PETCTMR質(zhì)量控制與實(shí)施方案

1、PET/CT/MR質(zhì)量控制與實(shí)施方案匯報(bào)人：阮偉偉武漢協(xié)和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科9月6號(hào) 武漢 第八屆多模態(tài)分子影像暨核醫(yī)學(xué)質(zhì)控管理武漢協(xié)和高峰論壇第1頁(yè)P(yáng)ET/CT (正電子發(fā)射斷層成像/X-ray斷層成像)PET/MR（正電子發(fā)射斷層成像/磁共振成像） 基本原理 質(zhì)量控制方法 詳細(xì)實(shí)施方案提要第2頁(yè)P(yáng)ET/CT：PET/CT是PET與CT兩種影像設(shè)備有機(jī)結(jié)合在一起形成一個(gè)新設(shè)備。PET主要實(shí)現(xiàn)功效成像，CT實(shí)現(xiàn)結(jié)組成像，PET/CT完成功效與結(jié)構(gòu)雙模態(tài)顯像。PET發(fā)射成像CT透射成像基本原理第3頁(yè)核磁共振成像(MRI)PET/MR：PET與MRI有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功效與結(jié)構(gòu)同時(shí)成像，同時(shí)利用MRI多序列

2、及功效顯像與PET強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。基本原理第4頁(yè)P(yáng)ET/CT、PET/MR是復(fù)雜、精密設(shè)備，為了確保儀器系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài)，獲取高質(zhì)量圖像。普通儀器設(shè)備安裝完成之后，應(yīng)做一次完整性能測(cè)試，使用過(guò)程中也應(yīng)做例行測(cè)試和校正掃描。質(zhì)量控制第5頁(yè)6PET性能指標(biāo)測(cè)試 空間分辨率系統(tǒng)靈敏度散射分?jǐn)?shù)、計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件測(cè)量計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件校正精度圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度質(zhì)量控制第6頁(yè)空間分辨率：反應(yīng)了儀器所能分辨兩點(diǎn)間最近距離。對(duì)PET 系統(tǒng),應(yīng)測(cè)量橫斷面兩個(gè)方向（徑向和切向）空間分辨力和軸向空間分辨力。放射源模型是置于毛細(xì)玻璃管內(nèi)高濃度一小滴放射源。毛細(xì)管內(nèi)徑為1 mm 或更小，外徑小于2 mm，放射

3、源在管內(nèi)長(zhǎng)度應(yīng)小于1 mm。提議活度濃度 200 MBq/mL空間分辨率第7頁(yè)固定位置：沿腔體長(zhǎng)軸方向，分別在軸向視野1/2和1/4處，布置三個(gè)點(diǎn)源空間分辨率第8頁(yè)查對(duì)調(diào)整放射源位置：x、 y、 z小于2 mm之內(nèi)空間分辨率第9頁(yè)采集及結(jié)果分析：最少500 000次計(jì)數(shù)，空間分辨力要在三個(gè)方向上進(jìn)行計(jì)算。分別沿三個(gè)相互垂直圖像面繪出三條點(diǎn)源圖像剖面曲線，即點(diǎn)源響應(yīng)函數(shù)，依據(jù)其峰值和半高寬可計(jì)算出空間分辨力。 1 cm橫向和軸向半高寬10 cm橫向徑向、橫向切向和軸向半高寬空間分辨率第10頁(yè)系統(tǒng)靈敏度：PET系統(tǒng)對(duì)湮滅事件真符合探測(cè)百分比。普通使用低活度放射源，從而忽略計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)符合。測(cè)量方

4、法是統(tǒng)計(jì)不一樣衰減系數(shù)下符合事件探測(cè)率，然后擬合出無(wú)衰減下符合事件探測(cè)率，即是系統(tǒng)靈敏度。單位是 cps/KBq (counts per second per kilo Becquerel)。放射源模型：線源長(zhǎng)度應(yīng)為700mm5mm。靈敏度測(cè)量模體由5 層長(zhǎng)700mm 鋁合金套管組成，直徑依次增加。提議活度在開始掃描時(shí)為5 10 MBq系統(tǒng)靈敏度第11頁(yè)查對(duì)調(diào)整放射源位置：L/R和A/P位置都應(yīng)該小于或等于2.0 mm系統(tǒng)靈敏度第12頁(yè)采集及結(jié)果分析*為評(píng)價(jià)不一樣徑向位置靈敏度，應(yīng)在偏離橫向視野中心徑向10cm 處重復(fù)上述測(cè)量Ry, i=R0*exp（-2Xi）R0= 22.549 cps/k

5、Bq系統(tǒng)靈敏度第13頁(yè)散射分?jǐn)?shù)、計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件測(cè)量散射分?jǐn)?shù)(Scatter Fraction,SF)：在符合探測(cè)總計(jì)數(shù)中，除真符合之外還包含有散射符合和隨機(jī)符合計(jì)數(shù)。SF描述PET系統(tǒng)對(duì)散射計(jì)數(shù)敏感程度，散射分?jǐn)?shù)小，系統(tǒng)剔除散射符合能力強(qiáng)。計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件測(cè)量：表達(dá)PET 精確測(cè)量高活度放射源能力。而且，引入噪聲等效計(jì)數(shù)比(Noise Equivalent Count, NEC)概念，來(lái)評(píng)定計(jì)數(shù)率特征對(duì)PET圖像質(zhì)量影響。第14頁(yè)放射源模型：長(zhǎng)700 mm聚乙烯圓柱體，在離中心45 mm處有一個(gè)直徑6.4 mm孔，放置線源，提議開始掃描活度為850900 MBq散射分?jǐn)?shù)、計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事

6、件測(cè)量第15頁(yè)采集及結(jié)果分析：掃描時(shí)間為14 h左右，展示散射符合、隨機(jī)符合和真符合事件計(jì)數(shù)與放射性活度濃度關(guān)系，并計(jì)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?jǐn)?shù)、計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件測(cè)量第16頁(yè)計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件校正精度為了測(cè)量放射性活度分布，PET系統(tǒng)必須含有校正死時(shí)間計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)符合能力。計(jì)數(shù)損失和隨機(jī)事件校正校正精度可用來(lái)評(píng)定臨床成像高計(jì)數(shù)率情況下校正效果。絕對(duì)誤差 4.12% below NECpeak第17頁(yè)圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度圖像質(zhì)量：模擬臨床采集條件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全部校正，采取標(biāo)準(zhǔn)

7、參數(shù)重建圖像，比較不一樣大小熱球和冷球在圖像橫斷面上對(duì)比度百分比和本底變異系數(shù)。衰減和散射校正精度：評(píng)價(jià)PET系統(tǒng)校正因?yàn)樗p和散射造成圖像質(zhì)量下降能力。普通用校正后相對(duì)誤差百分比來(lái)描述。第18頁(yè)放射源模型：NEMA標(biāo)準(zhǔn)體部模型。4個(gè)不一樣尺寸熱球，2個(gè)不一樣尺寸冷球。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(shí)提議活度濃度為，背景5.3 KBq/mL, 熱球?yàn)楸尘盎疃人谋?，背景容積為9800 mL。球體直徑依次為10、13、17、22、28、37 mm圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度第19頁(yè)查對(duì)調(diào)整放射源位置利用冠狀位圖像觀察校正源是否水平放置利用橫斷面圖像觀察校正源中心位置

8、圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度第20頁(yè)采集及結(jié)果分析：在模型中心層面畫與上述感興趣區(qū)大小相同本底感興趣區(qū)。然后在同一層面上畫12 個(gè)直徑分別為10 mm、13 mm、17 mm、22 mm 、28 mm和37 mm同心圓作為本底感興趣區(qū)。12 個(gè)中心層面本底感興趣區(qū)還要復(fù)制到鄰近中心層面兩邊各1 cm、2 cm 4 個(gè)層面上圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度第21頁(yè)對(duì)比度百分比背景變異系數(shù)k=60殘差百分比熱球冷球圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度第22頁(yè)采集及結(jié)果分析：對(duì)比度百分比、背景變異系數(shù)反應(yīng)圖像質(zhì)量；相對(duì)誤差百分比反應(yīng)衰減和散射校正精度圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度123校正前校正后第23頁(yè)CT、M

9、RI性能測(cè)試CTMRI第24頁(yè)詳細(xì)實(shí)施方案PET/CT系統(tǒng)關(guān)機(jī)重啟 (5 min)X-Ray球管預(yù)熱 (1 min) CT 日測(cè)試 (15 min)PET日測(cè)試 (5 min)日質(zhì)控周質(zhì)控更新偏離信息 (能量、增益、計(jì)時(shí))季度質(zhì)控3D歸一化校正WCC校正建立baseline對(duì)比度分辨率噪聲和均勻度CT質(zhì)控第25頁(yè)詳細(xì)實(shí)施方案PET/MR日質(zhì)控儀器狀態(tài)檢驗(yàn)PET日測(cè)試周質(zhì)控更新偏離信息 (能量、增益、計(jì)時(shí))季度質(zhì)控3D歸一化校正WCC校正建立baseline系統(tǒng)測(cè)試 白噪聲測(cè)試 勻場(chǎng)校正MRI質(zhì)控第26頁(yè)27PET/MR日質(zhì)控儀器狀態(tài)檢驗(yàn)確保儀器運(yùn)行環(huán)境達(dá)標(biāo)確保儀器主要狀態(tài)正常環(huán)境溫度 （20

10、）濕 度 （ 60% ）機(jī)房環(huán)境壓縮機(jī)正常液 氦 壓 力 （78.0%）液氦狀態(tài)PET水冷狀態(tài)(溫度20)水冷溫度第27頁(yè)P(yáng)ET/MR日質(zhì)控68Ge (半衰期=288 days)符合率單獨(dú)事件率（不符合率）處理事件時(shí)間百分比計(jì)時(shí)改變?cè)鲆娓淖兲綔y(cè)器測(cè)試探測(cè)器測(cè)試第28頁(yè)增益（峰值120，誤差5）能量（峰值180240）計(jì)時(shí)（計(jì)時(shí)差異0）PET/MR周質(zhì)控第29頁(yè)3D歸一化校正：在實(shí)際PET系統(tǒng)中，不一樣響應(yīng)線上符合探測(cè)靈敏度是不一致，這種不一致通常是因?yàn)镻ET探測(cè)單元幾何搜集效率差異，探測(cè)器本身探測(cè)效率差異等造成。符合探測(cè)靈敏度差異會(huì)在圖像上產(chǎn)生或明或暗帶狀偽影。3D歸一化校正即對(duì)符合探測(cè)靈敏度ij進(jìn)行測(cè)量，取其倒數(shù)作為對(duì)投影數(shù)據(jù)歸一化校正因子，進(jìn)行靈敏度一致化校正。3D Normalizationij= i j Giji、 j 分別是探測(cè)單元i和j光子探測(cè)效率Gij是響應(yīng)線上幾何搜集效率PET/MR季度質(zhì)控第30頁(yè)WCC(Well Counter Correction) 校正：確保放射性活度與圖像像素值之間定量關(guān)系準(zhǔn)確。放射源源 (V=5.6 L，活度約0.5 mCi）校正因子 5.3PET/MR季度質(zhì)控第31頁(yè)32建立Ba