖片顯示清晰,如圖2、3、4、5、6圖2受檢者女,49歲,PET/CT檢查圖像A.腦部CT圖像;B.腦部PET圖像;C.腦部CT圖像與PET融合圖像;D.MIP圖像圖3受檢者女,49歲,PET/CT檢查圖像A.胸部CT圖像;B.胸部PET圖像;C.胸部CT圖像與PET融合圖像;D.MIP圖像圖4受檢者女,49歲,PET/CT檢查圖像A.肝臟CT圖像;B.肝臟PET圖像;C.肝臟CT圖像與PET融合圖像;D.MIP圖像圖5受檢者女,49歲,PET/CT檢查圖像A.腰椎CT圖像;B.腰椎PET圖像;C.腰椎CT圖像與PET融合圖像;D.MIP圖像圖6受檢者女,49歲,PET/CT檢查圖像A.下肢CT圖像;B.下肢PET圖像;C.下肢CT圖像與PET融合圖像;D.MIP圖像2.2.4統(tǒng)計方法采用SPSS25.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行分析,計量資料以xs表示,采用Kolmogorov–Smirnov檢驗進行正態(tài)分布,數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時(以下資料均符合正態(tài)分布),三組數(shù)據(jù)兩兩比較采用兩獨立樣本t檢驗以及Pearson相關性分析(r取值范圍在在-1≤r≤1,其中r大于0表示正相關,r小于0表示負相關,r=0表示無相關,也就是沒有直線關系,當r的絕對值等于1時為完全相關。相關系數(shù)的絕對值越接近1,相關就越密切;相關越接近0,相關越不密切),當P<0.05表示有統(tǒng)計學差異。2.3研究結果2.3.1不同血糖組(沒有接受胰島素治療)全身臟器(腦、縱隔血池、肝、骨髓、肌肉)18F-FDG的SUVmax比較:表2血糖<8mmol/L組與血糖≥8mmol/L對比縱隔血池腦部肝臟骨髓肌肉血糖<81.950.5812.833.222.910.492.340.860.900.18血糖≥82.000.587.812.572.660.592.270.720.900.22t-0.3756.8141.7880.345-0.166P0.7090.000.790.732 0.869 數(shù)據(jù)分析結果顯示:通過表2可看出,血糖<8mmol/L與血糖≥8mmol/L組之間腦部SUVmax存在顯著性差異P=0.00<0.05,縱隔血池、肝臟、骨髓和肌肉均無顯著性差異,分別P=0.709>0.05、P=0.79>0.05、P=0.732>0.05、P=0.869>0.05。:對血糖<8mmol/L和血糖≥8mmol/L這兩組腦部SUVmax值、縱隔血池SUVmax值、肝臟SUVmax值、骨髓SUVmax值和肌肉SUVmax值與血糖濃度進行pearson相關性分析,從pearson相關分析結果看出:腦部SUVmax和血糖水平呈負相關(r=-0.633,P=0.000),其余四類均無明顯相關性:縱膈血池(r=0.138、P=0.286),肝臟(r=-0.201、P=0.118),骨髓(r=-0.043,P=0.739),肌肉(r=-0.043,P=0.739);也就是說隨著血糖升高,腦部SUVmax值會下降,如圖7圖72.3.2胰島素治療對18F-FDG的SUVmax的影響:表3血糖<8mmol/L組與胰島素組對比縱隔血池腦部肝臟骨髓肌肉血糖<81.950.5812.833.222.910.492.340.860.900.18胰島素治療1.740.4810.092.442.540.612.090.540.890.19t1.8233.3412.3951.3050.116P0.0770.0010.0200.1980.908數(shù)據(jù)分析結果顯示:通過表3可看出,血糖<8mmol/L與胰島素組之間腦部和肝臟SUVmax存在顯著性差異P=0.001<0.05、P=0.020<0.05,縱隔血池、骨髓和肌肉均無顯著性差異,分別P=0.077>0.05、P=0.198>0.05、P=0.908>0.05。:表4血糖≥8mmol/L組與胰島素組對比縱隔血池腦部肝臟骨髓肌肉血糖≥82.000.587.812.572.660.592.270.720.900.22胰島素治療1.740.4810.092.442.540.612.090.540.890.19t1.730-3.2750.7121.0210.251P0.790.0020.4800.3120.803數(shù)據(jù)分析結果顯示:通過表4可看出,血糖≥8mmol/L與胰島素組之間腦部SUVmax存在顯著性差異P=0.002<0.05,縱隔血池、肝臟、骨髓和肌肉均無顯著性差異,分別P=0.79>0.05、P=0.480>0.05、P=0.312>0.05、P=0.803>0.05。2.4研究結論綜合以上分析結果得出結論:血糖是影響腦部18F-FDG攝取的重要因素縱隔血池、肝臟、骨髓和肌肉攝取18F-FDG可能不受血糖影響與正常血糖相比,注射胰島素會降低腦部SUVmax,但較血糖偏高者比較,接受胰島素治療的患者腦部SUVmax要高與血糖<8mmol/L相比,注射胰島素可能會降低肝臟攝取18F-FDG。2.5研究討論本次研究結果顯示縱隔血池攝取18F-FDG可能不受血糖影響,與此前Sprinz的研究[9]結果有所不同,考慮到有可能是血糖分組的問題,但是骨髓攝取18F-FDG可能不受血糖影響這個結果與之相符合。張建、張新超、劉春海等人的研究[1][6][10]結果中顯示血糖與肝臟SUVmax值有顯著相關性,血糖能夠影響肝臟攝取18F-FDG,其中張建的研究結果為r=0.61,P=0.00<0.05,肝臟SUVmax和血糖水平呈正相關,即隨著血糖升高,肝臟SUVmax值降低,該結論與本研究結論不符,考慮的因素可能也是血糖分組的問題。本研究選取了右側臀大肌作為本次對肌肉的研究對象,研究得出的結論是血糖可能不是影響肌肉18F-FDG的SUVmax的重要因素,但是郭靜的研究[6]選取了骨骼肌作為研究對象,該研究結果表明血糖升高會進一步引起胰島素的分泌,令骨骼肌等其他胰島素敏感組織對18F-FDG攝取增加,以及過量運動會令肌肉葡萄糖攝取量增加,所以在做PET/CT檢查之前要禁止體力鍛煉和體力勞動。本研究結果發(fā)現(xiàn)在不同空腹血糖水平以及采用胰島素治療之后進行SUVmax值對比,隨著血糖升高,腦部SUVmax值會降低,采用胰島素治療后SUVmax會明顯降低,說明血糖是影響腦部攝取18F-FDG的重要因素,而且胰島素治療會提高圖像質(zhì)量,這與此前研究[1][5]結果相符合,但是該研究提到腦組織的血供、各種聲光影像、運動及情緒波動等都會影響或干擾PET/CT腦部顯像,所以我認為今后核醫(yī)學診斷醫(yī)師對腦部的診斷需要考慮更多的因素,如正常血糖下腦部SUVmax的過高或過低,以便對臨床上的疾病做出更好的診斷。 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