PETCTMR质量控制与实施方案课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,3/10/2020,1,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)P,PET/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,6,PET,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,R,y,i,=R,0,*,exp,（,-2X,i,）,R,0,=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(Scatter 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,NEC,peak,=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，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,1,2,3,校正前,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,CT,MRI,CT、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,baseline,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,27,PET/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,68,Ge(,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,）,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 Normalization,ij,=,i,j,G,ij,i,、,j,分别是探测单元,i,和,j,的光子探测效率,G,ij,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,5.3,PET/MR,的季度质控,WCC(Well Counter Correction)校,32,建立,Baseline,PET/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、,FSE,和,GRE,的稳定性、线圈涡流等,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,测试模型,结果分析,周围环境噪声,MRI,的,白噪声,测试,测试模型结果分析周围环境噪声MRI的白噪声测试,测试模型,结果分析,主磁场均匀性,MRI,的匀场校正,测试模型结果分析主磁场均匀性MRI的匀场校正,MRI,的匀场校正,校正前,校正后,图像不均匀,波谱谱线展宽,校正前,校正后,MRI的匀场校正校正前校正后图像不均匀波谱谱线展宽校正前校正,感,谢大家的聆听！,感谢大家的聆听！,