pet系統(tǒng)分辨力及影響因素的實驗研究

1、· 7 7 8中廚 醫(yī)學(xué) 像拄 術(shù) D 3 0 4年第 2 。卷弟 5 期 C h i nJM e dI m a g i n gT e c h n o 1 ． 2 0 ( , 1 ． V o l2 0 ， N oSEx p e r i m e n t a ls t u d yo fs y s t e m r e s o l u t i o na n di n f l u e n c ef a c t o r si np o

2、s i t r o ne m i s s i o nt o mo g r a p h y【 ’ HEYi n g 一J ．GENG． fH ， r ^ i．T[ AN 』i a — h e．Yl ND d - y i ． HEY ijr r ．(H EN S h e n ga u( r ． ) e p o r t me ~ t tn ，N“ f口Me d i ~ i n e - G e n e r a [ t t o s p ~ t

3、a ll lrP L A—B e i j i n gIO 0 8 S 3 ．C ' h i m ~ )[ A b s t r a c t ] O 塒 e c t i v eP E Ts y s t e mr e s o l u t l o n s ㈣ ei n v e s l i g a t e du n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s ． Me t h o d sWi t h

4、e l l i p s ec y l i n d e rr e s ol u t i o np h a n t o m ．t h es y s [ e m r e s o l u t i o n sDrS i e me n sECAT EXACT HR+ P ET o n2 D a c q u i s i t I o nmo d ewe r eR l e ~ s t l r e d8 t10p o s i t i o n su

5、 n d e r17v a l u e so ft h et o t a Ir a d i o a c t i v i t ya n dt wor e c n R s tr u e t i o ne o n d i t i o n s ：① F B P． Ha r m i n g ． c u t o f ¨ r e q u e n e y0 ． 4 ； @ 0 s E M ， f i t t e rGa u s s i a n

6、 ． k e r n e l2mm．R e s u l t sP E Ts y s t e mr e s o l u t i o nd i dn o tv a r ywi t ht h et o t a lr a d i o a c t i v i t y ．Th er e s o l u t i o na tt hec e n t e rb e t t e rt h a nt h o s ea tt h ee d g eTh e r

7、ead i f f e r e n c eo f2mm b e t we e nt h er e s o l u t i o na tt hee e n —t e ra n da tt h eh or i z on t a ll 6e m ．Th er e s o t u t i n nu n d e rt h es e c o n dr e c 0 n s 1 r u c t ； 0 nc o n d i t k ： m ( 4 ．

8、5 2m m) 、 v a s } ) e r i ert h a nt h ef i r s t( 75 1mm ) ．a(chǎn) n dt h ed i f [ e r e n c e％ r f i sa b o u t3h i m．Co n c l u s i o nP ET s y s t e m r e s o l u t i o ni si n d e p e n d e nto ft h ei o t a lr a d i o

9、 a ct i v i t y ，n 0 tu n i f o r m i nt h ef i e l d0 fv i e w ，a n dgr e a t l yi nf l u e n c e db yt h er e c o n s t r u c t i o nc o n d i t i o r t ．[ K e yw o r d s 3P E T ； S y s t e mr e s o l u t i o n ； R a

10、d i o a c t i v i t y ； P o s i t i o n ； R e c o n s t r u c t i o na l g o r i t h mP E T系統(tǒng)分 辨 力及 影 響 因素 的實驗 研 究 陳英 茂 ， 耿 建華 ， 田嘉禾 。 ． 尹大一 ， 何 義 杰， 陳盛祖 ( 1 ． 中國 人民解放軍 總醫(yī) 院桉醫(yī)學(xué)剝 ． 北 京 t 0 0 8 5 3 ； 2 ． 中國 醫(yī)學(xué)科學(xué) 院 阱和醫(yī)科大

11、 學(xué) 腫瘤 醫(yī)院校醫(yī)學(xué)科 )[ 摘 要]目的研究不同條件下。 P E T系統(tǒng)的分辨力方法采用橢圓柱分辨力模型． 測定 E C A TE X A C TH R+ P E T系統(tǒng) 2 D采集 模式下 ． 1 0十空間 位置處 、 17 種總活度 ， 兩種 重 建條件 ( ① ； F B P ． H a n n i n g截止頻 率 0 ． 4 { ② ： O S E M， ( } a u s s i a n ，棱 2t r i m后濾渡 )

12、 時 的 系統(tǒng)分 辨 力結(jié)果 系統(tǒng)分 辨力不 隨視野 中活度 而 變化 ； 但 與空 間位置 相關(guān) 中心 區(qū)最 好 ． 距 中心】 6 m m 處 的徑 向分辯 力下降 近 2r n m； 由條件 二重 建的圖像 中心區(qū)分 辯力 為 4 ． 5 2r r L r n高 于條件一 重 建的 圖像 ( 7 ． 5 1n m 1，空間各 處 兩種 基件 重建圖像 的 分辨力相 差約 3t n [ 1 ~結(jié)論 P E T 系統(tǒng) 分辨力 與 活

13、度無 關(guān) ． 但空 間分 布 不均 ， 且受 重建 條 件影 響較大 [ 關(guān)鍵詞] P E T {系統(tǒng)分辨力； 活度} 位置； 重建算法 [ 中國分 類號] R 3L2 { R 8 1 4 ． 4 2 [ 文獻(xiàn) 標(biāo)識碼 ] A[ 文章編號 ] 1 0 0 3 — 3 2 8 9 ( 2 0 0 4 ) 0 5 — 0 7 7 80 3系統(tǒng) 分辨 是決定正電子發(fā)射斷層圖像質(zhì)量 的一個重要 性 能指標(biāo) 本文研究在不同的視野活度 、 視野 中

14、不同的位置 及兩種重建條件下 P E T 系統(tǒng) 的分辨力 ． 為進(jìn) 一步研究 P E T圖像中的部分容積效應(yīng)校正方法提供實驗依據(jù) l 材 料與 方 法 l _ 1 模型實驗 模型 ： 采用橢 圓拄分辨 力測 試模 型 ． 該模 型 長軸內(nèi)徑 3 4 0m m， 短軸 內(nèi)徑 2 15mi l l ，1 6 0mm 的橢 圓柱 體． 體 內(nèi)在橢 圓長軸 方向、 短軸方向及 4 5斜 向分布著 】 0個內(nèi)徑為 1l l l m 線源 。如圖

15、i 所示 為模型的橫 斷圖像 ． 圈中 P 【 】 ～ P g 表 示 1 0個 線源 所 在 的位 置 ． 其 中 P 0 為 橢 圓柱 的 中心 相 [ 基金 目]全軍醫(yī)藥 衛(wèi)生垂 } 研基金 資助項 目( 0 l MA1 2 6 )[ 作者筒 丁 r ]陳英 茂 【 1 9 6 0 一) ， 男， 河 北 人， 碩 士 ． 副教 授 研究 方 向 ： 校 醫(yī)學(xué) 中的定量研 究 ，E - m a t t ： e h e n ．m@2

16、 6 3 ． n e t[ 收 葛 日期]2 0 0 3 - 1 2 一 I 9鄰線源閘的距離 為 ‘ c m。實驗時 + 在線源內(nèi)洼人 l 5 9MB q 的 F水溶液 ． 模型內(nèi)注滿無放射性 的水 ． 將模型放在探頭視野 中心 ． 使模型橫截面長軸置于水平方 向( x方向) ． 短軸置于豎 囤 1 模型的 橫斷圖像 維普資訊 http://www.cqvip.com · 7 8 O·中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù) 2 0 01

17、 年 第 2 0 卷第 5 期 C h i nJMe dI m a g i n gl ' e c h n o l ， 2 0 0 1 ， V o l2 0 ． N o5表 1P E T 系統(tǒng) 橫 斷面 上 的分 辨力 (±S ． mm)此 值是 在 無散 射 符合 ， 隨機(jī) 符合 率 又很 低 的條件 下得 到的 ， 基 本上 是本 型 P E T所 能達(dá) 到 的最 好 值 。理論 及 探測 技術(shù) 對 分 辨 力 的

18、限制 是 用 戶 無 力 改 變 的 ， 本 研究 使用 模 型模 擬 臨床 條 件 進(jìn) 行 ． 實 驗 目的是 了解 臨 床 使 用 過程 中影 響 分 辨力 的 因素 。在 臨床 使用 過 程 中 ， 視野 中總 活 度 的變化 范 圍是 很大 的 ．本 研究 總活 度 從 3 ． 4 8MB q 到 1 4 7 ． 9 8MB q變化 ， 發(fā)現(xiàn) 分 辨力不 受影 響 ． 基 本 不變 ( 圖 1 ) 。這說 明該 P E T 系

19、統(tǒng) 在高 活 度狀 態(tài) 下 ( 高 散射 、 高 隨機(jī)符 合 率 ) ， 分 辨力性 能 仍很 穩(wěn)定 。視 野 中不 同位 置 處 的 P E T分 辨力是 不 同 的 ． 中心 區(qū)域 分 辨 力最 好 ， 越 靠邊 緣 分 辨 力 越 差 ( 圖 3 ) 。這 幾乎 是 所 有 P E T的缺點 ， W i e n h a r d等 ] 、 B r i x等 和 D e G r a d o等 分 別 對 不同廠 家或 不 同 型號

20、的 P E T 采用 與 NE MAN U2 - 1 9 9 4 標(biāo) 準(zhǔn) 相同 的方法 測量 的徑 向分 辨 力 在 中心 與 邊 緣 2 0mm 處 差 值分 別 為 3 ． 5mm、 4mm 和 3 ． 6m m。這 提 示 在 視 野 中 心 可 以 顯 像 的小病灶若落在邊緣就可能不容易被發(fā)現(xiàn) ， 對邊緣區(qū)域更 需 要 仔細(xì) 的 觀察 和分 析 。圖像 重 建 的算 法及 濾 波 條 件 是 影 響 P E T 系 統(tǒng) 分 辨

21、力 的 又一 重要 因 素 。O S E M 是 臨 床 中常 用 的重 建 算 法 ， 濾 波 核 2m m 的 G a u s s i a n后 濾波 是 O S E M 重 建 中可 獲 得 最 高 分 辨 力的濾 波條 件 ， 本 研 究用 此 條件 重建 圖像分 辨力 高 ， 其 中心 區(qū)分 辨力為 4 ． 5 2mm( 表 1 ， 兩方 向平均) 。但圖像不平滑 ， 噪聲較 高。本研究所用的 F B P 、 Ha n n i

22、 n g 濾波、 截止頻率 0 ． 4 是 臨床 中最 常用 的重 建條 件 。 它所 重 建 的 圖像平 滑適 度 ， 噪 聲 得 到 了較好 的抑 制 ， 信 噪 比較 高 。但 分 辨 力 較 低 ， 中心 區(qū) 為 7 ． 5 1mm ( 表 1 ． 兩方 向平 均 ) 。兩 種重 建 條件 下 的 圖像 分 辨力 相 差 約 3m m， 這 主要 是 由 濾 波 條 件 引 起 的而重 建算 法 的 區(qū)另 q則 主 要表 現(xiàn) 為

23、 徑 向與 切 向 分 辨 力 的差 異 。O S E M 算 法 重 建 圖像 空 間 各 處 的 徑 向 與切 向 分 辨 力 基 本 相 等 ， 無 差 異 ； F B P算法 重 建圖像 ， 在 中心 處 各方 向 的分 辨力 基 本無 差異 ， 但 隨著 遠(yuǎn)離 中心 ， 徑 向分 辨力 逐漸 下 降 的速度 較 大 ， 切 向分辨 力下 降 的速 度則 很緩 ， 二 者差 異逐 漸 增加 ( 圖 3 、 表 1 ) 。這 與文

24、 獻(xiàn) 報 道 的情 況 一致 。這種 現(xiàn)象 可 能 與 F B P算 法 的理 論 相 關(guān) ， 這 種 算法 容 易產(chǎn) 生放 射 狀 偽 影 。在 臨 床 中 ， 徑 向 與 切 向分 辨力 的差異 會造 成小 病 灶 的形狀 失 真 ， 圓形 變 為橢 圓形 ． 對 其 部分 容 積效 應(yīng) 的校 正 也應(yīng) 注意 這種 差 異 。P E T 系統(tǒng) 有 限 的分 辨 力 是 導(dǎo) 致 圖 像 中部 分 容積 效 應(yīng) 的 根 源 ， 所 有

25、影 響系統(tǒng) 分 辨 力 的 因 素 都會 影 響 圖像 的部 分 容 積 效 應(yīng) ， 重 建 條件 對 圖像 部 分 容 積 效 應(yīng) 的 影 響 與 本 研 究 結(jié) 果 一 致 。尺 寸小 于 兩倍 分 辨 力 的小 病 灶 ， 部 分 容 積 效 應(yīng) 較 為 嚴(yán) 重 ， 對 其進(jìn) 行定 量分 析 時需 要進(jìn) 行 校 正 ， 而 知道 該 處 的分 辨 力 是一 般校 正方 法 的 基礎(chǔ) 。本 文 對 P E T 系 統(tǒng) 分 辨 力 的

26、 研 究 不 僅有 助 于理解 臨 床 圖像 結(jié)果 和改 進(jìn) 圖像 質(zhì) 量 ． 而且 為進(jìn) 一 步 對 圖像進(jìn) 行 定量 分 析及 校正 部 分容 積效 應(yīng) 的研 究 提供 了基 礎(chǔ) 。[ 參考文獻(xiàn)]E l iG e n gJ H，C h e nS Z ，C h e nY M，e ta 1 ．T h e o r e t i ca n a l y s i so ft h ec a u s e sa n dc o r r e c t i o

27、 no fp a r t i a lv o l umee f f e c ti np os i t r o ne mi s s i o nt o m o g r a p h yi m a g i n g D] ． C h i nJN u c lMe d ， 2 0 0 3 ， 2 3 ( 5 ) ： 3 1 8 — 3 1 9耿建華 ， 陳盛祖 ， 陳英 茂， 等 正 電子圖像 部 分容 積效 應(yīng)成 因與校 正的理論探討 D ] ．中華

28、核醫(yī)學(xué)雜志 ， 2 0 0 3 ， 2 3 ( 5 ) ： 3 1 8 - 3 1 9 ．E 2 ]B r i xG ，Z a e r sJ ，A d a mL E ，e ta lP e r f o r m a n c ee v a l u a t i o no faw h o l eb o d yP E Ts c a n n e ru s i n gt h eN E MAp r o t o c o l [ J ] ． JN u c l

29、M e d， 1 9 9 7，3 8( 1 0)： 1 6 1 4 — 1 6 2 3E 3 ] T a r a n t o l aG， Z i t oF ， G e r u n d i n iP ． P E Ti n s t r u m e n t a t i o na n dr ec o n s t r u c t i o na l g o r i t h msi nw h o l e — b o d ya p p l i c a

30、t i o n s [ J ： ．JN u c lM e d，2 0 03 ，4 4( 5 )： 7 5 6 — 7 6 9．1 4 ]W i e n h a r dK，E r i k s s o nL，Gr o o t o o n kS ，e ta 1 ．P e r f o r ma n c ee v a l ua t i o no ft h ep o s i t r o ns c a n n e rE C A TE X A C T

31、口 ] JC o m p u tA s s i s tTo mo g r ，1 9 9 2，1 6 ( 5 )： 8 0 4 — 81 3．E 5 ] D e G r a d oT R ，T u r k i n g t o nT G，Wi l l i a m sJ ，e ta 1 ．P e r f o r m a n c ec h a r a c t e r i s t i c so faw h o l eb o d yP E Ts c

32、 a n n e r [ J ] ．JN u c lMe d ，1 9 9 4．3 5( 8) ： 1 39 8 — 1 4 0 6．E 6 ] C h e nY M， G e n gJ H， T i a nJ H， e ta 1 ． P a r t i a lv o l u mee f f e c ti nP E Ti ma g e s ：p h a n t o m s t u d y [ - J 7C h i nMe dI ma