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* 工作的每一个环节都需要质量控制，今天只讲PET/CT设备的质量控制 * 验收测试非常重要 PET设备组成 PET探头 晶体环：将511kevγ射线转成荧光 光电倍增管：将荧光转换成电信号并将之放大 …… PET探头 探测器组（block) 晶体组块(crystal block) 8 × 8 6 × 8 6 × 6 小晶块 4mm～6.5 mm 晶体环孔径 80cm 轴向几个block 32环 24环 …… PET 晶体 晶体 NaI：Tl BGO LSO GSO 光输出% 100 15 75 30 退光常数ns 230 300 40 60 发射波长nm 410 480 420 440 折射率 1.85 2.15 1.82 1.85 吸收系数cm-1 0.35 0.96 0.87 0.70 密度(g/cm3) 3.67 7.13 7.4 6.7 衰减长度(for 511keV，mm) 30 11 12 15 光电分支比% 16 43 33 光产额(光子数/MeV) 41000 9000 25000 8000 PET符合探测原理 三种符合情况 真符合(true coincidence) 随机符合（random coincidence） 散射符合（scatter coincidence） PET采集 扫描方式2D、3D 2D：灵敏度低，分辨率高 3D：灵敏度高，分辨率低 选择采集程序 静态、动态和门控采集 PET图像重建 2D：将各方向的所有平行的符合线从左到右排列，产生正弦图，进行重建 3D： 数据重组成2D 直接3D重建 重建层数：2×环数-1 PET图像重建方法 滤波反投影法（filtered back-projection，FBP） 迭代 有序子集最大期望值法（ordered subsets expectation maximization，OSEM） 3D重组迭代 3D迭代 …… PET性能 能量分辨率与能窗 空间分辨率 灵敏度 散射分数 计数率特征 校正精度 图像质量等 能量分辨率(energy resolution)与能窗(energy window) 能量分辨率定义为脉冲能谱分布的半高宽与入射光子能量之比 该值越小，能量分辨率越高。它表明了PET系统对散射符合计数的鉴别能力 能量分辨率主要取决于晶体性能，与探测系统的设计有关 能窗 散射符合计数随脉冲能窗下限的提高而减少 能窗下限的提高受到能量分辨率的制约 能窗下限过高将导致真符合计数的大量丢失 PET空间分辨率 点扩展函数（point spread function，PSF）的半高宽（FWHM） FWHM越大，分辨率越低 径向 切向 轴向 PET空间分辨率的限制 正电子的飞行距离：核素衰变发射出的正电子在发生湮灭前飞行的距离。 正电子的能量从零到最大（衰变能）连续分布, 半高宽FWHMpositron因核素及介质而异 正电子的能量↑→ FWHMpositron ↑ 18F：FWHMpositron=0.22mm， 11C：FWHMpositron=0.28mm PET空间分辨率的限制 电子的运动：正负电子湮灭时，正负电子偶的总的动量并非为0，两个湮灭光子的运动方向不成180o角，要偏向电子偶的运动方向。 造成的点源扩展与符合探测的两个探测器之间的距离有关 对探测环孔径为80cm的全身PET，中心分辨率的损失为： FWHMangulation=(800/2)xtg0.3=2.1mm 。 对18F，FWHMtheory ~ 2.1mm。 PET空间分辨率的限制 探测技术的限制：小晶体块 对视野中心处，分辨率损失为小晶体块大小的一半，而对探头附近，FWHMdetector为小晶体块大小 小晶体块越小，分辨率越高 对4mm的小晶块，视野中心处 ：FWHMtotal ~ 2.5mm 探头附近处 ：FWHMtotal ~ 2.9mm 灵敏度(sensitivity) 定义：PET系统在单位时间内单位活度或放射性浓度条件下所获得的符合计数 影响因素： 探测器环轴向视野 晶体块长度 探测器效率 数据的采集方式 2D 3D …… 散射分数（scatter fraction, SF） 定义：散射符合计数在总符合计数中所占的百分比 描述PET系统对散射计数的敏感程度 计数率特征 总符合计数率 真实符合计数率Rtrues 随机符合计数率Rrandoms 散射符合计数率Rscatter 噪声等效计数率RNEC:真符合计数率与总计数的比值与真符合计数率之积 计数率随活度的变化 计数丢失及随机符合校正精