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第一节 性能指标测试步骤与标准
一、SPECT平面部分
(一)均匀性
均匀性的定义为视野内各点计数值之间的差异。有效视野(UFOV)积分均匀性指有效视野(95%视野)内全部像素中最大计数与最小计数的差与和的百分比;有效视野微分均匀性指有效视野内X方向和Y方向相邻五个像素为一组,计算组内两两像素间计数差值,找出全部差值绝对值中的最大值和最小值,计算这两个计数差与和的百分比。中心视野(CFOV)积分均匀性和微分均匀性是指在CFOV(75%有效视野)内的积分和微分均匀性。
固有均匀性应每天测试和校正,若均匀性变化大于10%参考值,应寻找原因,及时维护。
影响均匀性的主要因素有:能峰设置不正确、温度变化(每小时温差超过3度即可导致均匀性变化,如若超过5度则有可能损坏晶体)、光电倍增管高压漂移、准直器损坏或污染、旋转中心漂移、探头轴向倾斜等等。
点源要求: 99mTc,活性度为0.3~0.5mCi,体积≤1mL,计数率 ≤20k/s。操作步骤:① 将探头准直器去掉;② 按厂家要求给探头加铅框和有机玻璃罩;③ 置放点源于五倍探头视野(圆探头为5倍视野直径;矩形探头为5倍视野对角线)的距离之外,对准视野中心;④ 20%中心能窗,256矩阵,计数5000K以上;⑤ 收起点源,换上准直器;⑥ 将该采集图像压缩为64矩阵,并做一次9点平滑,找出视野内的最大计数与最小计数,以及行和列中每5个相邻像素组中的所有像素差,找出视野内的最大计数差与最小计数差,分别代入公式:
(二)空间分辨率
分辨率定义为仪器可以分辨的两点之间的最小间隔距离;固有分辨率指不加准直器的分辨率;系统分辨率指加上准直器后的分辨率。
影响分辨率的主要因素有:能量分辨率变差、均匀性变坏、能峰设置错误、准直器类型、探测距离的变化等。
1.分辨率测试步骤(铅栅型)
准备材料:4象限铅栅模型、点源或泛源。操作步骤:①探头去准直器,加铅栅模型,对正X,Y方向;②置放点源于五倍探头视野的距离之外,与中轴对齐;③设置20%中心能量窗,256矩阵,1000K以上计数,采集图像;④依次90度转动模型,重复采集图像,直至四个方位全部完成;将铅栅翻面后重复以上步骤;⑤去掉点源、铅栅,换上准直器。注意选用的铅栅需与设备的分辨率匹配,必须是采集的铅栅图像分辨不出最细的一组铅条,这时所能分辨的最小铅条组尺寸即为铅栅分辨率。FWHM = 1.75最小铅栅间隔。
2.分辨率测试步骤(半高宽型)
材料准备:线源模型(木板上刻两条平行的相距5cm的沟槽,将直径<1mm的线源嵌入到两个槽内,每根线源内灌注约1mCi的 99mTc溶液并密封两端开口)、坐标纸。
操作步骤:①探头带准直,平行于X方向将模型置于视野中间,探测距离为10cm;②设置20%居中能窗,128矩阵,1000K以上计数,采集图像;③平行于Y方向置放模型,重复采集图像;④去掉线源模型,精确测量模型上两线源之间的距离;⑤垂直于线源图像勾画3个像素宽的感兴趣区,并获取剖面曲线,求出剖面曲线上每一个像素的计数值,并将每个像素的计数值绘制在坐标纸上组成计数分布曲线;⑥测量坐标纸上两个波峰之间的像素数目;⑦测量其中一个剖面曲线1/2峰值高度处的曲线宽度(像素数表示);⑧用模型上两线源之间的精确距离(毫米)除以图像上两峰值之间的像素数,得出像素尺寸(毫米),然后用剖面曲线1/2峰高处宽度的像素数乘以像素尺寸即得到半高宽(FWHM)值(毫米)。
(三)空间线性
线性描述图像的畸变程度。空间线性又可分为绝对线性和微分线性。所有影响均匀性与分辨率的因素都能影响空间线性。
准备材料:线性铅栅模型; 99mTc点源,操作步骤:①探头去准直器,加铅栅模型,铅栅平行X方向。②置放点源于五倍探头视野的距离之外,与中轴对齐;点源的活度调整到此时计数率小于20kcps。③设置20%中心能量窗,256矩阵,1000K以上计数,采集图像。④转动铅栅模型使之平行于Y方向,重复图像采集。⑤去掉点源、铅栅模型,换上准直器。⑥直观铅栅图像,并与参考图像相比照,粗略判断线条有无畸形。⑦用设备自带软件计算XY方向的绝对线性和微分线性。
绝对线性由X及Y方向的线扩展函数峰值偏离最大距离的平均值表示。微分线性由X及Y方向的线扩展函数峰值距离的标准差表示。绝对线性在1mm内,微分线性在0.2mm内,绝对线性和微分线性值越小,其线性越好。
(四)灵敏度
灵敏度是指仪器对已知强度的放射源的响应能力。用系统平面灵敏度表示。准直器种类,晶体的厚度与尺寸以及系统处理线路决定了仪器灵敏度。能窗设置、放射源的种类及形状也是影响系统灵敏度的因素。系统平面灵敏度描述单位是每兆贝克放射源每秒计数(cps/MBq)。
准备材料:放射源模型,内径150mm,内高10mm的平底塑料圆盘,灌注均匀的 99mTc水溶液,活度约1mCi。精确测量并记录放射源活度与开始测量的时间。操作步骤:①将模型置于探头中心距准直器表面10cm处,测量时保证源模型与探头间无任何吸收介质。②设置20%能量窗宽,128矩阵,采集10M计数以上,记录采集开始的时间和采集所用的时间。③去掉模型,用同样的时间采集本底。④换上不同的准直器,重复以上步骤,直至完成所有准直器的采集。⑤对所有数据进行本底校正,并将活度校正到开始采集的时间。依据公式(系统平面灵敏度 = 计数/活度/采集时间)计算结果。
将所得到的系统平面灵敏度指标与厂家提供的指标进行比较,如果低于10%以下,应该认真检查原因。
(五)固有能量分辨率
固有能量分辨率的定义为入射光子的脉冲能谱分布的半高宽与其能量之比,其反映的是仪器对γ射线能量的辨别能力。通常 99mTc的固有能量分辨率在10%左右。
准备材料: 99mTc和 57Co点源,活度分别约为15MBq。操作步骤:①探头不带准直器,将点源置于晶体平面中心点垂线上距探头5倍视野处。②设置20%能量窗,用数字化能谱仪分别测量两种放射源的能谱,峰值道至少达到10k计数。 99mTc能谱用于计算能量分辨率, 57Co能谱用于计算能谱仪每道的能量因子。③去掉点源,复原探头位置。④在 99mTc能谱曲线上用插值法求出半高宽值(FWHM),单位是道。以 57Co与 99mTc峰值位置的差值(单位为道)和 57Co与 99mTc能量差值(140.5 − 122.1 = 18.4keV)计算每道的能量因子,将半高宽换算成能量(keV)。依据公式(FWHM/核素能量)%,求出能量分辨率。
(六)计数率特征
当放射性活度较低时,随着活度的增加,仪器的计数率也随之增加;当活度增加到一定值时,计数率开始随活度的增加而减少。计数率特征描述的是仪器计数率随活度的变化而呈现出的特征。计数率特征分为无散射(空气中)和有散射计数率特征。计数率特性主要测量两个参数:20%窗宽时的最大计数率;输入计数率丢失20%时的观察计数率,这两个参数都受探测器的死时间影响。另外,计数率特征测试之前,应该先进行系统各项性能的校正,诸如能量、线形和均匀性等。
1.无散射计数率特征
准备材料:放射源模型:圆柱形铅质中空模型,壁厚25mm,圆孔内径25mm、高50mm,铅容器内放置 99mTc溶液瓶。操作步骤:①探测器不带准直器,在探测晶体上加上UFOV屏蔽框(环);②模型源要置于探测器中心,射线照射范围要能覆盖全UFOV;③源的初始放射性活度必须保证让探测器到达并超出最大计数率;④保证每次采集计数达到100k,记录采集所用的时间,以便计算计数率;⑤开始第一次采集前测量本底计数率,采集计数为10k,记录采集时间。采集结束后再采集一次本底计数率,观察有没有过大的变化。采集过程中必须很谨慎地保持本底恒定,保证测量环境不受其他放射源的影响;⑥按公式计算出各测量时间点的观察计数率和输入计数率,画出计数率特性曲线,求出最大计数率和20%计数率丢失时的观察计数率;⑦整个测量过程大约需要48小时左右。
2.有散射计数率特征
测试参数和测试方法与无散射体时完全相同,只是采集时带低能准直器。所用模型源是直径150mm,厚度10mm的小面源。散射体为直径300mm、高为150mm的圆柱体,圆柱体中间带的直径为200mm、深度为100mm的圆井,用于置放模型源。此散射体的材料是聚丙乙酸或充水的容器,在井内放置模型源后,在模型源上方需覆盖聚丙乙酸或充水的散射体将井填平。带散射的系统计数率特性更接近临床使用环境。
(七)探头屏蔽性能
探头屏蔽性能是指探头对视野之外的放射线的屏蔽能力。在工作环境中,探头周围可能会有其他放射源(给药后等待检查的患者、含药或注射后的注射器、放射污染等)。如果探头屏蔽性能有缺陷,则会影响检查结果。
准备材料:100μCi的高能核素点源。操作步骤:①探头配置高能准直器;②设置所用核素能量的能峰,20%的中心窗;③视野方向之外,将点源围绕探头依次摆放10个位置以上,分别对每个位置采集100秒;④去掉点源,用同样的条件采集本底计数;⑤计算出本底的标准差,然后比较每一个位置的计数是否超过本底标准差的三倍。
每一个位置的计数都不应该超过本底标准差的三倍,如是发生,则应该检查并去除周围所有的放射源,然后重复测定,如果依然存在,则及时通知厂家解决。
二、SPECT断层部分
1.断层均匀性
断层均匀性检测的是SPECT系统断层采集时重建图像的均匀性指标。SPECT系统的均匀性必须非常好,因为断层重建过程会加大这些不均匀性。SPECT用于断层采集时,其平面均匀性应该小于4%,否则必须进行校正。平面图像的非均匀性在断层图像上表现为同心环(与旋转轴同心),相对较宽的模糊环提示探头本身的非均匀性,而细的较清晰的环则提示硬件问题。
准备材料:用混合均匀的200~400MBq 99mTc水溶液灌注断层均匀性模型。测试前一定要先做仪器的均匀性校正。操作步骤:①将模型的中心旁开旋转轴2cm,平行于扫描床摆放模型;②用下列条件:矩阵64、总数60帧、1000k/帧,做图像采集;③重建图像时加上衰减和散射校正,选用Ramp滤波;④在重建图像上勾画感兴趣区并求出最大与最小计数,参照公式求出每一层面的均匀性。均匀性公式如下:
2.断层空间分辨率
(1)无散射断层空间分辨率:
测定空气中点源重建图像的空间分辨率(FWHM),反映的是SPECT在无散射条件下做断层采集时,能得到的最佳分辨性能。均匀性,准直器,旋转中心漂移,旋转半径大小,探头振动,重建方式等都会影响断层空间分辨率。
准备材料: 99mTc点源三个,直径小于2mm,计数率小于20kcps。操作步骤:①按下列位置摆放点源:点源1(x = 0,y = 0,z = 0);点源2(x = −75mm,y = 0,z = −50mm);点源3(x = 75mm,y = 0,z = 50mm);②设置采集条件:矩阵128,采集帧数60,旋转半径15cm,每帧计数大于10k,圆形轨道,进行图像采集。注意:在模型源和探头之间不能有其他物体(例如检查床);③选用Ramp滤波重建图像,重建厚度分别为13mm、18mm、30mm的横断面、矢状面和冠状面图像,确保三个层面都包含三个点源图像;④在三个层面的所有点源图像上勾画出剖面曲线,计算出各个方位的分辨率(FWHM)的值。
断层空间分辨率不应大于平面空间分辨率的10%,各个方位的FWHM值不应该有明显的差异,否则需重新校正系统,或联系厂家。
(2)有散射断层空间分辨率:
测定在水中线源重建图像的空间分辨率(FWHM),反映的是SPECT在散射条件下断层采集能得到的最佳分辨性能。均匀性,准直器,旋转中心漂移,旋转半径大小,探头振动,重建方式等都会影响断层空间分辨率。
准备材料: 99mTc线源三个,直径小于1mm,计数率小于30kcps。聚乙烯材质的柱状模型,直径20cm,高20cm,模型内充满水。操作步骤:①将柱状模型平行于旋转轴置于视野中心,将三根线源按下列位置插放在模型内:线源1(x = 0,y = 0);线源2(x = 75mm,y = 0);线源3(x = 0,y = 75mm);②设置采集条件:矩阵128,采集帧数60,旋转半径15cm,每帧计数大于10k,圆形轨道,进行图像采集;③选用Ramp滤波重建厚度10mm的横断图像;④在所有点源图像上勾画出剖面曲线,计算出各个方位分辨率(FWHM)的值。
和无散射断层空间分辨率相比,有散射的分辨率稍差,如果差别太明显,则提示能窗设定可能有问题。另外各个方位的FWHM不应该有明显的差异。
3.旋转中心
旋转中心是指探头的机械旋转中心,它应该与图像重建矩阵中心相一致。如果两个中心不重合,称为旋转中心漂移。具体表现为点源图像变得模糊放大,或发散成环状伪影。
检测步骤:①准备 99mTc点源;②使用水准仪,将探头调至水平,即与旋转轴平行;③采集参数:仪器最大矩阵,通常为512,每帧计数10k以上;④点源摆放位置:χ方向距中心5cm,并略偏离Z轴中心;y方向距中心5cm,并略偏离Z轴中心。⑤对以上两个位置分别采集,并重建图像;⑥求出点源图像的χ0,χ180和y90,y270方向的像素值。
旋转中心漂移公式:R0 = (n + 1-χ0-χ180)/2
这里n是具体矩阵数值512;有的仪器系统,矩阵像素从0算起,公式里就需要加1,有些从1算起,就不需要加1。χ0与χ180是两个不同方向的像素数值。把以上数据代入公式即可求出旋转中心的漂移值,旋转中心漂移值应≤1mm。
4.断层对比度
断层对比度是指SPECT系统对已知尺寸和活度的物体的探测能力。探测小病变时,对比度非常关键。断层对比度受下列因素影响:能量分辨率、散射、系统信噪比和重建方式。当病变小于仪器分辨率时,由于部分容积效应的影响,对比度会降低。
检测步骤:①制作柱状模型:用均匀的 99mTc水溶液灌注模型,总活度400MBq,模型分为均匀性区、冷区和热区。冷区和热区有柱形或圆形插件组成;②将模型平行于旋转轴方向摆放在视野中间;③用临床常规断层采集条件作图像采集,建议总计数大于100M;④用Ramp滤波重建图像,并进行衰减与均匀性校正;⑤分别在病变区和本底区勾画感兴趣区并求出各区计数,依照公式求出对比度。公式如下:
三、伽马相机全身扫描部分
1.全身扫描空间分辨率
测定空气中线源图像的FWHM,反映的是SPECT全身扫描在无散射情况下,能达到的最好分辨性能。
准备材料:线源两根,内径小于1mm,长度等于SPECT探头横向视野的宽度。管内充满均匀的 99mTc水溶液,活度应使视野内计数率介于10~20kcps。
测试探头运动方向的分辨率测试时,将两根线源相距10cm横着摆放在扫描床上。测试垂直于探头运动方向的分辨率测试时,将两根线源相距10cm顺着摆放在扫描床上。
采集方法:常规采集条件,探测距离10cm,探头分别在扫描床上、下进行扫描。
分析计算:分别在探头置于床上和床下的两幅图像上,计算两个方向线源的FWHM,结果报告应注明扫描速度。
2.全身扫描系统均匀性
在准直器表面固定上一个薄片状均匀的泛源,用常规条件做全身扫描,对扫描图像的均匀性进行定性测试。计算方法请参照SPECT平面均匀性测试部分。
3.全身扫描系统稳定性
全身扫描系统的稳定性描述扫描过程中扫描速度的一致性。
准备材料: 99mTc点源,活度应使视野内计数小于20kcps,将其固定在准直器表面的视野中心。
采集方法:常规采集条件与扫描范围,用两种速度分别扫描。
分析计算:对应平行于运动方向每个像素处的稳定性为SCi = (Ni − Naverage)/Naverage。其中,Ni为线形图像上中心像素及左右各5个像素计数之和,Naverage为Ni的平均值。结果报告时应注明扫描速度。SC的绝对值越大,稳定性越差。
四、PET部分
1.空间分辨率
定义:PET重建图像上可以分辨的两点之间最小间隔的能力,通常以半高宽(FWHM)表示。空间分辨率又可细分为沿扫描仪纵轴的轴向分辨率,横断面上的径向分辨率和切向分辨率。
影响分辨率的主要因素有:均匀性变坏,真符合与随机符合的比值过小,本底噪声大,温度变化,湿度变化,探测线路高压漂移,探测晶体老化,仪器校正不正确等。
空间分辨率测试步骤可以归纳为如下几点。A.放射源制作:F-18水溶液浓度大于5mCi/m1,用毛细管制作点源,点源的各向直径都小于1mm;B.置放点源:用点源托架模型分别将点源置放于视野内如下位置:①x0,y1cm,z1/2FOV;②x0,y1cm,z3/4FOV;③x10cm,y0,z3/4FOV;④x10cm,y0,z1/2FOV;⑤x0,y10cm,z1/2FOV;⑥x0,y10cm,z3/4FOV。C.采集与数据处理:各厂家都有依照NEMA标准设定的专用程序,调出按要求进行即可,分辨率测定一般选取最大矩阵,有利于实现最佳分辨率。
2.灵敏度
定义:在没有计数丢失的情况下,仪器探测已知浓度的放射源所得到的符合计数率,通常表示为cps/kB q。一般情况下,灵敏度取决于探测器的轴向视野与探测器的厚度。
灵敏度的测试步骤可以归纳为如下几点:①放射源制作:长度70cm,用F-18水溶液灌注的线源,计数率丢失低于1.0%,随机符合小于真符合的5%。将线源穿入五个套叠的最内层铝管内。使用铝管的原理如下:PET的探测机制是符合探测,能量相同方向相反的一对γ光子来自于正负电子的湮灭辐射,空气中发生湮灭辐射的概率非常低,不足以反映仪器的探测能力。为了提高湮灭辐射的发生概率,需要在放射源周围增加介质,但是介质本身也会造成射线衰减,为了推算介质的衰减值,需要对不同厚度的介质作连续测量,所以这里使用了五根直径不一的铝管。②置放放射源:使用线源支撑架将包有五根铝管的线源平行于扫描床分别悬吊在如下两个位置:X = 0,Y = 0;X = 10,Y = 0,并确保支撑架的所有部分都在视野以外;③采集与数据处理:各厂家都有依照NEMA标准设定的专用程序,调出后先在第一个位置,或逐层增加五个铝管,或逐层抽掉五个铝管分别进行采集,直至完成五次采集。然后在第二个位置重复以上所有步骤。所有采集完成后,调出专用处理程序并依照要求进行,最后将计算出结果数据;④指标描述:根据NEMA2007,灵敏度的单位是cps/MBq,即每兆贝克放射源的每秒计数。
3.均匀性
定义:指仪器探测均匀性放射源的能力或视野内各点计数值之间的差异。影响均匀性的主要因素有:温度变化,湿度变化,探测线路高压漂移,探测晶体老化,仪器校正不正确等。
均匀性的测试步骤可以归纳为如下几点:①放射源制作:用均匀性F-18水溶液灌注桶装模型,强度要求随机符合计数率与真符合计数率的比值为1/5;②置放模型:用模型托架将放射源模型摆放在轴向视野中心偏上或偏下两厘米处;③采集与数据处理:数据采集要求每层面的计数不少于20M,128矩阵,全通滤波,处理数据时加上标准化、死时间、随机符合、散射和衰减校正。均匀性计算公式如下:
④指标描述:均匀性以百分比差值表示,通常情况下的参考指标为≤5%差值。
4.散射分数
散射分数是指散射符合同真符合与散射符合之和的比值。
5.随机符合
随机符合是指两个或两个以上无关联的光子被同时探测到而生成的符合计数。随机符合使重建图像的噪声上升,对比度下降,可以利用硬件和软件校正来剔除随机符合。
6.计数丢失
计数丢失是指入射光子的数量太大时,两个或两个以上的光子近似,同时到达探测晶体的概率增加,受线路死时间的限制,使这些光子不能被记录下来,这种现象被称为计数丢失。
7.噪声等效计数
噪声等效计数是指重建图像中真符合计数的平方与总计数(真符合、随机符合、散射)之比。在符合探测中,总计数里除了真符合计数外,还不可避免的包含着散射符合与随机符合的计数,后两者会增加图像噪声,降低信噪比与对比度。所以在PET图像中除了与真符合计数相关的统计涨落噪声外,还必须考虑散射与随机符合噪声,为了衡量图像的信噪比特性,引入了噪声等效计数的概念。噪声等效计数的公式为(真符合) 2/(真符合+散射符合+ f随机符合),式中f有1和2两种形式,代表不同的随机符合校正方法。当放射性活度较低时,噪声等效计数约等于真符合计数,随着活度的增加,散射与随机符合逐渐增加,真符合也在大幅度的增加,此期间真符合计数在主宰着图像的质量,图像质量呈上升趋势。活度增加到一定量时,噪声等效计数会达到峰值,此时的信噪比最高,图像质量最好。这时如果再增加活度计量,散射与随机符合会大幅度增加,真符合计数会停滞或下降,噪声等效计数也在逐渐下降,因而图像质量会逐渐下降。
一次性模型测试即可求出散射分数、计数丢失、随机符合和噪声等效计数的指标。其具体步骤归纳如下:①放射源模型制作:模型为聚乙烯材质的圆柱体,长70cm,直径20cm,在半径4.5cm处留有一个与长轴平行的,直径0.65cm的长孔,以备插入线源用。线源是一根聚乙烯管,长度80cm以上,内径0.3cm左右,外径0.5cm左右。将均匀的F-18水溶液灌注线源,然后插入线源孔。线源的放射性活度必须满足所测试仪器的峰值真符合计数和峰值噪声等效计数。②置放模型:借助定位激光灯将模型置于视野中心,并使线源孔一侧朝向检查床面。③采集与数据处理:各厂家都有依照NEMA标准设定的专用程序,调出按要求严格执行即可。一般情况下是以小于1/2个核素半衰期的间隔连续采集数据,每一次采集的持续时间小于1/4个核素的半衰期,直至真符合计数丢失小于1.0%,随机符合计数率低于真符合的1.0%,全部采集过程将持续20个小时左右。④指标描述:通常给出的指标是:峰值噪声等效计数率,单位是每秒计数(cps);峰值噪声等效计数率时的放射源活度,单位是每毫升兆贝克(MBq/ml);峰值真符合计数率,单位是每秒计数(cps);峰值真符合计数率时的放射源比活度,单位是每毫升兆贝克(MBq/ml);散射分数,单位是百分比(%)。
五、CT部分
1.空间分辨率(高对比度分辨率)
空间分辨率是指物体的密度差在100Hu以上时,仪器鉴别相邻最小物体的能力,通常以每厘米线对数(Lp/cm)表示。
空间分辨率受以下若干因素影响:①球管设计与探测器体积:球管的焦点越小,探测器的体积越小,空间分辨率越好;②扫描层厚:层厚越薄空间分辨率越好;③重建算法:一系列的从高平滑到高分辨的重建算法,结果差异很大;④矩阵与像素:大矩阵小像素时分辨率最好。
模型介绍:圆柱状中空模型,共分四层,内有不同形状与不同密度的插件,其余中空部分都注满水。层厚与线性层:该层有楔形线对和四种密度由高到低的插件;高对比度分辨率层:该层由高密度线状物体以不同间隔排列成多组线对区;低对比度分辨率层:该层含有对比度分别为0.3%,0.5%和1.0%的直径不一的圆形插件;均匀性层:该层注满水溶液,并无任何气泡。
测试步骤:①将模型摆放在轴向视野中心,借助激光灯精确对位到高对比分辨率层;②头颅扫描条件,轴扫,层厚1mm,分别用标准算法与高分辨算法重建图像;③取多幅重建图像,调整窗宽窗位,观察其能够清晰辨别到的最大的连续线对数,分别报告标准条件下分辨率和最高分辨率。
2.密度分辨率(低对比度分辨率)
密度分辨率是指物体的密度差在10Hu以下时,仪器鉴别物体微小差别的能力,通常以百分单位毫米数(%mm)表示。
空间分辨率受以下若干因素影响:①光通量:管电流越大,密度分辨率越好;管电压偏高时,密度分辨率变坏。②扫描层厚:层厚越大,密度分辨率越好。③重建算法:一系列的从高平滑到高分辨的重建算法,对密度分辨率影响很大。
测试步骤:①将模型摆放在轴向视野中心,借助激光灯精确对位到密度分辨率层;②头颅扫描条件,轴扫,层厚10mm,标准算法重建图像;③分别记下密度差为0.5%的模型插件的CT值和标准差值,以及作为背景的邻近物体的CT值和标准差值。将窗宽设定为:插件CT值−背景CT值+(插件与背景标准差的最大差值)×5。窗位设定为插件与背景CT值的平均值;④读出视觉可分辨的最小圆形插件的尺寸,即密度分辨率。
3.噪声、均匀性
噪声是指一组非有用信号,通常表达为均匀图像区域中像素值的标准差。噪声是由到达探测器的光子量和仪器的灵敏度所决定的。噪声叠加在图像之上,呈现粗颗粒状。
能够影响噪声强弱的因素包括:①光通量:管电流大管电压高时噪声水平低,但是剂量增大;②重建算法:从高平滑到高分辨的一系列算法,其噪声水平是由低到高;③扫描层厚:层厚越大,其噪声水平越低;④患者体围:体积越大,相对带来的噪声也越大;⑤不同的图像显示方式,其噪声水平也不一样。
均匀性定义:指均匀物质扫描成像后,其整个视野中CT值的一致性。
测试步骤:①将模型摆放在轴向视野中心,借助激光灯精确对位到均匀性层;②用头颅条件扫描重建图像,层厚10mm;③分别在中心点,3点,6点,9点,12点五个位置勾画感兴趣区,求出其CT值和标准差;④中心点CT值的平均值为该机的CT值;将中心点的CT值与其他点的CT值代入公式得出该机的均匀性;求出各感兴趣区像素值标准差的平均值,即代表噪声水平。
4.CT值线性
CT值线性是指被成像物体的线性衰减系数与CT值之间的关系,正常情况下在坐标图上是一条直线。
测试步骤:①将模型摆放在轴向视野中心,借助激光灯精确对位到线性层。②用头颅条件扫描重建图像。③测出四种以上的不同密度插件的CT值,不同密度的插件有其标准衰减系数值,比如特氟隆0.374,丙烯0.219,低密度聚乙烯0.177,空气0。④以衰减系数为横坐标,CT值为纵坐标绘制线性图。
5.CT扫描剂量
扫描剂量测定需要专用的射线分析仪,检测时将剂量模型摆放好,并连接射线分析仪,用常规条件扫描模型,然后使用公式分别计算出中心剂量指数CTDIc和权重剂量指数CTDIw。
六、PET/CT部分
PET图像和CT图像的配准精度
PET/CT能够一次性提供CT擅长的解剖形态信息和PET擅长的功能代谢信息,并将它们有机的融合在一起。这样就引入了图像配准精度的概念,如果配准有误差,将会对图像诊断带来极大的不方便。
一般情况下,PET与CT机架有自己的精确固定位置,不会轻易滑动。患者检查床由于承受重力和机械磨损,可能会引起图像配准的精确度。
图像融合精度的检测与校正有两种方式:即机架内配有棒源和无配置棒源。配置有棒源时,需要柱状实体模型,模型内含有两个以上的高密度的小型球状体或柱状体,将模型放在视野中间,先行CT扫描,再用机架内棒源做PET视野的透射扫描。没有配置棒源时,需要两根放射性线源,将其交叉摆放在视野中间,先行CT扫描,再行PET扫描。两种方式最终都会提供模型的PET与CT的融合图像,并计算出配准差值(X、Y、Z方向,有的系统含有旋转方位)。如果差值超出正常范围,则进行自动校正,直至恢复到正常范围。