PETCTMR質(zhì)量控制與實施方案

1、PET/CT/MR質(zhì)量控制與實施方案匯報人：阮偉偉武漢協(xié)和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科9月6號 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PET/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 詳細實施方案提要第2頁PET/CT：PET/CT是PET與CT兩種影像設(shè)備有機結(jié)合在一起形成一個新設(shè)備。PET主要實現(xiàn)功效成像，CT實現(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頁核磁共振成像(MRI)PET/MR：PET與MRI有機結(jié)合，實現(xiàn)功效與結(jié)構(gòu)同時成像，同時利用MRI多序列

2、及功效顯像與PET強強聯(lián)合?；驹淼?頁PET/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)做一次完整性能測試，使用過程中也應(yīng)做例行測試和校正掃描。質(zhì)量控制第5頁6PET性能指標(biāo)測試 空間分辨率系統(tǒng)靈敏度散射分數(shù)、計數(shù)損失和隨機事件測量計數(shù)損失和隨機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頁空間分辨率：反應(yīng)了儀器所能分辨兩點間最近距離。對PET 系統(tǒng),應(yīng)測量橫斷面兩個方向（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玻璃管內(nèi)高濃度一小滴放射源。毛細管內(nèi)徑為1 mm 或更小，外徑小于2 mm，放射

3、源在管內(nèi)長度應(yīng)小于1 mm。提議活度濃度 200 MBq/mL空間分辨率第7頁固定位置：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第8頁查對調(diào)整放射源位置：x、 y、 z小于2 mm之內(nèi)空間分辨率第9頁采集及結(jié)果分析：最少500 000次計數(shù)，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剖面曲線，即點源響應(yīng)函數(shù)，依據(jù)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、橫向切向和軸向半高寬空間分辨率第10頁系統(tǒng)靈敏度：PET系統(tǒng)對湮滅事件真符合探測百分比。普通使用低活度放射源，從而忽略計數(shù)損失和隨機符合。測量方

4、法是統(tǒng)計不一樣衰減系數(shù)下符合事件探測率，然后擬合出無衰減下符合事件探測率，即是系統(tǒng)靈敏度。單位是 cps/KBq (counts per second per kilo Becquerel)。放射源模型：線源長度應(yīng)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。提議活度在開始掃描時為5 10 MBq系統(tǒng)靈敏度第11頁查對調(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頁采集及結(jié)果分析*為評價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)上述測量Ry, i=R0*exp（-2Xi）R0= 22.549 cps/k

5、Bq系統(tǒng)靈敏度第13頁散射分數(shù)、計數(shù)損失和隨機事件測量散射分數(shù)(Scatter Fraction,SF)：在符合探測總計數(shù)中，除真符合之外還包含有散射符合和隨機符合計數(shù)。SF描述PET系統(tǒng)對散射計數(shù)敏感程度，散射分數(shù)小，系統(tǒng)剔除散射符合能力強。計數(shù)損失和隨機事件測量：表達PET 精確測量高活度放射源能力。而且，引入噪聲等效計數(shù)比(Noise Equivalent Count, NEC)概念，來評定計數(shù)率特征對PET圖像質(zhì)量影響。第14頁放射源模型：長700 mm聚乙烯圓柱體，在離中心45 mm處有一個直徑6.4 mm孔，放置線源，提議開始掃描活度為850900 MBq散射分數(shù)、計數(shù)損失和隨機事

6、件測量第15頁采集及結(jié)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(shù)與放射性活度濃度關(guān)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(shù)、計數(shù)損失和隨機事件測量第16頁計數(shù)損失和隨機事件校正精度為了測量放射性活度分布，PET系統(tǒng)必須含有校正死時間計數(shù)損失和隨機符合能力。計數(shù)損失和隨機事件校正校正精度可用來評定臨床成像高計數(shù)率情況下校正效果。絕對誤差 4.12% below NECpeak第17頁圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度圖像質(zhì)量：模擬臨床采集條件，對數(shù)據(jù)進行全部校正，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比度百分比和本底變異系數(shù)。衰減和散射校正精度：評價PET系統(tǒng)校正因為衰減和散射造成圖像質(zhì)量下降能力。普通用校正后相對誤差百分比來描述。第18頁放射源模型：NEMA標(biāo)準(zhǔn)體部模型。4個不一樣尺寸熱球，2個不一樣尺寸冷球。中間圓柱填充泡沫珠子和水(0.3 g/mL)等效肺部。開始掃描時提議活度濃度為，背景5.3 KBq/mL, 熱球為背景活度四倍，背景容積為9800 mL。球體直徑依次為10、13、17、22、28、37 mm圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度第19頁查對調(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 個層面上圖像質(zhì)量、衰減和散射校正精度第21頁對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頁采集及結(jié)果分析：對比度百分比、背景變異系數(shù)反應(yīng)圖像質(zhì)量；相對誤差百分比反應(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CT、M

9、RI性能測試CTMRI第24頁詳細實施方案PET/CT系統(tǒng)關(guān)機重啟 (5 min)X-Ray球管預(yù)熱 (1 min) CT 日測試 (15 min)PET日測試 (5 min)日質(zhì)控周質(zhì)控更新偏離信息 (能量、增益、計時)季度質(zhì)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(zhì)控第25頁詳細實施方案PET/MR日質(zhì)控儀器狀態(tài)檢驗PET日測試周質(zhì)控更新偏離信息 (能量、增益、計時)季度質(zhì)控3D歸一化校正WCC校正建立baseline系統(tǒng)測試 白噪聲測試 勻場校正MRI質(zhì)控第26頁27PET/MR日質(zhì)控儀器狀態(tài)檢驗確保儀器運行環(huán)境達標(biāo)確保儀器主要狀態(tài)正常環(huán)境溫度 （20

10、）濕 度 （ 60% ）機房環(huán)境壓縮機正常液 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PET/MR日質(zhì)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改變增益改變探測器測試探測器測試第28頁增益（峰值120，誤差5）能量（峰值180240）計時（計時差異0）PET/MR周質(zhì)控第29頁3D歸一化校正：在實際PET系統(tǒng)中，不一樣響應(yīng)線上符合探測靈敏度是不一致，這種不一致通常是因為PET探測單元幾何搜集效率差異，探測器本身探測效率差異等造成。符合探測靈敏度差異會在圖像上產(chǎn)生或明或暗帶狀偽影。3D歸一化校正即對符合探測靈敏度ij進行測量，取其倒數(shù)作為對投影數(shù)據(jù)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光子探測效率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32建立Ba