PETMR性能检测方法、要求

PET/MR性能检测方法性能检测所需设备与用具所需设备与用具包括：点源；线源；活度计；特斯拉计模体。PET性能检测方法空间分辨力采用核素18F，内径小于或等于1mm，外径小于或等于2mm，源液长度小于或等于1mm，其活度应控制在使死时间丢失率小于5%或随机事件计数率小于总计数率的5%。测试源为置于毛细玻璃管内高浓度的一小滴放射源，在任何方向都小于1mm。点源的分布按6个点位布置，分别在轴向FOV中心和距离FOV中心四分之一轴向FOV处的点（0,1），（0,10）和（10，0），分两次进行。对上述6个点源位置采集数据，每个响应函数最少应采集100000个计数。采集的数据用非平滑滤波器进行反投影重建，在3个相互垂直的图像面绘出3个点源响应函数的图像值剖面曲线，在曲线中测出FWHM和FWTM值，求得空间分辨力。散射分数核素采用18F，活度量应满足峰值真辐射计数率和峰值噪声等效计数率的要求，推荐活度约1050MBq～1150MBq，长度为700mm、容积为5.5mL的线源。模体为外径（203±3）mm，总长（700±5）mm，聚乙烯正圆柱，在半径（45±1）mm位置开直径（6.4±0.2）mm的圆孔。内径（3.2±0.2）mm，外径（4.8±0.2）mm，长800mm的塑料管一根。将塑料管中段的700mm内充满与水充分混合的已知活度的源液,两端封闭，制成线源。将该线源置于模体圆孔内，使中段700mm有活度区域正居于圆柱模体内。以小于核素半个半衰期的时间间隔进行采集，直至真符合丢失率小于1%，随机符合率低于真符合率的1%（真符合率是总符合率减去随机符合率与散射符合率之和），每次采集时间应小于核素半衰期的四分之一，采用全环断层采集，每次采集计数应大于500000，由采集的数据生成中心65cm的每层正弦图，最终使正弦图中心像素与最大值像素一致，从而得到一幅叠加的投影图。由公式（A.1）计算出径向偏移量的每个投影角度像素的总和C(r)i,j C(r)i,j=aC(r-rmaxφ利用计数丢失率和随机符合率低于真符合的1%时，整个序列最后采集由公式（A.2）来确定SFi SF=j'Cr+s,i,j'j'CTOT,i,j' 每一层通过叠加所有低活性采集计算系统SF，所有SF值加权平均由公式（A.3）求得散射分数SFi,j SFi,j=ijCr+si,j'i灵敏度采用核素应为18F，其活度应控制在使死时间丢失率小于5%或随机事件计数率小于总计数率的5%。初始活度用活度计测量准确，一般为0.3mCi，2.5mL，分布在700mm塑料管里，将两端密封，制成袖型管灵敏度模体，参数说明如表A.1所列。袖型管参数说明序号内径（mm）外径（mm）长度（mm）13.96.470027.09.5700310.212.7700413.415.9700516.619.1700将灵敏度模体悬挂放置于横断视野的中心，并与断层成像装置的轴对齐，并确保所有支撑装置都位于探测视野范围以外。将准备好的线源置于铝管的(700±20）mm段，并确保模体的中心位于PET轴向视野的中心。数据采集时间应确保每一层至少10000真符合计数，用单层重组技术将间接响应线的计数分配到间接响应线跨越扫描仪轴方向的图像层，同时记录测量时间，采集持续时间和采集到的时间。为评价不同径向位置的灵敏度，应在径向偏离横向FOV中心10cm处分别采集测量。对5条袖形管的每一条每次测量及每一层，用公式（A.4）校正因核素衰变而导致的计数率变化RCORR,j RCORR,j=Rj,i×2Tj再把每一层的衰减校正计数率相加，用回归法由公式（A.5）将数据拟合。 RCORR,j=RCORR,0×exp⁡(-式中：Xj——袖形管壁RCORR,0——无衰减时的计数率由公式（A.6）得到系统灵敏度Stot Stot=RCORR,0Acal 再用径向0cm处由最小的管子采集，逐层由公式（A.7）计算每一层的灵敏度。报告结果为0cm和10cm位置灵敏度的平均值Si Si=R1,iR1∙计数丢失和随机符合计数核素采用18F，测试设备与模体位置同散射因子测量方法。分析每一帧重建图像并计算出每一次采集的平均活性从而求出每一次采集的平均有效活性强度。在每次重建的横向视野中心作180mm圆心ROI，测量每一层的每一次采集的真符合计数CROI,I,j，由公式（A.8）计算真符合计数率RROI,i,j RROI,i,j=CROI,i,jTacq,j 由公式（公式A.9）计算没有死时间和随机符合的计数率RFit,i,j RFit,i,j=Aave,jJk=1JR由公式（A.10）推算出计数误差Δr Δri,j=100×(RROI,i,jRFit,i,j-1)图像质量核素采用18F，放射源的说明见表A.2。说明表放射源类型体积（mL）活度（MBq）活度浓度（kBq/mL）本底放射源700003705.3热区放射源204或8倍本底放射源21线源5116-用全身采集模式采集60min以内,采集长度为100mm。在采集的中心层面以各个冷热区球体的直径（共5种）分别画出12个圆形ROI，共计画出60个ROI。记录每个本底ROI区域的计数，由公式（A.11）计算出每个热区球体的对比度QH,j QH,j=CH,jCB,j-1aH式中：CH,j——CB,j——aH——aB——由公式（A.12）计算球体j本底ROI计数的标准差SDj SDj=k=1KCB,j,k-C式中：K=60。由公式（A.13）计算球体本底变化的百分度Nj Nj=SDiCB,j×100% (A.飞行时间分辨力使用18F核素，同散射的测量部分，利用散射因子测量中获得的测试数据，通过分析线源在TOF方面的拓展，获得TOF分辨力。为了获得一个单一的综合的TOF分辨力测量数据，在测量过程中每一个符合事件中的时间差异都要根据测试模体几何形状的期望值进行修正。对于小于或等于65cm的FOV的断层成像，所有数据都要考虑在内。对于大于65cm的断层成像，只考虑65cm中心部分的轴向层。对获取的测试模体数据的每一个时间帧进行分析，从描述的噪声等效计数率的峰值测量中获取的最后一帧开始，并在所有帧中持续至少获取500000即时事件。由公式（A.14）计算上线源矢量P1,P2间的单位矢量v。 v=P2-P1|P由公式（A.15）计算LOR矢量L1,L2间的单位矢量u。 u=L2-L1|L2-由公式（A.16）计算LOR与线源的最短距离r。 r=(L1-P1)∙u×由公式（A.17）计算截距I。 I=L1+(L1-由公式（A.18）计算TOF误差t。 t=t1-t2-|L由公式（A.19）计算散射与随机符合修正后的飞行速度Cj Cjt=r{Cjt,rMR性能检测方法信噪比测试（SNR）对充满均匀液体的模体进行扫描，所测量感兴趣区为100个像素点，其位置在图像的中心按式（A.20）计算信噪比SNR。 SNR=MSD (A.seqfulu_equation_13313688278000385720)式中：M——感兴趣区域内信号强度平均值减去周围背景的信号强度平均值；SD——感兴趣区域内信号强度的标准偏差。图像均匀性对充满均匀液体的模体进行扫描，在感兴趣区里选取九个测量区，分别为感兴趣中心域和边缘0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°，所测量区为100个像素点，确定每个测量区的信号强度平均值。选取上述九个测量区的信号强度最大值和最小值，分别按式（A.21）、（A.22）、（A.23）计算差值和中值及图像的均匀性。 Δ=Smax-Smin2 S’=Smax+Smin2 UΣ=1-ΔS’×100%=1-式中：SmaxSminΔ——信号强度最大值和最小值的差值的一半；S’UΣ几何畸变率（空间线性）测量模体图像中纵、横、斜的尺寸。根据所测量的结果，按式（A.24）计算空间线性L。 L=D-D0D0×100% (A.式中：L——空间线性；D0——实际尺寸，单位为毫米（mm）； D——测量尺寸，单位为毫米（mm）。空间分辨力测量模体中的空间分辨力组件，将窗宽调至最小，窗位调至能分辨出最小的一组线对。低对比度分辨力测量模体中的低对比度分辨力组件，将窗宽和窗位调至合适的位置，能分辨出最小的一组圆孔。层厚测量层厚的模体做成斜面,斜面的表面与扫描平面形成一个角度α。在斜面图像上，测得斜面图像像素强度的剖面分布曲线。在剖面分布曲线上测定峰值一半处的全宽度FWHM，按式（A.25）计算层厚。 D=FWHM×tanα (A.seqfulu_equation_13313688278000385725)式中：D——层厚，单位为毫米（mm）。纵横比测量模体外径，将窗宽、窗位调至最佳，测量模体中扫描截面的纵向和横向值。根据所测量的结果，按式（A.26）计算纵横比 H=1-LzLh (A.seqfulu_equation_133136882780003857式中：H——为纵横比；LzLh——为横向值，单位为毫米（mm）。静磁场强度将特斯拉计至于线圈中心区域并读取示值，重复测量3次，按式（A.27）计算误差。 ΔB=T0-TT×100% (A.式中：ΔB——磁场强度误差，%T0——MRI标称磁场强度，单位为特斯拉（T）；T——特斯拉计3次重复测量的平均值，单位为特斯拉（T）。静磁场短期非稳定性将场强传感器置于头线圈中心，重复测量2次，每次间隔1小时。按式（A.28）计量非稳定性 W=T1-T2T×100%式中：W——静磁场强度非稳定性，%；T1——第1次测得磁场强度，单位为特斯拉（T）；T2——第2次测得磁场强度，单位为特斯拉（T）；T——2次测量的平均值，单位为特斯拉（T）。

（规范性）

PET/M