PETCTMR质量控制与实施方案

1、PET/CT/MR的质量控制与实施方案报告人：阮伟伟武汉协和医院核医学科2018年9月6号 武汉 第八届多模态分子影像暨核医学质控管理武汉协和高峰论坛PET/CT/MR的质量控制与实施方案报告人：阮伟伟 PET/CT (正电子发射断层成像/X-ray断层成像)PET/MR（正电子发射断层成像/磁共振成像） 基本原理 质量控制方法 具体实施方案提纲PET/CT (正电子发射断层成像/X-ray断层成像)PPET/CT：PET/CT是PET与CT两种影像设备有机结合在一起形成的一种新设备。PET主要实现功能成像，CT实现结构成像，PET/CT完成功能与结构的双模态显像。PET发射成像CT透射成像基

2、本原理PET/CT：PET/CT是PET与CT两种影像设备有机结合核磁共振成像(MRI)PET/MR：PET与MRI的有机结合，实现功能与结构同时成像，同时利用MRI的多序列及功能显像与PET强强联合。基本原理核磁共振成像(MRI)PET/MR：PET与MRI的有机结合PET/CT、PET/MR是复杂、精密的设备，为了确保仪器系统处于良好的工作状态，获取高质量的图像。一般仪器设备安装完成之后，应做一次完整的性能测试，使用过程中也应做例行测试和校正扫描。质量控制PET/CT、PET/MR是复杂、精密的设备，为了确保仪器系6PET性能指标测试 空间分辨率系统灵敏度散射分数、计数损失和随机事件测量计

3、数损失和随机事件校正精度图像质量、衰减和散射校正精度质量控制6PET性能指标测试 空间分辨率质量控制空间分辨率：反应了仪器所能分辨的两点间的最近距离。对PET 系统,应测量横断面两个方向（径向和切向）的空间分辨力和轴向空间分辨力。放射源模型是置于毛细玻璃管内高浓度的一小滴放射源。毛细管的内径为1 mm 或更小，外径小于2 mm，放射源在管内的长度应小于1 mm。建议活度浓度 200 MBq/mL空间分辨率空间分辨率：反应了仪器所能分辨的两点间的最近距离。对PET 固定位置：沿腔体长轴方向，分别在轴向视野1/2和1/4处，布置三个点源空间分辨率固定位置：沿腔体长轴方向，分别在轴向视野1/2和1/

4、4处，布核对调整放射源的位置：x、 y、 z小于2 mm之内空间分辨率核对调整放射源的位置：x、 y、 z小于2 mm采集及结果分析：至少500 000次计数，空间分辨力要在三个方向上进行计算。分别沿三个相互垂直图像面绘出三条点源图像的剖面曲线，即点源响应函数，根据其峰值和半高宽可计算出空间分辨力。 1 cm横向和轴向半高宽10 cm横向径向、横向切向和轴向的半高宽空间分辨率采集及结果分析：至少500 000次计数，空间分辨力要在三个系统灵敏度：PET系统对湮灭事件的真符合探测比例。一般使用低活度放射源，从而忽略计数损失和随机符合。测量方法是记录不同衰减系数下的符合事件探测率，然后拟合出无衰减

5、下的符合事件探测率，即是系统的灵敏度。单位是 cps/KBq (counts per second per kilo Becquerel)。放射源模型：线源长度应为700mm5mm。灵敏度测量模体由5 层长700mm 铝合金套管组成，直径依次增加。建议活度在开始扫描时为5 10 MBq系统灵敏度系统灵敏度：PET系统对湮灭事件的真符合探测比例。一般使用低核对调整放射源的位置：L/R和A/P位置都应该小于或等于2.0 mm系统灵敏度核对调整放射源的位置：L/R和A/P位置都应该小于或等于2.采集及结果分析*为评价不同径向位置的灵敏度，应在偏离横向视野中心径向10cm 处重复上述测量Ry, i=R

6、0*exp（-2Xi）R0= 22.549 cps/kBq系统灵敏度采集及结果分析*为评价不同径向位置的灵敏度，应在偏离横向视散射分数、计数损失和随机事件测量散射分数(Scatter Fraction,SF)：在符合探测总计数中，除真符合之外还包含有散射符合和随机符合计数。SF描述PET系统对散射计数的敏感程度，散射分数小，系统剔除散射符合的能力强。计数损失和随机事件测量：表达PET 精确测量高活度放射源的能力。而且，引入噪声等效计数比(Noise Equivalent Count, NEC)的概念，来评估计数率特性对PET的图像质量的影响。散射分数、计数损失和随机事件测量散射分数(Scatt

7、er F放射源模型：长700 mm的聚乙烯圆柱体，在离中心45 mm处有一个直径6.4 mm的孔，放置线源，建议开始扫描活度为850900 MBq散射分数、计数损失和随机事件测量放射源模型：长700 mm的聚乙烯圆柱体，在离中心45 mm采集及结果分析：扫描时间为14 h左右，展示散射符合、随机符合和真符合事件计数与放射性活度浓度的关系，并计算获取NEC曲线NECpeak =212.0 kcps (活度浓度为18.1 kBq/mL)SF=44.19% NEC peak散射分数、计数损失和随机事件测量采集及结果分析：扫描时间为14 h左右，展示散射符合、随机符计数损失和随机事件校正精度为了测量放

8、射性活度的分布，PET系统必须具有校正死时间计数损失和随机符合的能力。计数损失和随机事件校正的校正精度可用来评估临床成像的高计数率情况下的校正效果。绝对误差 4.12% below NECpeak计数损失和随机事件校正精度为了测量放射性活度的分布，PET系图像质量、衰减和散射校正精度图像质量：模拟临床采集的条件，对数据进行所有的校正，采用标准的参数重建图像，比较不同大小的热球和冷球在图像横断面上的对比度百分比和本底的变异系数。衰减和散射校正精度：评价PET系统校正由于衰减和散射导致的图像质量下降的能力。一般用校正后的相对误差百分比来描述。图像质量、衰减和散射校正精度图像质量：模拟临床采集的条件

9、，对放射源模型：NEMA标准的体部模型。4个不同尺寸的热球，2个不同尺寸的冷球。中间圆柱填充泡沫珠子和水(0.3 g/mL)等效肺部。开始扫描时建议活度浓度为，背景5.3 KBq/mL, 热球为背景活度的四倍，背景容积为9800 mL。球体直径依次为10、13、17、22、28、37 mm图像质量、衰减和散射校正精度放射源模型：NEMA标准的体部模型。4个不同尺寸的热球，2个核对调整放射源位置利用冠状位的图像观察校正源是否水平放置利用横断面的图像观察校正源的中心位置图像质量、衰减和散射校正精度核对调整放射源位置利用冠状位的图像观察校正源是否水平放置利用采集及结果分析：在模型中心层面画与上述感兴

10、趣区大小相同的本底感兴趣区。然后在同一层面上画12 个直径分别为10 mm、13 mm、17 mm、22 mm 、28 mm和37 mm的同心圆作为本底感兴趣区。12 个中心层面的本底感兴趣区还要复制到邻近中心层面两边各1 cm、2 cm 的4 个层面上图像质量、衰减和散射校正精度采集及结果分析：在模型中心层面画与上述感兴趣区大小相同的本底对比度百分比背景变异系数k=60残差百分比热球冷球图像质量、衰减和散射校正精度对比度百分比背景变异系数k=60残差百分比热球冷球采集及结果分析：对比度百分比、背景变异系数反应图像质量；相对误差百分比反应衰减和散射校正精度图像质量、衰减和散射校正精度123校正

11、前校正后采集及结果分析：对比度百分比、背景变异系数反应图像质量；相对CT、MRI的性能测试CTMRICT、MRI的性能测试CTMRI具体实施方案PET/CT系统关机重启 (5 min)X-Ray球管的预热 (1 min) CT 的日测试 (15 min)PET的日测试 (5 min)日质控周质控更新偏离信息 (能量、增益、计时)季度质控3D归一化校正WCC校正建立baseline对比度分辨率噪声和均匀度CT质控具体实施方案PET/CT系统关机重启 (5 m具体实施方案PET/MR日质控仪器状态检查PET日测试周质控更新偏离信息 (能量、增益、计时)季度质控3D归一化校正WCC校正建立basel

12、ine系统测试 白噪声测试 匀场校正MRI质控具体实施方案PET/MR日质控仪器状态检查PET日测试周质控27PET/MR的日质控仪器状态检查确保仪器运行环境达标确保仪器主要状态正常环境温度 （20 ）湿 度 （ 60% ）机房环境压缩机正常液 氦 压 力 （78.0%）液氦状态PET水冷状态(温度20)水冷温度27PET/MR的日质控仪器状态检查确保仪器运行环境达标环境PET/MR的日质控68Ge (半衰期=288 days)符合率单独事件率（不符合率）处理事件时间百分比计时变化增益变化探测器测试探测器测试PET/MR的日质控68Ge (半衰期=288 days)符增益（峰值120，误差5）

13、能量（峰值180240）计时（计时差异0）PET/MR的周质控增益（峰值120，误差5）能量（峰值180240）计时（3D归一化校正：在实际的PET系统中，不同响应线上的符合探测灵敏度是不一致的，这种不一致通常是由于PET探测单元的几何收集效率差别，探测器本身的探测效率差别等造成的。符合探测灵敏度的差异会在图像上产生或明或暗的带状伪影。3D归一化校正即对符合探测灵敏度ij进行测量，取其倒数作为对投影数据的归一化校正因子，进行灵敏度一致化校正。3D Normalizationij= i j Giji、 j 分别是探测单元i和j的光子探测效率Gij是响应线上的几何收集效率PET/MR的季度质控3D归一化校正：在实际的PET系统中，不同响应线上的符合探测WCC(Well Counter Correction) 校正：保证放射性活度与图像像素值之间的定量关系准确。放射源源 (V=5.6 L，活度约0.5 mCi）校正因子 5.3PET/MR的季度质控WCC(Well Counter Correction) 校32建立BaselinePET/MR的季度质控32建立BaselinePET/MR的季度质控MRI的系统测试测试模型结果分析头部模型体部模型中心频率、信噪比