PET/CT中CT仿真人体模型的图像质量与辐射剂量关系的研究

目的 以仿真人体模型为实验对象,研究PET/CT中CT图像质量与辐射剂量的关系,为保证图像质量同时降低受检者的辐射剂量提供数据依据。方法 用美国GE Discovery ST型 PET/CT,对仿真人体模型（Model RS-550）进行扫描。CT采集条件：管电压120 kV,管电流30~250 mA范围内11种固定值及自动管电流,螺距（pitch）分别为0.938、1.375、1.75,模拟临床PET/CT的全身扫描方式对仿真人体模型进行扫描。对图像进行分析,计算腹部主要器官的噪声、信噪比及质量因数。结果 噪声随有效剂量的增加而降低,有效剂量<15 mSv时,噪声变化幅度较大;>15 mSv时,噪声变化缓慢。信噪比、对比信噪比随有效剂量增加而增加。相同的有效剂量时,质量因数与扫描方案相关。自动管电流模式下的所有指标,均优于固定管电流采集模式。结论在CT图像质量达到一定程度后,进一步增加有效剂量,图像质量提高有限。根据不同的临床需求在保证一定图像质量的前提下,选择适当的CT扫描方案,降低受检者的有效剂量。     

重建技术对PET/CT图像空间分辨率影响的模型研究

目的:探讨重建技术对PET/CT中PET图像空间分辨率的影响。方法:采用PET/CT模拟临床条件进行图像数据采集,对分布于椭圆柱分辨率模体长轴方向上的5条线源及6层横断面行PET/CT扫描;选择滤波反投影(FBP)法和VUE Point HD迭代算法进行PET图像重建。迭代算法中增加点扩散函数(PSF)和飞行时间(TOF)两种新技术对图像进行重建,以线源半高宽(FWHM)表示重建图像的空间分辨率,计算5条线源6个层面上径向FWHM,求平均值。结果:在临床采集及重建条件下,使用PSF技术前、后中心位置图像空间分辨率分别为4.95 mm、4.28 mm;TOF技术使用前、后中心位置图像空间分辨率分别为4.95 mm、5.19 mm;FBP算法重建图像空间分辨率为4.63~7.45 mm;VUEPointHD算法空间分辨率为4.07~6.58 mm。结论:PSF技术能够有效提高PET图像空间分辨率,而TOF技术对图像空间分辨率无显著影响。重建算法对PET图像空间分辨率的影响较大,故需依据临床需求和经验选择来辅助决策。     

成像条件对不同机型PET/CT图像空间分辨率的影响

目的 探讨PET/CT成像条件（采集时间、床位重叠、重建矩阵、迭代次数、滤波核、衰减校正）对图像空间分辨率的影响。方法 使用GE Discovery Elite 型和GE Discovery ST-16型2种PET/CT设备分别对椭圆柱分辨率模型进行1个和2个床位扫描（List mode模式,采集时间为6 min）;使用临床常用重建条件（Elite型：VPFX-S算法;ST-16型：VUE Point HD 算法）分别按1～6 min/床、不同迭代次数2～10次、滤波核2.0～10.0 mm（Elite型）、不同的重建矩阵以及是否进行衰减校正对图像进行重建;用线源扩展函数的半高宽（FWHM）表示PET重建图像的空间分辨率。结果 在临床采集条件下,当采集时间为1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、6 min时,中心位置图像空间分辨率FWHM_Elite分别为（4.06 ± 0.08）mm、（4.05 ± 0.20）mm、（4.01 ± 0.01）mm、（4.05 ± 0.07）mm、（4.05 ± 0.03）mm、（4.08 ± 0.06）mm;FWHM_ST-16分别为（5.76 ± 0.12）mm、（5.72 ± 0.11）mm、（5.74 ± 0.09）mm、（5.78 ± 0.05）mm、（5.75 ± 0.09）mm、（5.77 ± 0.07）mm。模体位于1个床位的中心及2个床位重叠处时,中心位置线源FWHM_Elite分别为（4.04 ± 0.01）mm、（4.04 ± 0.01）mm;FWHM_ST-16分别为（5.39 ± 0.19）mm、（5.38 ± 0.07）mm。矩阵为256 × 256、192 × 192、128 × 128时,中心位置FWHM_Elite分别为（4.07 ± 0.18）mm、（4.25 ± 0.10）mm、（4.73 ± 0.08）mm。滤波核2.0 mm、4.0 mm、6.0 mm、8.0 mm、10.0 mm时,中心位置的FWHM_Elite分别为（4.65 ± 0.43）mm、（4.77 ± 0.27）mm、（4.02 ± 0.01）mm、（4.11 ± 0.04）mm、（9.94 ± 0.01）mm。2、4、6、8、10次迭代时,中心位置的FWHM_Elite分别为（4.17 ± 0.27）mm、（4.27 ± 0.21）mm、（4.11 ± 0.05）mm、（4.18 ± 0.04）mm、（4.12 ± 0.06）mm。是否使用衰减校正,中心位置的FWHM_Elite分别为：（4.14 ± 0.01）mm、（4.18 ± 0.08）mm。相同采集时间及床位下,Elite型较ST-16型图像空间分辨率改善约40.57%。结论 同一机型矩阵为256 × 256所得到的图像,空间分辨率较另两者高;重建滤波核为6.0 mm时,Elite型图像空间分辨率最好;同一成像条件下,Elite型图像空间分辨率明显好于ST-16型;不同采集时间、床位是否存在重叠,迭代次数以及衰减校正对PET空间分辨率影响不明显。     

PET/CT中CT自动管电流调制模式下受检者有效剂量的研究

目的 研究PET/CT中CT自动管电流模式下受检者有效剂量与管电流阈值及噪声指数的关系,为确定最优化采集条件提供理论基础。方法 选用GE Discovery ST-16型和Discovery Elite型PET/CT,使用RS-550型仿真人体模型获得PET/CT中CT所致受检者有效剂量。两机型采用相同采集条件,即管电压120 kV,螺距为1.375,转速0.8 s/转,噪声指数（NI）8-30,间隔为2,自动管电流低限均为30 mA,高限为200~350mA,间隔为50 mA。模拟临床PET/CT的头颈部和体部分段扫描方式对仿真人体模型进行扫描。记录各种采集条件下剂量长度乘积（DLP）,计算有效剂量（ED_CT）。结果 采用相同采集条件,CT扫描所致有效剂量随噪声指数增大而降低,且曲线随自动管电流高限的增加而陡峭;Discovery Elite型扫描CT所致受检者全身有效剂量低于Discovery ST-16型。结论 对确定的受检者,PET/CT中CT所致有效剂量随扫描条件不同有较大差异。可以根据不同临床需求,选择最优化采集方案,从而尽可能降低受检者的有效剂量。