Amyloid PET · 演算法
11方法(Methods)· 下:統計圖、門檻與呈現
接續上頁的步驟 1–8:從部分容積效應與平滑的分支講起,一路到 Z 值、正常庫、判讀門檻與色階規則。末尾附上全部 14 個步驟的關鍵參數總表,以及本頁查不到獨立依據的項目。
步驟 9|部分容積效應:皮質太薄,讀值被稀釋(我們沒有做校正)
輸入 MNI PET →運算 沒有做任何部分容積校正(PVEC),也沒有用 MRI 的灰質/白質/腦脊髓液比例回推 →輸出 未校正的 SUVR 與 CL
- 我們有沒有做 沒有。管線中沒有 PVC 步驟;報告也不會標示已校正 我們自訂(現況揭露)
- 為什麼不做 Phenomics 2023 國際核醫共識明寫:目前對「何時做、做哪一種校正」沒有共識;PVEC 高度依賴方法,且以 MRI 為基礎的 PVEC 必須用同一台掃描儀取得的參考 MRI 才可靠 共識指引 [40]
- 沒做的後果(FBB 專屬實證) PVEC 會把 AD vs 健康對照的區辨力從 Cohen d 1.68 提到 2.0(複合 SUVR)、內側顳葉皮質從 0.04 提到 1.04;影響大小與腦萎縮程度相關 同行評閱原始論文 [39]
- 機轉 皮質只有約 3 mm 厚,而臨床類澱粉 PET 的有效空間解析度通常與 cortex 厚度同一量級、甚至更差(不是固定值:不同掃描儀、重建與追蹤劑各不相同),因此 PVE 不可忽略,訊號會與鄰近白質/腦脊髓液互相溢出。萎縮時皮質更薄:可能被白質溢出抬高(偽陽,類澱粉 PET 的白質非特異性攝取本來就高,所以 PVE 的方向不一定只把 cortical SUVR 壓低),也可能因為太薄而分不出來(偽陰) 共識指引 [40]
- 官方也把它列為變異來源 Klunk 2015 把「有無做部分容積校正」列為 Centiloid 的變異來源之一 國際標準 [1]
- 我們做過的替代處置(不是校正) 表面圖的取樣改成「取表面那一點」,而不是沿視線取極大——因為 PET 的皮質訊號到表面已被 PVE 壓低,取極大會把上色面積灌到約 2 倍(實測 41.9% 對表面點 20.6%,松田報告 21.9%) 我們自訂
- 跨軟體比較時要揭露 若對方做了 PVEC 而我們沒做,在中重度萎縮的病人身上即可產生數 CL 的落差 同行評閱原始論文 [39]
- 但這個偏差有多大 區域層級影響很大(內側顳葉皮質的區辨力由 Cohen d 0.04 提到 1.04),但 CL 這種把整個皮質平均起來的複合分數會被拉回來:在標準 CL 管線、全小腦當參考區的條件下,萎縮與影像解析度對 CL 的影響落在 95% 信賴區間 ±3.95 CL 以內(CL < 24 的門檻處) 同行評閱原始論文 [7]
- A 空間正規化(spatial normalization):回答「這塊 cortex 在哪裡」。MRI 在這裡的主要用途是提供 anatomy、幫 PET 對準位置。
- B 分割(segmentation):回答「這個 voxel 裡有多少 GM/WM/CSF」。MRI 對灰質/白質/腦脊髓液的分割特別有幫助。
- C 部分容積校正(partial volume correction, PVC):回答「因為 PET 解析度太差、被 spill-in/spill-out 稀釋的訊號,要不要校正回去」。PET 加 MRI 並不代表已經校正 cortical thickness;MRI 可以幫忙定位與分割,但 PVC 是另一個獨立運算步驟。
所以「我們有 MRI」不等於「我們做過 PVC」,「我們沒做 PVC」也不等於「我們沒有解剖資訊」。本頁的管線是 A、B 有做(由 CT 驅動),C 沒有做。[40][39]
步驟 10|平滑:用在哪一步、不能用在哪一步
輸入 未平滑的 SUVR 圖 →運算 只在 Z 圖那一條分支做 8 mm FWHM Gaussian smoothing;SUVR 與 CL 那一段用未平滑影像 →輸出 Z 圖的輸入影像(平滑後)+未平滑的 SUVR/CL
- 用在這裡 8 mm FWHM Gaussian smoothing(FWHM = full width at half maximum,描述的是 Gaussian kernel 的寬度、是一個長度,不是體積,所以單位是 mm 而不是 mm³),只用在 Z 圖(病人影像與正常庫用同一條)。這是松田團隊 Z 圖的做法 單一團隊作法 [6]
- 不能用在哪裡 不能用在 SUVR 與 CL 那一段。官方定量流程並不規定 PET 平滑;另外 8 mm FWHM 均勻平滑會讓 CL 平均下降(SPM 系管線約 3%、CapAIBL 約 8%) 國際標準 [1]+本頁未能定位到獨立依據(3%/8% 來自多篇研究的歸納)
- 病人與庫必須同一條平滑 實測只平滑病人、庫沒平滑時:庫的皮質標準差由 0.1039 變 0.1672、Z 被系統性壓低,皮質暖色覆蓋只剩正確值的 0.37 倍 我們自訂(實測)
- 實際影響有多大 我們未平滑的 SUVR 粗糙度 0.144 已略低於庫 MEAN 的 0.154;補上 8 mm FWHM 之後 Z 中位數 1.05→1.23、Z ≥ 2.6 佔比 37.9%→36.2%,影響很小。照原文做是為了忠於方法 我們自訂(實測)
- 別人也在用同一個值 ADNI/University of Utah 的 NEUROSTAT 標準實作也做「均勻解析度平滑至 8 mm FWHM」,與我們 Z 圖同值(但那是 NEUROSTAT,不是 Centiloid) 同行評閱原始論文 [16]
- SPM8 與 SPM25 之間對 CL 的量化影響 查不到任何研究 本頁未能定位到獨立依據
步驟 11|Z 值:逐體素、對正常庫
輸入 8 mm FWHM 平滑後的 SUVR 圖(以全小腦歸一)+正常庫的逐體素 MEAN/STD →運算 逐體素標準化 →輸出 Z 圖(每個體素一個數字)
- 定義 逐體素:病人該體素的值減正常庫平均,再除以正常庫標準差 單一團隊作法 [6]
- 這個 Z 是哪一種 Z 是 young amyloid-negative reference Z-score,不是 age-matched normative Z-score。它回答的是「相對於高確定 amyloid-negative 的年輕正常腦,這個 voxel 高多少」;病人年紀較大時,Z 不能解讀成「同年齡族群中異常多少」 我們自訂(依庫定義;年齡問題見步驟 12)
- 報 Z 時必須一起講清楚 Z 不能只報一個數字:必須同時說明追蹤劑、正常庫、例數 n、年齡分布、前處理、平滑、參考區與掃描儀/重建校正,否則那個 Z 沒有可比的意義 本頁報告建議 [6][10][11]
- 在哪些體素才計算 兩個條件同時成立:體素在腦遮罩內、且正常庫該體素的 STD > 0.02(標準差太小會讓 Z 爆表) 我們自訂
- Z 值上限 截在 ±10,避免極端值把色階拉爆 我們自訂
- 正常庫的 MEAN/STD 是什麼 逐體素 SUVR 的平均與標準差,且該 SUVR 是以全小腦歸一之後的值 我們自訂(依庫檔案結構)
- 松田團隊的判定條件 Z ≥ 2.6 且至少 300 個 2 mm 體素(2.4 cc)的聚集檢驗 單一團隊作法 [6]
- 我們的顯色門檻不是判定門檻 報告上的 Z ≥ 2.0 只是顯色門檻;我們沒有套用聚集檢驗,也沒有相同的正常庫與對位校準 → 兩張彩圖不能以顯色面積直接比較 我們自訂(誠實界線)
- Z 不能跨庫比(數學事實) 換庫實測差 1.05 ± 0.77 個標準差;兩套已核准軟體的 Z 值也不可互換(n=100,顳葉皮質斜率 0.70) 同行評閱原始論文 [10][31]
- 報告上的「區域 Z」是什麼 是「區域內平均體素 Z」,屬探索性空間摘要;不是「受試者區域均值分布的 Z」,不能當成正常組 ±1 SD 的位置條來讀 我們自訂
- 同類方法的已知陷阱 3D-SSP 用在類澱粉 PET 時,白質與顱骨的非特異性攝取會造成高 Z 分數假陽性(56 例中 27 例兩種方法結果不一致) 同行評閱原始論文 [15]
步驟 12|正常庫(來源、例數、年齡、限制)
輸入 正常庫 .mat(逐體素 MEAN/STD)
→運算 供步驟 11 當分母
→輸出 Z 圖與區域 Z
- 現行預設庫
FBB_YC_10_Zscore.mat我們自訂(選庫) - 來源 AmPQ v250918w(MIPAL,長庚大學)隨附資產;其原始資料來自 GAAIN 公開的年輕對照資料集 單一團隊作法 [11][44]
- 例數 10 例(FBB)。其他追蹤劑:FBP 13 例、FMM 24 例、PiB 28 例 我們自訂(庫檔案)
- 年齡 沒有年齡配對。YC/YHV 都是年輕族群,所以這是 young amyloid-negative reference Z-score,不是 age-matched normative Z-score:它回答的是「相對於高確定 amyloid-negative 的年輕正常腦,這個 voxel 高多少」;病人年紀較大時,Z 不能解讀成「同年齡族群中異常多少」。年齡相關的真實類澱粉累積不會被 age adjustment 消掉,其他與年齡相關的 anatomy、PVE 與追蹤劑分布差異也可能改變 Z。而且如果目的本來就是偵測 Aβ pathology,未必應把 age-related amyloid deposition 當成正常老化扣掉,所以「年齡不匹配=偏差」不能講得太簡單 我們自訂(揭露)
- 自建庫(備選) 拿 GAAIN YC-10 的原始 PET、用自家管線重算(
OWN_FBB_YC10):10 位 CL 全 < 11(−10.7 … +8.1),正確判為陰性年輕對照 我們自訂 - 自建庫的實測取捨 自建庫更均勻(逐格離散度 0.40 對 GAAIN 庫 0.58)但整體偏低(暖色覆蓋 14.4% 對松田 21.9%;GAAIN 庫 21.0% = 0.96 倍)→ 預設仍用 GAAIN 庫,覆蓋率才對得上 我們自訂
- 已知限制 1:樣本太小 NEUROSTAT 相關研究建議正常庫要 > 50 例才穩定,10–20 例會有明顯的 Z 分數誤差;松田團隊自己也提過 GAAIN 的 18F 年輕對照庫樣本數小,可能造成 Z 分析偽陽或偽陰 同行評閱原始論文 [15][6]
- 已知限制 2:庫與松田不同 松田的 Z 用他們自建的 20 位健康對照庫;我們的庫是 GAAIN 的 10 例 → 庫不同,Z 就不同(數學必然) 同行評閱原始論文 [6]
- 已知限制 3:仍存的不均勻 逐格暖色覆蓋率相對松田:前 0.31 倍、上 0.32 倍、左外側 0.42 倍(偏少);後 1.78 倍、左內側 1.87 倍(偏多)。已排除對位路線(SPM CT 非線性一樣不均)→ 來源是 Z 圖本身的內容分佈 我們自訂
- 「正常庫要幾例才穩定」的正式標準 查不到正式標準(> 50 例是相關研究的建議值,不是標準) 本頁未能定位到獨立依據
- GAAIN Centiloid calibration dataset = 校正「尺」:高確定性年輕 amyloid-negative → 0 CL 錨點、典型 AD → 100 CL 錨點,以 PiB 為 reference method,其他追蹤劑與管線再校準到這把尺。它回答的是「你的 50 CL 跟別人的 50 CL 是不是同一個尺度」。[1][44]
- normal database for Z-score = 正常分布參考:Z =(patient − normal mean)÷ normal SD,回答的是「比這一群正常人高多少個 SD」。Z 不可只報一個數字,必須同時說追蹤劑、正常庫、n、年齡分布、前處理、平滑、參考區與掃描儀/重建校正。[10][11]
- PET template database = 導航/空間正規化:amyloid-negative template、amyloid-positive template,或 continuum/principal components/AI 生成的自適應模板。它既不是 normal database,也不是 Centiloid 錨點資料集。[52]
步驟 13|判讀門檻(三帶與其出處)
輸入 CL 值 →運算 對照門檻帶,只做區間描述 →輸出 落在哪一帶(低 CL 區/中間帶/高 CL 區),並標明用的是哪一組門檻
- 三帶門檻 < 11/11–26/> 26 CL。出自 53 個研究、49,227 人的個別參與者資料統合分析,是資料驅動的雙切點(同一篇另給單一資料驅動門檻 18 CL、視覺判讀對應門檻 27 CL) 同行評閱原始論文 [9]
- 門檻隨使用情境改變 同一篇(2026 JAMA 個別參與者資料統合分析)也把 < 11 CL 定為高確信陰性、> 26 CL 為高確信陽性、11–26 CL 為需依情境解讀的中間帶(context-dependent intermediate zone)。早期病理偵測、與視覺判讀一致、神經病理對照、抗類澱粉治療的納入條件、停藥與追蹤監測,需要的切點不一定相同 同行評閱原始論文 [9]
- 保守門檻 < 10/> 30 CL。出自 AMYPAD 聯盟的建議文(回顧文歸納,不是單一前瞻世代推導的切點),後來被 EMA 的法規意見採納 共識指引 [32][33]
- 11 這個數字的淵源 先前已出現在 donanemab 第三期試驗的停藥條件(單次 < 11 CL 或連續兩次 < 25 CL) 同行評閱原始論文 [32]
- 本機報告怎麼呈現 CL < 11 → 低 CL 區;≤ 26 → 中間帶;> 26 → 高 CL 區。不由數字自動斷言個案陽性/陰性 我們自訂
- 為什麼不自動斷言 JAMA 2026 明寫 11–26 之間要「依使用情境謹慎解讀」;AMYPAD/EMA 明寫 10–30 是灰色地帶 同行評閱原始論文 [9][32][33]
- 量測不確定度 10 CL 附近約 ±3 CL、80 CL 附近可達 ±8 CL 共識指引 [32]
- 中間帶有多大 AMYPAD DPMS 約 10%;PNHS 的 50 歲以上認知正常族群 22% 共識指引 [32]
- 換軟體會翻嗎 群體層級幾乎不影響(群體平均差 1–7 CL);個別病例的 95% 一致性界限可達 ±12 至 ±30 CL,落在門檻附近的病例會翻 同行評閱原始論文 [24][25][28][29]
- 我們自己的偏差方向 同一顆腦只換正規化路線:CT 路線 88.6 CL、純 PET 路線 94.8 CL,CT 路線低 6.1 CL,方向與文獻的 CT 低估一致,並解釋了與松田 95.1 CL 之差的約 95%(殘差 0.34 CL)。但與 AmPQ 官方相比我們仍略高 +3.35 CL,那一段沒有對應槓桿可解釋;且 6.1 CL 是「CT 路線的偏差」還是「純 PET 路線本身的偏差」尚未二選一(純 PET 路線為 affine) 我們自訂(實測)
- 「差幾 CL 就一定會翻」的單一門檻 查不到任何文獻給得出來;翻不翻取決於那個病例離門檻多遠 本頁未能定位到獨立依據
步驟 14|色階與表面圖投影規則
輸入 Z 圖、MNI PET、標準腦模板 →運算 依固定規則上色與投影(切片 30 張、表面 8 視角) →輸出 報告的切片圖與表面圖
- 切片圖版面 MNI z −40 至 +76 mm、間距 4 mm、10 欄 × 3 列=30 張;底圖=標準腦 MRI(
avg152T1)並以腦遮罩裁掉顱骨與頭皮 單一團隊作法 [6] - Z 切片顯色門檻與色階對應 Z ≥ 2.0 才上色;Z 2.0 → 色階起點、Z 6.0 → 色階終點,線性滿格 單一團隊作法 [6]
- SUVR 切片色階 灰階、vmin 0、vmax 2.2 我們自訂
- 色階 LUT hot iron 家族(黑→紅→橙→黃→白)。為什麼不用 jet/彩虹:jet 的 CIE L* 只從 32.3 起、255 階中有 51 階亮度是下降的(非單調),在灰階列印與色覺缺損下不可靠 同行評閱原始論文 [49]
- 表面圖視角與順序 8 視角:左內側/右內側/右外側/左外側/後/前/下/上(順序比照松田報告);下/上轉 90° 讓額葉在左 單一團隊作法 [6]
- 表面圖底圖 標準化腦 MRI 灰階+深度陰影(腦溝深處較暗),所以腦溝腦回與內側面的胼胝體、腦室、腦幹都看得到 單一團隊作法 [6]
- 表面著色的取樣位置 取表面那一點的值(沿視線找第一個腦內體素),不是沿視線取極大。實測取極大會把上色面積灌到 1.37 倍(6 mm)/1.91 倍(14 mm) 同行評閱原始論文 [15]+我們自訂(實測校正)
- 白質不參與表面峰值 論文流程寫明「masked to remove white matter areas with high counts」;不遮白質時,白質的高值會沿視線灌進表面峰值,上色面積明顯偏大 單一團隊作法 [6]
- 色階條位置 擺在圖上方、範圍 2.0–6.0(比照松田報告) 單一團隊作法 [6]
- 為什麼表面圖不能直接跟松田的比 我們的 Z 正常庫不同(10 例對 20 例),也沒有相同的對位校準與聚集檢驗 我們自訂(誠實界線)
關鍵參數總表
把上面 14 個步驟裡「會改變數字」的參數集中成一張表,方便逐項查核與重跑。最後五列是每一個定量結果都應該一起呈現的欄位:追蹤劑、取像窗、參考區、軟體版本、正規化路線 —— 少了任何一項,那個數字就無法與別人的數字比較。
| 步驟 | 參數 | 值 | 依據等級 | 引註 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 最小檔案大小/最少張數 | 512 bytes/5 張 | 我們自訂 | — |
| 1 | 像素值還原 | pixel × RescaleSlope + RescaleIntercept | 國際標準 | DICOM PS3.3 |
| 2 | 同空間容差 | 世界座標中心距離 ≤ 20 mm | 我們自訂 | — |
| 2 | 注射至掃描時間 | 由 DICOM 時間欄位相減;無法解析則回報未記載 | 共識指引 | [38] |
| 3 | 標準化演算法 | SPM25 unified segmentation(CT 驅動) | 單一團隊作法 | [37][3] |
| 3 | CT 相對 MRI 的 CL 差 | −1.7 ± 2.4/−2.1 ± 4.2/−5.9 ± 4.8 CL | 同行評閱原始論文 | [3][10][12] |
| 4 | 目標空間 | MNI-152、2 mm、91×109×91 | 國際標準 | [1][43] |
| 4 | 模板檔 | avg152T1.nii | 國際標準 | [43] |
| 5 | 皮質 VOI | voi_ctx_2mm.nii(2 mm,原始標準版) | 國際標準 | [1][44] |
| 5 | CTX VOI 產生參數 | 平滑 5.0 mm FWHM、閾值 1.05 SUVR(僅用於產生 VOI) | 國際標準 | [1] |
| 6 | 參考區 | 全小腦 WhlCbl | 國際標準 | [1][33] |
| 7 | SUVR | 皮質平均 ÷ 全小腦平均 | 國際標準 | [1] |
| 8 | FBB 換算式 | CL = 153.4 × SUVR − 154.9 | 國際標準 | [8] |
| 8 | PiB 換算式 | CL = 93.755 × SUVR − 94.642 | 國際標準 | [1] |
| 8 | 換算式適用窗口 | 注射後 90–110 分鐘 | 同行評閱原始論文 | [8][34] |
| 8 | 官方驗收門檻 | slope 0.98–1.02、intercept ±2 CL、R² > 0.98 | 國際標準 | [1][2] |
| 9 | 部分容積校正 | 未做 | 我們自訂(現況) | [40] |
| 10 | 平滑 | 8 mm FWHM Gaussian smoothing(僅 Z 圖)= σ 1.698 體素 | 單一團隊作法 | [6] |
| 10 | SUVR/CL 是否平滑 | 不平滑 | 國際標準 | [1] |
| 11 | Z 計算條件 | 腦遮罩內且庫 STD > 0.02;Z 截在 ±10 | 我們自訂 | — |
| 11 | Z 顯色門檻/判定門檻 | 顯色 Z ≥ 2.0;判定(松田)Z ≥ 2.6 且 ≥ 300 個 2 mm 體素 | 單一團隊作法 | [6] |
| 12 | 正常庫 | GAAIN 年輕對照 10 例(young amyloid-negative reference,非 age-matched normative 庫) | 我們自訂(揭露) | [11][44] |
| 13 | 判讀門檻(兩組並列) | < 11/11–26/> 26;< 10/> 30 | 同行評閱原始論文/共識指引 | [9][32][33] |
| 13 | CL 量測不確定度 | 10 CL 附近 ≈ ±3 CL;80 CL 附近可達 ±8 CL | 共識指引 | [32] |
| 14 | Z 色階對應 | Z 2.0 → 起點、Z 6.0 → 終點(線性) | 單一團隊作法 | [6] |
| 14 | 色階 LUT | hot iron(感知亮度單調) | 同行評閱原始論文 | [49] |
| 14 | 表面圖視角數 | 8 視角(左右內外側+後前下上) | 單一團隊作法 | [6] |
| 呈現 | 追蹤劑(tracer) | FBB/FBP/FMM/PiB 必須寫明(換算式與庫都隨追蹤劑改變) | 國際標準 | [1][8] |
| 呈現 | 取像窗(scan time) | 實際注射至掃描時間;FBB 換算式僅對注射後 90–110 分鐘成立 | 同行評閱原始論文 | [8][34] |
| 呈現 | 參考區(reference region) | 全小腦 WhlCbl(換參考區即換尺度,須有對應校正) | 國際標準 | [1][33] |
| 呈現 | 軟體與版本(software version) | 本工具版本號、SPM25 與正常庫檔名;跨軟體不可互換 | 我們自訂 | [10][31] |
| 呈現 | 正規化路線(normalization route) | MRI/CT/PET-only 必須寫明(同一顆腦只換路線即可差數 CL) | 同行評閱原始論文 | [3][10][12] |
本頁未能定位到獨立依據的項目
以下項目在這一節裡找不到可引註的獨立依據,不補猜測、不假裝有出處,逐條列出來:
- 8 mm FWHM 均勻平滑使 CL 下降(SPM 系管線約 3%、CapAIBL 約 8%):來自多篇研究的歸納,本頁未能定位到單一原始論文。
- SPM8 與 SPM25 之間對 CL 的量化影響:查不到任何研究。官方標準法與 Rowe 2017 的 FBB 式用的是 SPM8,我們用 SPM25。
- 「正常庫要幾例才穩定」的正式標準:查不到。NEUROSTAT 相關研究的 > 50 例是建議值,不是正式標準。
- 「PET 與 CT 世界座標中心距離 ≤ 20 mm 算同一空間」的容差:本頁未能定位到獨立依據,是我們自訂的工程判定。
- 四區皮質 VOI(
VOI_4cortex)與楔前葉 VOI(VOI_Precuneus)的原始定義文獻:本頁未能定位到;檔案來自本機 AmPQ 隨附資產。 - 我們自訂的內縮皮質 VOI(26 鄰居中至少 22 個也在 VOI 內):沒有任何獨立依據,純屬本機取樣校正實驗,且只用在純 PET 路線。
- 台灣 TFDA/院內 FBB 給藥與取像規範:查不到公開可引註來源,需調院內核醫科標準作業程序與中文仿單。
- 本院儀器(Siemens Biograph16_Horizon 3R)專屬的 FBB CL 換算式:查不到。Klunk 2015 與 Rowe 2017 都說掃描儀/重建差異可能需要院別專屬校正,但沒有公開版本。
- 「類澱粉 PET 定量報告必填欄位」的專屬 checklist:查不到。最接近的是 SNMMI/EANM 2016 的報告章節[38]與 EMA 的 Centiloid 意見書[33],兩者都不是為定量報告寫的欄位清單。
- 「差 X CL 就一定會翻判讀」的單一門檻值:查不到任何文獻給得出來。