1、PET/CT/MR的質量控制與實施方案報告人：阮偉偉武漢協和醫院核醫學科2018年9月6號 武漢 第八屆多模態分子影像暨核醫學質控管理武漢協和高峰論壇PET/CT/MR的質量控制與實施方案報告人：阮偉偉 PET/CT (正電子發射斷層成像/X-ray斷層成像)PET/MR（正電子發射斷層成像/磁共振成像） 基本原理 質量控制方法 具體實施方案提綱PET/CT (正電子發射斷層成像/X-ray斷層成像)PPET/CT：PET/CT是PET與CT兩種影像設備有機結合在一起形成的一種新設備。PET主要實現功能成像，CT實現結構成像，PET/CT完成功能與結構的雙模態顯像。PET發射成像CT透射成像基

2、本原理PET/CT：PET/CT是PET與CT兩種影像設備有機結合核磁共振成像(MRI)PET/MR：PET與MRI的有機結合，實現功能與結構同時成像，同時利用MRI的多序列及功能顯像與PET強強聯合。基本原理核磁共振成像(MRI)PET/MR：PET與MRI的有機結合PET/CT、PET/MR是復雜、精密的設備，為了確保儀器系統處于良好的工作狀態，獲取高質量的圖像。一般儀器設備安裝完成之后，應做一次完整的性能測試，使用過程中也應做例行測試和校正掃描。質量控制PET/CT、PET/MR是復雜、精密的設備，為了確保儀器系6PET性能指標測試 空間分辨率系統靈敏度散射分數、計數損失和隨機事件測量計

3、數損失和隨機事件校正精度圖像質量、衰減和散射校正精度質量控制6PET性能指標測試 空間分辨率質量控制空間分辨率：反應了儀器所能分辨的兩點間的最近距離。對PET 系統,應測量橫斷面兩個方向（徑向和切向）的空間分辨力和軸向空間分辨力。放射源模型是置于毛細玻璃管內高濃度的一小滴放射源。毛細管的內徑為1 mm 或更小，外徑小于2 mm，放射源在管內的長度應小于1 mm。建議活度濃度 200 MBq/mL空間分辨率空間分辨率：反應了儀器所能分辨的兩點間的最近距離。對PET 固定位置：沿腔體長軸方向，分別在軸向視野1/2和1/4處，布置三個點源空間分辨率固定位置：沿腔體長軸方向，分別在軸向視野1/2和1/

4、4處，布核對調整放射源的位置：x、 y、 z小于2 mm之內空間分辨率核對調整放射源的位置：x、 y、 z小于2 mm采集及結果分析：至少500 000次計數，空間分辨力要在三個方向上進行計算。分別沿三個相互垂直圖像面繪出三條點源圖像的剖面曲線，即點源響應函數，根據其峰值和半高寬可計算出空間分辨力。 1 cm橫向和軸向半高寬10 cm橫向徑向、橫向切向和軸向的半高寬空間分辨率采集及結果分析：至少500 000次計數，空間分辨力要在三個系統靈敏度：PET系統對湮滅事件的真符合探測比例。一般使用低活度放射源，從而忽略計數損失和隨機符合。測量方法是記錄不同衰減系數下的符合事件探測率，然后擬合出無衰減

5、下的符合事件探測率，即是系統的靈敏度。單位是 cps/KBq (counts per second per kilo Becquerel)。放射源模型：線源長度應為700mm5mm。靈敏度測量模體由5 層長700mm 鋁合金套管組成，直徑依次增加。建議活度在開始掃描時為5 10 MBq系統靈敏度系統靈敏度：PET系統對湮滅事件的真符合探測比例。一般使用低核對調整放射源的位置：L/R和A/P位置都應該小于或等于2.0 mm系統靈敏度核對調整放射源的位置：L/R和A/P位置都應該小于或等于2.采集及結果分析*為評價不同徑向位置的靈敏度，應在偏離橫向視野中心徑向10cm 處重復上述測量Ry, i=R

6、0*exp（-2Xi）R0= 22.549 cps/kBq系統靈敏度采集及結果分析*為評價不同徑向位置的靈敏度，應在偏離橫向視散射分數、計數損失和隨機事件測量散射分數(Scatter Fraction,SF)：在符合探測總計數中，除真符合之外還包含有散射符合和隨機符合計數。SF描述PET系統對散射計數的敏感程度，散射分數小，系統剔除散射符合的能力強。計數損失和隨機事件測量：表達PET 精確測量高活度放射源的能力。而且，引入噪聲等效計數比(Noise Equivalent Count, NEC)的概念，來評估計數率特性對PET的圖像質量的影響。散射分數、計數損失和隨機事件測量散射分數(Scatt

7、er F放射源模型：長700 mm的聚乙烯圓柱體，在離中心45 mm處有一個直徑6.4 mm的孔，放置線源，建議開始掃描活度為850900 MBq散射分數、計數損失和隨機事件測量放射源模型：長700 mm的聚乙烯圓柱體，在離中心45 mm采集及結果分析：掃描時間為14 h左右，展示散射符合、隨機符合和真符合事件計數與放射性活度濃度的關系，并計算獲取NEC曲線NECpeak =212.0 kcps (活度濃度為18.1 kBq/mL)SF=44.19% NEC peak散射分數、計數損失和隨機事件測量采集及結果分析：掃描時間為14 h左右，展示散射符合、隨機符計數損失和隨機事件校正精度為了測量放

8、射性活度的分布，PET系統必須具有校正死時間計數損失和隨機符合的能力。計數損失和隨機事件校正的校正精度可用來評估臨床成像的高計數率情況下的校正效果。絕對誤差 4.12% below NECpeak計數損失和隨機事件校正精度為了測量放射性活度的分布，PET系圖像質量、衰減和散射校正精度圖像質量：模擬臨床采集的條件，對數據進行所有的校正，采用標準的參數重建圖像，比較不同大小的熱球和冷球在圖像橫斷面上的對比度百分比和本底的變異系數。衰減和散射校正精度：評價PET系統校正由于衰減和散射導致的圖像質量下降的能力。一般用校正后的相對誤差百分比來描述。圖像質量、衰減和散射校正精度圖像質量：模擬臨床采集的條件

9、，對放射源模型：NEMA標準的體部模型。4個不同尺寸的熱球，2個不同尺寸的冷球。中間圓柱填充泡沫珠子和水(0.3 g/mL)等效肺部。開始掃描時建議活度濃度為，背景5.3 KBq/mL, 熱球為背景活度的四倍，背景容積為9800 mL。球體直徑依次為10、13、17、22、28、37 mm圖像質量、衰減和散射校正精度放射源模型：NEMA標準的體部模型。4個不同尺寸的熱球，2個核對調整放射源位置利用冠狀位的圖像觀察校正源是否水平放置利用橫斷面的圖像觀察校正源的中心位置圖像質量、衰減和散射校正精度核對調整放射源位置利用冠狀位的圖像觀察校正源是否水平放置利用采集及結果分析：在模型中心層面畫與上述感興

10、趣區大小相同的本底感興趣區。然后在同一層面上畫12 個直徑分別為10 mm、13 mm、17 mm、22 mm 、28 mm和37 mm的同心圓作為本底感興趣區。12 個中心層面的本底感興趣區還要復制到鄰近中心層面兩邊各1 cm、2 cm 的4 個層面上圖像質量、衰減和散射校正精度采集及結果分析：在模型中心層面畫與上述感興趣區大小相同的本底對比度百分比背景變異系數k=60殘差百分比熱球冷球圖像質量、衰減和散射校正精度對比度百分比背景變異系數k=60殘差百分比熱球冷球采集及結果分析：對比度百分比、背景變異系數反應圖像質量；相對誤差百分比反應衰減和散射校正精度圖像質量、衰減和散射校正精度123校正

11、前校正后采集及結果分析：對比度百分比、背景變異系數反應圖像質量；相對CT、MRI的性能測試CTMRICT、MRI的性能測試CTMRI具體實施方案PET/CT系統關機重啟 (5 min)X-Ray球管的預熱 (1 min) CT 的日測試 (15 min)PET的日測試 (5 min)日質控周質控更新偏離信息 (能量、增益、計時)季度質控3D歸一化校正WCC校正建立baseline對比度分辨率噪聲和均勻度CT質控具體實施方案PET/CT系統關機重啟 (5 m具體實施方案PET/MR日質控儀器狀態檢查PET日測試周質控更新偏離信息 (能量、增益、計時)季度質控3D歸一化校正WCC校正建立basel

12、ine系統測試 白噪聲測試 勻場校正MRI質控具體實施方案PET/MR日質控儀器狀態檢查PET日測試周質控27PET/MR的日質控儀器狀態檢查確保儀器運行環境達標確保儀器主要狀態正常環境溫度 （20 ）濕 度 （ 60% ）機房環境壓縮機正常液 氦 壓 力 （78.0%）液氦狀態PET水冷狀態(溫度20)水冷溫度27PET/MR的日質控儀器狀態檢查確保儀器運行環境達標環境PET/MR的日質控68Ge (半衰期=288 days)符合率單獨事件率（不符合率）處理事件時間百分比計時變化增益變化探測器測試探測器測試PET/MR的日質控68Ge (半衰期=288 days)符增益（峰值120，誤差5）

13、能量（峰值180240）計時（計時差異0）PET/MR的周質控增益（峰值120，誤差5）能量（峰值180240）計時（3D歸一化校正：在實際的PET系統中，不同響應線上的符合探測靈敏度是不一致的，這種不一致通常是由于PET探測單元的幾何收集效率差別，探測器本身的探測效率差別等造成的。符合探測靈敏度的差異會在圖像上產生或明或暗的帶狀偽影。3D歸一化校正即對符合探測靈敏度ij進行測量，取其倒數作為對投影數據的歸一化校正因子，進行靈敏度一致化校正。3D Normalizationij= i j Giji、 j 分別是探測單元i和j的光子探測效率Gij是響應線上的幾何收集效率PET/MR的季度質控3D歸一化校正：在實際的PET系統中，不同響應線上的符合探測WCC(Well Counter Correction) 校正：保證放射性活度與圖像像素值之間的定量關系準確。放射源源 (V=5.6 L，活度約0.5 mCi）校正因子 5.3PET/MR的季度質控WCC(Well Counter Correction) 校32建立BaselinePET/MR的季度質控32建立BaselinePET/MR的季度質控MRI的系統測試測試模型結果分析頭部模型體部模型中心頻率、信噪比