PET/CT工作站

PET/CT工作站（共7篇）

PET/CT工作站 篇1

医用回旋加速器是利用射频电场,在直流控制磁场中加速质子、氘核、氦核或其他重粒子的加速器,主要用来生产放射性同位素[1],该院配备的回旋加速器主要生产的放射性核素为F-18、O-15、N-13、C-11。PET/CT利用放射性药物标记化合物注入人体后,其产生正电子与组织中负电子结合发生湮灭,产生一对能量相同、方向相反的γ光子(光子能量为511 keV),通过体外探测湮灭光子,经计算机处理获得相关参数、影像,从而达到对疾病诊断的目的。为保障PET/CT工作场所的辐射安全,我们于2011年12月8日及12月14日对新疆某医院的PET/CT工作场所进行了2次监测,确定该院PET/CT工作场所的放射性水平,提出辐射安全管理对策。

1 仪器与方法

1.1 监测仪器

BH3206表面沾污仪(北京核仪器厂生产,仪器编号4581),identiFINDER-N型便携式X-γ剂量计和能谱仪(仪器编号:3555-7),FH40G+FHT752型中子剂量当量仪(仪器编号019603)。

1.2 监测方法

按照《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61-2001)进行。

2 结 果

2.1 X-γ辐射空气吸收剂量率

PET/CT工作场所X-γ辐射空气吸收剂量率监测结果见表1。

由表1可以看出:加速器在生产F-18阶段,加速器室内有一定的射线泄漏,γ辐射剂量率最高达到7.92 μGy/h,距加速器防护门3 m处为0.55 μGy/h,仍然高出环境本底数倍,但加速器机房外环境接近辐射环境本底水平;合成分装过程相关操作台面有一定的γ辐射剂量率泄漏,最大为5.31 μGy/h,但热室外环境接近辐射环境本底水平;注射阶段中抽取药物环节的γ辐射剂量率最高达到15.8 μGy/h,但注射室和候诊室的墙外和铅门外的γ辐射剂量率均为环境本底水平;PET/CT扫描阶段,控制室防护门存在射线泄漏,达到1.22 μGy/h,由于铅玻璃存在泄漏,致工作人员操作位达到0.29 μGy/h,略高于环境本底水平。

注:未扣除本底值0.11 μGy/h。

2.2 回旋加速器中子剂量率监测

PET/CT的回旋加速器的周围环境中子剂量率的监测结果见表2。加速器运行时,加速器防护铅门缝的中子剂量率为10.20～12.10 μSv/h,机房外环境的中子剂量率为辐射环境本底水平。

2.3 表面沾污

PET/CT工作场所的表面沾污监测结果见表3。

PET/CT操作时,其工作场所中没有α表面沾污,但存在β表面沾污,其中质控室操作台的β表面沾污达到1.21 Bq/cm2,注射台β表面沾污达到1.19 Bq/cm2;工作场所的β表面污染水平均满足《临床核医学卫生防护标准》(GBZ 120-2006)和《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)的要求。

3 讨 论

3.1 工作人员年均有效剂量

根据职业工作人员在PET/CT各工作场所的逗留时间估算出其年均有效剂量3.99 mSv,符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)中的工作人员年有效剂量5 mSv/a的管理限值。公众接受的附加年有效剂量当量约为0.005 7 mSv,远小于0.1 mSv/a的管理限值。

3.2 工作场所分级

该院医用回旋加速器生产放射性核素F-18的日等效操作最大活度为1.11×108Bq,依据GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》,该开放型同位素实验室工作场所属于乙级工作场所。

3.3 加强放射性防护管理

①应重视PET/CT的辐射防护管理。通过现场监测,该院PET/CT的放射防护屏蔽设计包括回旋加速器的自屏蔽(加速器防护门)、放射性药物合成分装器的屏蔽、注射室的注射屏风铅玻璃均需要进一步加强辐射防护屏蔽,使其达到不超过2.5 μGy/h。②使用开放型放射性核素F-18,必须严格执行控制区、监督区和清洁区的三区划分原则。在工作场所布局上,首先应把直接接触与不直接接触放射性物质的房间明确划分开,并且在两者之间设置卫生通过间; 其次,应把污染程度不同的操作间完全分开,并按由低水平到高水平的顺序配置[2]。③开放型放射性工作场所地面应光滑、无缝隙、无破损;所用材料能耐酸碱,易去除放射性污染[3]。门窗和内部设施力求结构简单,易于清洗。该工作场所产生的一次性注射器、试剂瓶等物体,要放置在专门房间的专用容器内,放置10个半衰期后可达到豁免活度以下,再做一般废物处理,不得自主采用深坑掩埋,更不得直

接作为普通垃圾处理。④应重视PET/CT的辐射安全管理。进行放射性核索操作时应严格执行安全操作规程,定期检查和监督安全装置的使用情况,做好个人防护,严禁在实验室进食、饮水。离开工作场所之前进行清除表面污染并接受污染检测,若表面污染水平超过控制水平则应进一步去污,直至达到清洁。

3.4 加强放射工作人员管理

应重视放射性同位素开放型工作场所的科学管理,通过辐射防护及模拟工作现场培训,提高工作人员操作的熟练程度和个人辐射防护意识。工作人员接受个人剂量监测和健康检查,建立个人剂量档案。

3.5 加强对注射了放射性药物受检病人的管理

通过对患者甲注射F-18(注射量为17.4 mCi)半小时后监测,患者体表γ辐射剂量率高达670 μSv/h,因此必须加强对注射了放射性药物受检病人的管理,减少受检者对周围环境和公众的影响。

3.6 加强放射工作场所监测

PET/CT工作过程中接触高于本底水平的放射性核素,势必会对工作人员及工作场所周围环境造成一定的放射性污染;因此必须重视对同位素工作场所的监测,实时掌握工作场所辐射水平,为采取正确的放射防护措施提供依据。

参考文献

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PET/CT的PET质量控制 篇2

正电子发射断层显像/X线计算机体层显像 (PET/CT) , 它将PET和CT完美地结合在一起, 集功能与解剖影像于一身, 其优势己经被临床所认识, 应用领域不断扩大, 尤其在肿瘤诊断、分期等方面有其绝对优势[1,2]。因此, 越来越多的医院已配置或准备配置这一核医学科最先进的医疗设备。然而, 机器的高成本势必推高机器的维修成本, 那么如何降低PET/CT的维修成本, 提高机器的正常使用率成为核医学科和设备科常规工作不可避免的问题。由于CT的质控与维保知识已经比较普及, 本文通过对我院引进的飞利浦GEMINI GXL-16型PET/CT设备的实践工作, 从PET的角度探讨PET/CT的日常质控和预防性维护保养, 总结分析保障PET/CT日常运行的方式和方法。

对PET控制的项目包括:日常质量控制 (Daily QC) , 均匀性测试, 探测器灵敏度校正 (归一化) , 空间分辨率测试, PET/CT图像融合测试, 共5项。

1 日常质量控制

PET的Daily QC可确保探头系统的完整性。其步骤如下:将Philips (飞利浦) 提供的Daily QC模型 (专用支架上装有放射性点源22Na, 活度为3.7 MBq) 置于PET机架的指定位置, 选择自带的Daily QC程序进行每日质控。包括:系统初始化、基准数据收集、光电倍增管增益检测、能量测试与分析 (表1) 、发射扫描正弦图收集与分析。要求:每天扫描计划开始执行前都要执行该质量控制程序, 而且必须保证每个项目都通过, Daily QC才算通过。

2 均匀性测试

测定探测器对视野内任一均匀活度源的探测能力。由于计数的统计涨落及探头的非均匀响应, 在均匀源的图像上会造成计数偏差, 该偏差越小, 均匀性越好[3]。模型的均匀性图像可以分反映PET的性能状况, 同时也反映由CT或其他穿透源本身或 (和) 衰减校正后造成的图像非均匀性。因此, 通过每次测试模型的均匀性图像, 可以直观地评价系统的运行状况。

均匀性测试分为断层均匀性、体积均匀性和系统均匀性。采用NEMA 1994标准模型及采集重建方法, 在每一断层图像上, 以中心为圆心, 勾画一直径为175 mm的圆形感兴趣区 (ROI) , 再用正交的直线将该感兴趣区分成多个边长为10 mm的小正方形区域。用这些小正方形区域中的计数可计算各种均匀性。根据厂家提供的测试程序进行测试即可。

我院检测条件:放射源为740 MBq (20 m Ci) 18F-FDG;采集矩阵128×128;采集层厚2.00 mm;重建层数115。采集完毕后, 根据厂家提供的设备检测程序, 由计算机自动求出有效视野 (UFOV) 和中心视野 (CFOV) 的积分值 (IU) 和微分值 (DU) 。PET的断层均匀性通常由UFOV和CFOV的IU和DU表示。我们分别对标准模型中的水散射体和不规则散射体中心层面的断层均匀性进行测算 (水散射体所处的中心层面为40~42层, 不规则散射体所处的中心层面为69~71层, 下同) , 其结果见表2~3。由于GB/T18988.1-2003《放射性核素成像设备、性能和实验规则第1部分:正电子发射断层成像装置》中未对均匀性以及PET/CT断层图像位置匹配误差等参数给出具体评价指标, 所以, 我们结合实验结果以及临床实际图像质量进行综合判断, 均匀性结果符合临床要求, 可供同行参考。

3 探测器归一化校正

PET中有成千上万个探测单元, 受其各自几何位置和性能差异的影响, 例如晶体条发光效率、晶体条与光电倍增管的耦合、晶体条对符合线的张角不同等因素, 使其探测效率不尽一致。其校正方法是利用均匀分布的放射源, 测量每个测量单元的计数响应Di, i=1, …, M, M是PET探测单元总数, 算出归一化因子 (NOPMi) :

以文件方式存于计算机, 在对病人进行PET测量时, 将测量值乘以相应归一化因子就实现了探测器效率校正。归一化校正可由机器提供的校正程序自动完成, 全程5 min。

4 空间分辨率测试

重建图像的半高宽 (FWHM) 能反映PET在最佳状况下能达到的最高分辨性能[4]。测试方法:选用放射性同位素是18F离子, 比活度1480~2220 MBq/m L。用注射器针头滴1滴在玻璃板或胶片上, 用长度为100 mm、内径≤1 mm、外径≤2 mm的毛细管吸取2~5 mm18F溶液, 制成活度为1.85~3.70 MBq的点源;将3个点源固定在一个XY平面支架上, 用激光定位线将模型置于视野中心, 分别在1/2轴向FOV和1/4轴向FOV两个位置测量, 每个位置测量3个点, 分别为 (0 cm, 1 cm) , (0 cm, 10 cm) , (10 cm, 0 cm) , 每个点测量3个方向的FWHM。采集程序及数据处理均由仪器提供的测试程序自动完成, 并给出空间分辨率测试结果。要求:PET轴向空间分辨率 (0 cm及10 cm处) 分别为<6.5mm, <7.0 mm;横向空间分辨率 (1 cm及l0 cm) 分别为<5.7mm, <6.5 mm。我们对不规则散射体中心层面的断层 (断层数69~71) 的空间分辨率进行了测算 (表4) , 其结果符合临床需求。

5 PET/CT图像融合测试

PET/CT最大的优势就是将PET和CT的图像结合起来获取功能信息与结构信息, 能大大提高诊断准确性[5]。PET/CT图像融合的质量控制至关重要, 以下简要介绍PET/CT图像融合的测试方法。

选用Philips提供的圆柱体空心模型 (该模型直径为300 mm) , 内注入148 MBq的18F溶液, 测试时, 模型由支架固定在扫描床的前端, 体模紧邻其后, 启动临床全身扫描程序, 完成1次完整的PET/CT扫描采集, 然后滤波重建CT及PET横断层图像, 并进行图像融合, 观察PET和CT配准情况。从PET模型断层图像上观察分辨最小球的直径, 作为空间分辨评估, 利用PET和CT的位置偏移距离来计算图像位置的匹配程度 (用mm表示) 。测量选取了不规则散射体中心层面的断层 (断层数69~71) 的图像位置匹配程度, 其结果见表5及图1。要求PET和CT的匹配误差≤1 mm, 显然机器的匹配误差不符合要求, 提示要进行校正, 不然会影响图像质量。

6 结语

PET/CT的安全稳定的运行和质量保证是PET/CT得以广泛开展的前提, 这就要求我们必须配备具有高素质的技术人员, 严格按照操作规程操作仪器, 加上精心维护与保养, 保证机器的使用率, 降低故障发生率和误操作率[6,7,8]。希望我们对飞利浦GEMINI GXL 16 PET/CT质量控制的工作经验能启示大家对PET的质量控制与保养的认识, 形成科学的标准化的统一管理体系, 使核医学的这一利器能发挥其巨大的临床效用和社会效益。

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国产PET/CT技术进展 篇3

PET是英文名称Positron Emission Tomography的缩写, 即“正电子发射断层扫描仪”[1]。在PET扫描过程中, 注入人体的放射性核素发生β+衰变产生正电子, 正电子进一步与组织器官中的电子发生湮灭, 产生一对具有511Ke V、但方向相反飞出的γ光子, PET利用其封闭环绕型探测器阵列对这些背对背的光子进行符合测量 (即电子准直) , 形成投影线, 利用计算机处理投影数据进行图像重建求解出待测组织或器官的放射性药物分布, 以研究待测组织或器官的功能。PET是在分子水平上利用影像技术研究人体组织代谢和受体功能的一种最先进的设备[1~3], 已成为肿瘤、心及脑疾病诊断的一种最有效的方法, 被誉为20世纪最伟大的十项发明之一。大多数疾病的生化变化先于解剖学的变化, 因此PET能提供很多疾病在发展过程中的早期信息, 可以进行超前诊断。比如癌症的葡萄糖代谢率比正常组织的代谢率高, 据此就可从PET的葡萄糖代谢功能图像清楚地断定肿瘤的良恶性, 是否已转移, 以及较精确地定出癌症的范围等, 以便较彻底地切除, 从而减少复发率。尽管PET可以提供组织的代谢或功能信息, 但PET的分辨率差, 解剖定位差。

CT (Computed Tomography) 是最常用的医学结构成像设备之一, 利用人体组织密度差进行成像, 其空间分辨可达到亚毫米级。CT虽然也能用于检测癌症, 但只能用于疾病过程已经引起了较大的解剖学变化时的情况, 如肿瘤发展较大, 也就是大多发展到中晚期以后, 才能检测出来。

CT与PET的有机结合可将解剖结构影像与功能/代谢/生化影像精确重叠显示, 使医生获得最为全面的信息[4~7], 这对疾病的诊断, 尤其是对肿瘤的诊断、定位和治疗计划有很大帮助[8]。一体化双模式PET/CT中, CT和PET数据是在同一次扫描和同一坐标框架中采集的, 从而提供了两种模式之间的准确的空间定位关系。

另外, 在PET/CT中CT还可提供PET的衰减校正。由于CT采集的统计量大, 且在1、2分钟内即可完成, 由此可直接得到足够精度的衰减校正系数, 而传统的PET放射性棒源扫描则大概需要每床位几分钟到10分钟的时间。可见, 使用PET/CT, 整个病人扫描时间可明显缩短[4], 这有利于减少运动伪影和减轻病人检查时痛苦, 特别是危重患者。在PET/CT中可利用CT的高分辨图像对PET可疑病灶进行解剖定位, 可降低PET显像中的假阳性, 提高小病灶的检出率。

由上可见, CT与PET的有机结合可起到优势互补的作用, 是一个1加1大于2的技术整合。大多数PET/CT产品也可以支持单独PET与单独CT操作使用, 整个设备的利用效率高。

美国于1974年成功合成碳-11标记的脱氧葡萄糖, 并获得了第一例大脑脱氧葡萄糖代谢图。于1976年8月成功合成了18F-FDG, 采用PET技术得到了18F-FDG大脑代谢图, 其后相继开发了临床PET技术, 于2000年成功实现了PET/CT一体化技术, 将PET/CT一体机推向临床应用。据不完全统计, 截至2012年底, 大陆已装的PET/CT数近200台, 2013年待装机49台, 这些PET/CT扫描机均为进口。目前应用于国内临床的PET/CT多为24-39环PET和16-64排螺旋CT, 也有少量高端PET/CT机, 如采用128排及以上螺旋CT, 采用40环以上高分辨PET探测器, 采用TOF (飞行时间探测) 技术的PET/CT扫描机。

国内开展PET扫描技术的研究较早, 1986年中国科学院高能物理研究所研制成功我国第一台单环PET实验样机[2]。利用中国原子能研究院研制的18F-FDG, 在中日友好医院成功应用于临床研究, 对一例肝癌患者成功显像。中科院高能所与广东威达合作研制成功四环PET系统, 并用于中国医学科学院阜外医院的临床研究。这一代的设备基本上属于试验样机, 因其轴向视野有限 (小于15cm) , 与临床型PET相差较远。2004年亿仁赛博医疗设备公司 (现为大基医疗) 成功研制了新一代实用型商业化医用PET:SEEREAL 32R-1 PET系统, 该设备的技术较为成熟, 已在多家医院进行临床应用, 并成功出口到国外。

由于PET扫描机的局限, 近年来国内开展PET/CT同机融合技术研究。据初步了解, 目前国内有4~5个研究单位独立开展了PET/CT一体机的研究, 并均取得了较大的突破。本文介绍临床医用PET/CT的技术原理和功能, 并以国产PET/CT为例, 概要介绍PET/CT系统构成及初步临床试验结果。

2. PET/CT系统构成与工作原理

PET/CT系统集成了以下两种医学成像技术:用于解剖成像的计算机X射线断层扫描成像 (CT) 和用于功能成像的正电子发射断层摄影术 (PET) 。

其中CT部分由操作台、检查床、X射线控制器、高压发生器、X射线管组件、CT扫描架、图像处理硬件单元等组成;其软件部分包括CT数据采集与重建、CT临床诊断、CT数据库管理等软件包。

PET部分由PET扫描架、探测器环、前端与符合电子学、数据采集与PET图像校正、重建、显示、融合与分析计算机等组成。见图1。

PET/CT软件部分还包括功能强大的后端图像融合/临床分析工作站, 其具有图像融合与处理, 显示诊断, 数据库管理等功能。

在PET/CT成像方案中, CT图像是使用螺旋扫描技术获得的。在一次扫描过程中患者在同一扫描孔中移动, 分别进行CT扫描和PET扫描。PET采集可能将其中的几个轴向区域 (床位) 进行拼接, 用于大范围 (如躯干, 多床位) 成像。将患者安置在检查床上, 通过移动检查床底座运动装置可将患者从CT图像面成像区移动到PET成像区。

PET/CT系统中, 由CT扫描获取病人平面像和断层图像, 传输到PET子系统, 为后续PET扫描提供床位规划, 提供PET衰减校正所需的“衰减图像”, 对PET图像进行基于CT图像的衰减校正 (CTAC) , 完成PET图像和CT图像的融合。由于是‘同机配准’, 因而可获取配准精度很高的CT和PET的融合图像, 形成有效的PET/CT检查项。融合后的PET/CT图像数据传输到图像融合/临床分析工作站, 该工作站有多种临床处理协议, 如大脑静态协议、全身静态协议等, 可方便对不同类型病人图像数据进行处理、融合、诊断与定量分析, 具有DICOM3输出功能, 可输出病人数据、打印报告与胶片。

3. 系统总体功能与指标

PET/CT的关键技术在于将PET和CT集成后, 系统总体的功能和指标。表1为国产PET/CT经国家药监局认可的医疗设备检测中心进行的设备性能及电器安全性检测结果 (ZC-2013-0003) , 并与国外进口的PET/CT设备做了对照, 对照结果见前页表1。

从表1可见, 国产PET/CT的径向分辨率和轴向分辨率与进口同类设备相差不大。目前还需临床进一步应用, 以验证其性能。

4. 国产PET/CT的初步临床应用

目前国产PET/CT已实现一体化设备 (见图2) , 该设备中PET为36环PET, CT为64排螺旋CT, 实现了同机扫描及图像融合。经相关部门批准, 在我院开展了国产PET/CT与进口设备的对比研究, 目前已完成近100例志愿者的PET/CT扫描, 其中50余例为国产与进口设备的对比研究, 研究内容包括:18F-FDG及非FDG的局部和全身显像, 初步结果表明:同一志愿者的国产PET/CT图像质量与国外同类产品相比无明显区别, 其图像质量完全达到临床诊断要求。图3A为国产PET/CT扫描发现左肺占位、累及纵隔及多发骨转移, 图3B为在同一断层, 进口的PET/CT所见与上完全一致。余下的50例为志愿者查体, 发现一例恶性肿瘤, 并经手术证实。结果表明:国产PET/CT的图像达到独立开展临床诊断的要求。

5.展望

PET/CT自2001年诞生以来发展迅速, 我国从2002年引入第1台PET/CT至2013年1月, 装机量已达200。到2015年底, 总体规划配置270台PET/CT (不含军队医院) , 其中2011至2015年全国规划新增PET/CT 160台 (不含军队医院) [9]。由此可见, PET/CT的需求在我国还是巨大的, 如果单纯依赖进口, 不仅需要大量的外汇, 而且在大型医疗设备上无话语权, PET/CT设备价格高高在上, PET/CT检查价格无法下调。通过近几年的发展, 国产PET/CT设备在性能上达到了国外同类设备的要求, 而且种类超过2种。如果国产PET/CT能商品化, 取代国外同类产品, 不但可降低医院购进设备时的费用, 也造福了广大患者。

摘要：本文对PET/CT系统构成及工作原理进行了概述, 重点介绍了国产PET/CT技术近年的进展, 与国外同类商品化设备性能对照, 开展临床对比研究。结果表明:国产PET/CT技术已较为成熟, 商品化的产品可以替代国外同类产品.

关键词：PET/CT,显像技术,临床应用,展望

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PET/CT的研究及应用 篇4

1 PET/CT的研究意义

随着医学影像技术的不断进步和发展,许多不同特性的产品组合后应用于临床,为医学研究和临床诊断提供了极大的便利,PET/CT就是其中结合密切、应用广泛、诊断效果比较理想的产品之一。CT扫描器提供高质量的解剖图像[1],PET扫描器提供高质量的功能图像,再通过一台高档计算机和软件将两个装置采集的图像融合起来,这些装置的相互结合便构成了PET/CT。患者可以躺在一个在PET和CT之间移动的扫描床上,检查中不需变换体位、移动,就可以准确记录检查图像。

PET/CT就是将采用正电子放射性示踪剂成像的PET(正电子发射计算机断层显像)和利用X射线成像的CT两种不同成像原理的设备有机、互补地结合在一起,各自发挥优点、弥补不足,从而获得一种反映人体解剖图像与反映人体分子代谢情况的功能图像完全融合的全新影像学图像。能够对疾病的早期诊断、病灶定性、手术和放射计划治疗定位、小病变的诊断与鉴别以及一些目前仍不清楚的代谢疾病研究和受体疾病研究具有重要价值,显著提高了疾病诊断的准确性以及治疗方案的合理性。该产品不是功能的简单相加,而是在此基础上进行图像融合,他们使用同一个检查床和同一个图像处理工作站,将PET图像和CT图像融合[2],融合后的图像既有精细的解剖结构又有丰富的功能信息,可以同时放映病灶的病理生理变化和形态结构,明显提高诊断的准确性,能为确定和查找肿瘤及其它病灶的精确位置定量、定性诊断提供依据。

2 PET/CT的应用

PET显像的物理原理是利用回旋加速器,加速带电粒子攻击靶核,通过核反应产生正电子放射性核素,应用相应的显像剂,定位于靶器官,经过衰变发射正电子,这种正电子相互作用,发射出方向相反、能量相等的两个光子。与单纯的CT或PET相比,PET/CT显像的优势在于它通过一次快速扫描成像不仅能提供精确的全身解剖图象(包括三维成像及各向断层切面的图象),而且可依据不同的正电子显像药物勾画出不同组织器官特定的生物代谢分布图,对各组织器官的多种病灶进行准确的定位并进行特性判断或者定量、半定量分析[3]。其主要特点是能对肿瘤进行早期诊断和鉴别诊断,指导和确定肿瘤的治疗方案。鉴别肿瘤有无复发,对肿瘤进行分期,寻找肿瘤原发和转移病灶,PET-CT能准确评价疗效,及时调整治疗方案,避免无效治疗。同时,它也是健康体检的有效手段,它能一次显像完成全身检测,可早期发现严重危害人们身体健康的肿瘤及心、脑疾病,达到有病早治无病预防的目的。

PET/CT融合成像设备是生物学和结构学之间的桥梁,这些图像能够显示CT解剖、PET功能,还能显示形态和功能的二者融合,它能同时获得人体的代谢和解剖图像,在肿瘤评估和心脏疾病的诊断上具有明显的优势,也可为神经学研究及放疗的靶区定位提供便利。由于在同一个机器上能同时完成两种扫描,保证了PET图像与CT图像相同层面的准确性。高质量的功能与解剖的融合图像,使医务人员以前所未有的方式观察体内的病理与生理变化,早期发现病灶,准确做出定位和定性诊断。

3 PET/CT的临床价值

PET/CT整合成一个完整的显像系统[4],完成了真正意义上的功能与解剖影像的统一,使得影像医学的发展向前迈出了具有历史性意义的一步,PET/CT是一项安全、无创的检查,无致敏性,衰变非常快,对人体不够成危害,是安全的显像检查,应用在肿瘤的早期诊断和良恶性鉴别,确定各类恶性肿瘤的分期和分级,治疗效果评估和预后判断,早期鉴别肿瘤复发,对肿瘤进行再分期,肿瘤原发病灶的寻找等各方面的医学诊断。

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[3] 亓恒涛,秦维昌,刘传亚,等.CT机质量控制榆测的探讨[J].医学影像学杂志,2006;16(9) :978-981．

飞利浦飞行时间PET/CT 篇5

其实, 简单的调查即可发现, PET/CT扫描之所以是目前最昂贵的影像学检查方法, 主要原因在于显像剂价格过高, 其成本占到PET/CT扫描总价的1/3左右。例如, 东北一家大型三甲医院的PET/CT全身检查费用为9900元, 其中显像剂成本即为2800元。此外, 检查时间过长也影响了患者流量, 从而使单次检查费用增加。正是出于对上述问题的广泛调查与深入思考, 全球医疗设备的领导者和“全程关护”先进医疗理念的倡导者——飞利浦公司, 历经多年研发, 于2006年率先推出具有飞行时间技术 (TOF) 的新一代PET/CT产品。它的出现大大减少了显像剂用量并加快了患者流通量, 使运营成本大幅降低, 让患者与医院双方均获益匪浅。

大幅度提高灵敏度的TOF技术是显像剂减量的基础

TOF技术包括了快速的LYSO晶体、渡越一致的SiPMT、皮秒采集计算光子线路、矩阵计算柜、TOF重建算法、TOF散射校正技术等多种专利技术。其正电子的时间分辨率达到495ps, 从而可精确测量两个光子到达探测器的时间差, 精确定位湮灭辐射, 大幅度提高灵敏度, 降低噪声。正是因为灵敏度和信噪比的大幅度提高, 使得飞行时间PET/CT只需要传统PET/CT不到一半的信息量就可以实现高清的图像质量。

低显像剂用量和高流通量在降低运营成本的同时造福受检者

传统PET/CT的显像剂剂量为十几mCi, 而飞利浦第三代的飞行时间PET/CT仅需5～6mCi, 所用剂量仅为传统PET/CT的1/3, 这使得受检者的辐射剂量显著降低。北京肿瘤医院引进飞利浦飞行时间PET/CT后, 首例病人只用了4.6 mCi的FDG显像剂。此外, 由于灵敏度增强, 飞行时间PET/CT的扫描信息量需求降低, 从而可使以往需要费时半小时以上的检查过程降低到10min内, 且成像质量更为高清。

面对节节降低的检查费, 您该如何应对

PET/CT常见故障分析与维修 篇6

我院的Biograph True Point PET/CT是一款52环晶体PET融合64排螺旋CT的高端分子影像设备。该设备主要由控制台、扫描架、扫描床、影像重建系统、水冷系统、电源柜构成。其中PET最大可采集6个床位, 每个床位达21 cm, 真正实现一次全覆盖扫描;CT最薄层厚0.625 mm, 机架最快旋转速度0.33 s/圈[1], 能够完成包括心脏冠脉检查的各种扫描。设备运行4 a多, 故障总计发生96次, 故障高发期达到每周1次。为了提升设备运行效率, 笔者总结了历年故障及维修实例并做出相应分析, 供参考。

1 故障分析与维修

1.1 机架故障

1.1.1 故障现象

日常设备运行中常见故障有4种: (1) 启动系统时, 机架指示灯灭, 控制台显示器提示“gantry startup failed, scanning not possible”; (2) 系统启动后, 行检查床位校正时机架床位指示灯灭, 控制按钮失效; (3) 系统启动正常, 行Check Up时X线球管自动停止放线, Check Up失败, 系统提示不允许扫描; (4) 行患者扫描野定位或患者扫描检查过程中, 机架床位指示灯灭, 扫描中止并在控制台界面提示“continue”对话框。以上故障的共同特点是机架床位指示灯熄灭。

1.1.2 故障分析

针对上述故障现象, 结合设备运行情况进行分析: (1) 日常检查工作结束后, 当关闭系统时检查床未归零位, 通常会导致系统在机架启动过程中失败。 (2) Event Log中包含所有的故障信息, 切换到维修模式, 可以看见更多故障详细描述信息。提示机架启动失败的故障ID:3145和3146, ID3023对应的是电路板故障[2], 故障源:CT_PTH。可推断故障起源于检查床控制系统。控制系统的继电器每日重复吸合数次, 是故障多发部位。图1为检查床控制系统。

1.1.3 故障排除

根据故障分析情况, 通常采取的处理方法有: (1) 若因检查床位未归零导致机架启动失败, 需要手动把检查床拉回零位, 然后从控制台选择setup通过continue控件可恢复机架状态; (2) 继电器故障需要更换继电器, 或者重新插拔继电器也可以暂时排除检查床故障, 更换继电器为首选方案; (3) 若为电路板输出电压不稳, 更换控制系统的集成块 (16针脚) 或修改电路设置, 可达到恢复效果; (4) 最常用方法是完全关闭系统, 然后重启动, 很多常见故障都可以通过重新启动系统来排除。

1.2 重建计算机 (IRS) 故障

1.2.1 故障现象

主控制台不能进行任何扫描与重建工作。提示信息:Fatal error in image reconstruction please shutdown the system。

1.2.2 故障分析

该提示信息通常是由重建计算机不能将采集的原始数据进行相关运算所致。以下4种情况会引起计算机故障: (1) 重建计算机散热风扇故障; (2) 重建计算机硬盘故障; (3) 重建计算机电源故障; (4) 计算机通信TCR故障。Event Log中通常可以查询到相关信息: (1) DIS:health monitor error9[irs rec3]fan speed hdd1, 指示风扇状态异常或是转速低于正常范围1 500~9 999 r/min。 (2) ID:0251 system CMOS checksum bad default configuration used, 指示计算机硬盘故障。 (3) CT_ITH:IRS error information:NET;Connection closed IRSREC3:software caused connection abort, 指示计算机通信TCR故障。图2为重建计算机。

1.2.3 故障排除

依据Event Log中提示内容, 分层查找。首先, 检查风扇状态, 观察是否有风扇停止工作。其次, 通过重建计算机柜内折叠LCD显示器, 查阅相关计算机 (REC1、REC2、REC3) 工作状态, 可定位故障的计算机。 (1) 通常风扇会因灰尘积聚过多而降低散热效果甚至停止旋转;此外, 清理灰尘时容易松动风扇等电源接口, 均可能导致风扇故障。更换风扇即可解决散热问题。 (2) 由于硬盘每日重复进行大量数据工作, 一段时间后容易出现损坏通道现象, 此时需更换硬盘, 注意做好数据备份。 (3) 计算机电源也是容易损耗配件之一, 观察设备上指示灯信息, 有助于发现故障, 及时更换电源。

1.3 伪影故障

1.3.1 故障现象

通常会出现CT伪影和PET伪影2类。常见类型又分为以下4类: (1) CT扫描中出现同心圆螺纹伪影, 如图3所示。 (2) 不能行PET图像采集, PET采集监视系统 (PET monitor) 信息监测失败, 所有DEA信号为零。 (3) PET检查完成后, 发现患者PET图像存在条状伪影。 (4) 质控过程中, QC质控结果失败。

1.3.2 故障分析

(1) 螺纹伪影为CT采集数据异常[4], 在Eveng Log中显示故障ID:3002, 故障源:CT_MCU;因为球管正常放线, 所以故障起源于数据的接收到成像环节, 考虑为采集通道故障。 (2) 由于放射源Ge活度超过半衰期, 且QC校正长期未按照要求进行, 会导致参数漂移, 从而输出图像可见条状伪影。 (3) DEA为故障高发部件, 电源故障导致1个模块无信号, 所以QC质控失败。

1.3.3 故障排除

(1) 螺纹伪影故障为偶发, 通过行Check Up然后再次扫描, 故障即可排除;也可以通过defective channels correction程序, 修正故障通道。 (2) PET图像条状伪影可通过行Partial setup和Time alignment校正Block晶体, 修复漂移参数。 (3) PET机架与CT的通信中断, 或者PET内晶体故障会导致pet monitor监测失败。本设备因DEA风扇或者电源故障导致PET图像不能采集, 经过更换相关配件恢复正常工作。由于PET具有12个DEA, 每个都是相同的配置。DEA主要的参数范围:高电压990~1 005 V, 低电压4.5~5 V, 状态 (S) :0, 温度34~39℃。通过对比分析每个DEA参数, 可以快速排查故障。

1.4 CT球管打火

1.4.1 故障现象

扫描中停止放线至扫描失败, 只获取部分有效图像。此故障通常出现在小焦点曝光扫描时, 例如心脏冠脉检查。

1.4.2 故障分析

在Event Log中tube history选项卡获取相关管球曝光信息, 如图4所示。球管达到一次曝光寿命时, 开始老化。球管由管套、管芯、绝缘油、散热器等组件构成密闭空间。本例打火主要因管芯真空度下降所致。在小焦点扫描中, 通常为高曝光量 (m As) 长时间曝光, 需要较高能量, 容易出现球管打火现象。

1.4.3 故障排除

在没有更换球管的前提下, 有效途径是每日扫描工作开始前, 行训管扫描 (与Check Up类似) , 可排除管球内杂质 (如气体) 。此外, 更改小焦点曝光时的扫描条件, 包括降低管电压, 主要是降低曝光量、扫描时间和球管的曝光功率, 亦可有效缓解扫描中止问题。

1.5 传送带故障

1.5.1 故障现象

检查床下方传输履带断裂, 无法运行。

1.5.2 故障分析

(1) 使用时间久, 设备老化, 履带连接处早已出现裂纹; (2) 患者上下检查床过程中注意不要踩踏到履带。

1.5.3 故障排除

应急情况下可以拆卸传输履带, 同时注意防止掉落物, 因为轨道内含有强磁体。打孔传送履带, 采用细铁丝固定, 如图5所示。

1.6 冷却系统故障

1.6.1 故障现象

扫描中主控制台提示:gantry over heated, andwill be disabled in 10 min。

1.6.2 故障分析

(1) 夏季容易出现机架散热故障, 因为室外环境温度很高, 而且夏季室外容易有杂物堵塞进出风口。 (2) 水冷系统故障, 导致球管散热不良, 从而造成机架过热。

1.6.3 故障排除

设备间冷却系统的进出风口要经常清洗, 保障通畅。水冷系统故障, 通常压缩机容易产生故障。压缩机使用一段时间后, 其内的冷却液逐渐消耗, 制冷能力下降。PET/CT机架采用水冷与风冷结合模式, 使用一段时间后会消耗一部分水, 因此需要及时补充, 使水压达到规定范围。

2 小结

PET/CT的故障与使用环境和使用方法有密切关系。经统计, 在96次故障中, 与环境相关的23次, 占24%, 主要体现在机房温度、湿度、设备间冷却系统、市电供给稳定性4个方面;与人为操作不当相关的35次, 占36%, 主要体现在开关机程序错误、扫描参数错误、扫描流程故障、未及时做质控等环节。各种故障中, 以软故障最多, 多为不熟悉业务的不当操作所致。未对设备进行定期维护与保养, 也是故障高发的一个主要因素。

维护与保养对于提高设备完好率、降低设备的故障率及运行成本具有重要意义。维护与保养主要包括保持良好的工作环境、机器保养和校准。机房适宜温度为20~24℃, 湿度为40%~60%。CT值均匀度检测校准、PET均匀度检测校准、系统相关噪声检测、信噪比检测、床的功能测试及调整建议每半年1次, 球管冷却器清洁、机架滑环检测、数据采集系统检测及清洁建议1年1次, 气候恶劣时适当增加清洁频率。建议科室做好相关维护保养工作, 预防故障发生。

参考文献

[1]徐晓磊, 李培秀.西门子BIOGRAPH64 PET/CT故障的维修与分析[J].医疗卫生装备, 2013, 34 (10) :144-145.

[2]白小寿, 潘浩.GE多排螺旋CT故障分析与维修4例[J].医疗卫生装备, 2013, 34 (6) :140, 143.

PET/CT工作站 篇7

孤立性肺结节（solitary pulmonary nodules,SPN）是指肺实质内单发圆形或类圆形致密影，直径小于3 cm，不伴有肺不张或淋巴结肿大，目前普遍接受以3 cm为界限。SPN的诊断和鉴别诊断一直是胸部影像学的重点和难点，随着CT及PET/CT的普及应用，SPN在影像学上的特征得以充分显示，为结节的定性提供了更多重要的信息。区别结节的良、恶性是影像学的最终目的，充分认识结节的特征，正确地评价结节的性质既能使恶性结节的患者早期就得到及时的手术治疗，又能使良性结节的患者避免不必要的手术。本文对恶性SPN的CT及PET/CT征象进行相关分析，以提高对恶性SPN的认识。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集我院2010年2月至2014年5月经组织病理证实为恶性SPN患者52例，其中男41例、女11例，年龄41～83岁，平均年龄（59.38+10.17）岁。病灶长径5～30 mm。组织病理报腺癌28例、鳞癌12例、小细胞肺癌8例、不典型腺瘤样增生4例。依据病灶密度分为实性密度与磨玻璃密度，其中实性密度占35例，磨玻璃密度占17例。

1.2 检查方法

采用西门子Biography 64 True Point PET/CT扫描仪器，扫描范围从肺尖到肺底。扫描参数：管电压120 kV，参考毫安秒90 m As，螺距1.4，准直器64×0.6 mm，旋转速度0.5 s/r，扫描层厚5 mm，重建1 mm层厚。增强扫描时通过肘静脉注射60～70 ml碘帕醇（浓度370 mgI/ml）对比剂，胸主动脉触发分别进行平扫、动脉期和延迟期扫描。PET/CT扫描前肘静脉注射显像剂18F-FDG，注射比例0.14 m Ci/kg。受检者静息卧床1 h开始采集图像，先行CT扫描从颅底至骨盆，管电压120 kV，参考毫安秒120 m As，扫描层厚5 mm，螺距1.4。PET每床位覆盖范围21 cm，相邻两床位重叠1/3扫描区域，每个床位采集时间为2 min，局部延迟显像每床位采集时间3 min。

1.3 图像评判

在西门子工作站上由2名高年资诊断医师独立阅片。CT图像分析病灶边缘形态、内部结构、邻近组织改变。PET图像采用西门子TrueD软件分析，病灶摄取值采用半定量法：选择病灶感兴趣区（region of interest,ROI），测量其最大标准摄取值（maximum standardized uptake value,SUVmax），以SUVmax≥2.5作为诊断恶性结节标准。2名医师图像评价一致方可入选统计结果。

1.4 统计学方法

使用SPSS 16.0软件进行相关分析。SUVmax及病灶形态征象采用χ2检验；平扫、动脉期、延迟期CT值采用F检验，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

磨玻璃密度结节与实性密度结节影像图及病理图如图1、2所示。

注：患者，男，53岁，右肺下叶磨玻璃结节原发灶。无任何临床症状，体检偶尔发现右肺上叶背段小结节影，并进行PET/CT检查。病理结果为腺癌

注：患者，男，48岁，多年吸烟史，右肺上叶实性结节伴右侧胸腔积液，纵隔淋巴结肿大。病理结果为高分化腺癌

2.1 SUVmax分析

将52例SPN患者依据密度差异分为2组，即实性密度结节与磨玻璃密度结节，分别统计2组18F-FDG的SUVmax，见表1。

2.2 对35例实性密度结节病例分组

对35例实性密度结节均进行增强扫描，并将平扫定义为A组、动脉期定义为B组、延迟期定义为C组。A、B、C 3组数据经Kolmogorow-Smirnov正态性检验，P值为A组0.417、B组0.129、C组0.738，均大于0.05，说明资料符合正态分布，方差检验结果有效。所有患者数据均分别测量每组CT横轴位图像结节最大面积处CT值，A组为（26.05±8.09)HU,B组为（37.68±6.17)HU,C组为（60.22±11.68)HU,3组方差分析结果：F=132.365,P=0<0.05。因此A、B、C 3组CT值差异有统计学意义。

2.3 SPN影像学征象

在本组病例中，SPN在螺旋CT影像征象主要表现为毛刺征（43/52）、空泡征（10/52）、支气管气相征（16/52）、胸膜凹陷征（30/52）、分叶征（43/52）、血管集束征（37/52）。不同病理类型在分叶征与血管集束征存在统计学差异（P<0.05），而毛刺征、空泡征、胸膜凹陷征、支气管气相征均无统计学差异（P>0.05），见表2。

3 讨论

肺癌是最常见的一种癌症，据统计，2012年世界范围内约有1 800万肺癌患者和1 600万人死于肺癌[1]。2013年美国报道肺癌患者新增228 190例，其中159 480例死亡。近年来，低剂量CT应用一方面增加了肺结节被筛查出的可能，如美国国立癌症研究所公布低剂量螺旋CT用于肺癌筛查可以有效降低肺癌死亡率达20%；另一方面被筛查出的肺结节定性诊断仍是难点，特别是SPN，其病理类型、生长方式、局部播散方式复杂，影像学征象表现为多种多样，尽管包含如炎性假瘤等良性病变，但有30%～40%的SPN为恶性结节。

18F-FDG与PET/CT作为一种无创检查方式被推荐用于3～30 mm的SPN定性诊断[2,3]。国外文献对于肺部孤立结节的PET检查[4,5]报道18F-FDG-PET对肺结节良恶性鉴别准确率为90%～94%，敏感性和特异性分别为94%～96%与78%～86%。朱栋元等[6]综述中描述了一项包含176例非小细胞肺癌患者的回顾性研究，发现中心型且原发灶>4 cm的SUVmax明显高于其他类型肺癌。李乐保等[7]基于18F-FDG-PET/CT采集条件，对70例周围型肺癌SUVmax测定发现不同直径的肺结节其SUVmax差异显著。直径小于等于1 cm时，SUVmax为1.81±0.73；直径大于1 cm且小于等于2 cm时，SUVmax为2.68±1.21；当直径大于2 cm且小于等于3 cm时，SUVmax为4.88±1.51；当直径大于3 cm且小于等于5 cm时，SUVmax显著上升，达7.72±1.86。70例中出现4例假阴性患者的SPN直径均小于3 cm。

以上研究总结了18F-FDG对肺结节的敏感性、特异性，并采用直径大小进行相关分类，给出了相应的SUVmax值。不难看出SUVmax变化范围很大，在3 cm范围内SUVmax差异可达14.11。国内学者以SUVmax>2.5作为良恶性诊断分水岭灶，如此大范围波动容易引起定性诊断的困惑。本组病例进一步将SPN以密度划分为实性密度结节与磨玻璃密度结节，并且发现2组密度结节的SUVmax值统计存在差异。实性密度结节SUVmax值为7.75±3.23，与上述文献报道相近。以磨玻璃密度为主的结节，特别是纯磨玻璃密度结节SUVmax往往小于2.5，本组17例磨玻璃结节SUVmax<2.5的有10例。如图1所示，直径1.67 cm的磨玻璃结节患者其SUVmax=1.0,SUVmean=0.70。一方面，磨玻璃结节病理特点与肿瘤的伏壁式生长不破坏支架结构，导致代谢活性不显著；另一方面，对于部分分化较好的肿瘤，其18F-FDG代谢也不显著。同时，肺泡间隔增厚、肺泡内含黏液或富蛋白液体以及肺泡腔未被肿瘤完全占据是形成磨玻璃样改变的病理基础[8]，因此磨玻璃密度结节总体呈现低代谢特点。吴湖炳等[9]指出，病灶<3 cm时SUV值与病灶大小关系密切，病灶越小，SUV越小。临床上除了上述因素影响SUV值外，受检者体质量指数、血糖水平、显像时间、探测器灵敏度等因素也直接影响SUV值，仅靠单一影像学特征对SPN进行定性诊断具有一定困难。田蓉等[10]提出从患者年龄、性别、吸烟史、恶性肿瘤史、结节形态、18F-FDG摄取程度等因素分析SPN。

CT以空间分辨力优势可使病灶的内部结构、边缘特点及其邻近组织的关系清晰显示，而强化CT扫描提供实性密度结节病灶血供情况，有助于良恶性鉴别。结节的形态及边缘特征反映了潜在的病理学特征。肿瘤的膨胀性、堆积式生长方式遇见正常组织阻碍时，呈现不规则形、分叶等形态。文献[11,12]报道周围型小肺癌分叶征的发生率为84%～90%。直径<1 cm的结节分叶征明显低于直径在2～3 cm的结节。本组病例分叶征发生率约为82.7%(43/52），与文献报道水平相近。血管是肿瘤赖以生存的源泉，肿瘤呈现块状时往往伴随血管集束征象。本组病例中实性结节的不同扫描期像，结节CT值差异显著。通过对实性密度结节的平扫、强化、延迟扫描CT值定量分析，有助于提升诊断准确性。李兰涛等[13]采用18F-FDG-PET/CT联合高分辨力CT对88例孤立性SPN进行研究，对SPN的特异性和准确性均比单独诊断有所提高。