PET/CT圖像融合的儀器質(zhì)量控制探討

王昌軍

遼寧醫(yī)學院 基礎學院，遼寧 錦州121004

PET/CT圖像融合的儀器質(zhì)量控制探討

王昌軍

遼寧醫(yī)學院 基礎學院，遼寧 錦州121004

本文主要探討了PET/CT圖像融合設備在PET、CT和PET/CT三個方面的質(zhì)量控制，得出PET/CT的質(zhì)量控制是在完善的PET和CT質(zhì)量控制的基礎上，加上PET/CT融合的質(zhì)量控制才得以實現(xiàn)的。

PET/CT；圖像融合；質(zhì)量控制; 配準

正電子發(fā)射計算機斷層顯像/CT（PET/CT）設備通過強強聯(lián)合方式，將在細胞和分子水平反映生理和病理特點的功能分子影像技術(shù)——PET顯像與在組織水平上反映生理和病理解剖結(jié)構(gòu)變化的影像技術(shù)——CT相結(jié)合，同時提供PET圖像與CT影像，并進行真正意義上的圖像融合，為常規(guī)核醫(yī)學的臨床應用提供了多種影像學診斷優(yōu)勢互補的條件。但就設備使用而言，無論圖像采集、處理還是診斷，PET/CT不是獨立的PET和X-CT的合并，而是二者的有機結(jié)合。因此，PET/CT的質(zhì)量控制是在完善的PET和CT質(zhì)量控制的基礎上，加上PET/CT融合的質(zhì)量控制才得以實現(xiàn)的。PET、CT和PET/CT融合三個方面，任何一個的質(zhì)量控制不完善，都不能為臨床提供高質(zhì)量的PET/CT圖像。

1 PET的質(zhì)量控制

高質(zhì)量的重建圖像，來自高質(zhì)量的PET原始投影圖像。任何不適當?shù)膱D像采集，都可能導致意想不到的重建誤差，從而使臨床誤診。特別針對PET旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量控制過程，也是保證準確重建所必需的。

PET的日常質(zhì)量控制可確保探頭系統(tǒng)的完整性。要求在掃描計劃開始執(zhí)行前，每天都執(zhí)行該質(zhì)量控制程序，以檢驗系統(tǒng)的完整性。日常質(zhì)量控制一般用容積模型掃描，用于評估掃描儀的當前性能。PET的日常質(zhì)量控制步驟：定位均勻性模型，用CT機架視野外激光燈將模型垂直居中，激光應剛好與模型的邊緣相接，選擇日常質(zhì)量控制程序。系統(tǒng)將執(zhí)行以下操作：根據(jù)輸入的計數(shù)進行掃描，計算標準質(zhì)量控制和日常質(zhì)量控制模型掃描之間的卡方,通過比較日常質(zhì)量控制掃描和標準質(zhì)量控制掃描，逐個進行效率計算，并對超出效率范圍的管進行標記。質(zhì)量控制掃描完成后，將顯示日常質(zhì)量控制結(jié)果：模型參數(shù)、研究參數(shù)、正弦圖、平面活動剖面圖、日常質(zhì)量控制趨勢圖、卡方值和消息。查看正弦圖是否有明顯偽影可提示關聯(lián)的晶體有無故障，如果卡方值＞10 ，則不能實施檢查掃描，需對PET進行維修。

就斷層顯像而言，下述三個指標尤為重要。

⑴ 均勻度 在探頭均勻度不佳狀態(tài)下的圖像采集，將導致重建后的斷層圖像出現(xiàn)冷區(qū)或環(huán)形冷區(qū)。在均勻度差的探頭采集的平面顯像圖像中，可以明顯發(fā)現(xiàn)這種偽影。但是，對均勻度在3.5%～8%之間的探頭所采集的圖像，視覺查看通常不能察覺異常，而重建后的圖像中卻會產(chǎn)生視覺上就能夠發(fā)現(xiàn)的偽影。因此，對于PET的均勻度，不能單純以肉眼查看，必須經(jīng)過計算機分析，并根據(jù)分析結(jié)果確定均勻度是否合格。

⑵ 旋轉(zhuǎn)中心 旋轉(zhuǎn)中心的確立是為了在圖像重建的時候，將平面圖像投影到正確的重建像素內(nèi)。為避免在重建PET圖像時的人為誤差，要讓旋轉(zhuǎn)中心顯像的矩陣中心和探頭旋轉(zhuǎn)中心一致。

⑶ 探頭和床的關系 探頭的探測面必須和PET旋轉(zhuǎn)的軸向相平行，以保證每一個重建切面所包含的數(shù)據(jù)只來源于一個橫斷面。在探頭探測面未能平行于旋轉(zhuǎn)軸向的重建圖像上時，很難發(fā)現(xiàn)有問題，但是，這種狀況會明顯損害重建圖像的分辨率。

2 CT的質(zhì)量控制

現(xiàn)有PET/CT系統(tǒng)可以控制的CT的質(zhì)量控制,主要側(cè)重點在CT值準確性的檢測上。CT的檢查和校正可避免CT系統(tǒng)缺陷或校正偏差導致的偽影，保證獲得最佳圖像質(zhì)量。在進行PET/CT圖像采集前，要先完成CT的質(zhì)量控制檢測。如果開機后未執(zhí)行該程序， 則可能導致圖像質(zhì)量下降，在某些情況下甚至會導致誤診。CT的日常質(zhì)量控制步驟：開機啟動計算機后，定位檢查床，使水模置于掃描中心，實施CT檢查與校正。CT的檢查與校正包括對水模的3個參數(shù)進行檢測： CT值（HU）、圖像的像素噪聲、管電壓。

3 PET/CT的質(zhì)量控制

PET/CT質(zhì)控的關鍵是在良好的PET和CT質(zhì)量控制的基礎上，保證兩種圖像的準確配準。準確配準的目的有二：首先是得到一個幾何位置準確的X線透射圖用于核素顯像的衰減校正，其次是為PET/CT圖像融合提供一個盡可能準確的CT定位圖像。由于PET和CT的層厚差距大，且受系統(tǒng)其他因素的影響。目前，PET/CT之間的配準和理想之間仍有一定的距離，尤其是在需要精確定位時。

3.1 PET/CT配準的檢測

檢測CT中位置與PET中位置差距，通過對模型(內(nèi)有前、后、左、右、中心，5個小球)進行CT和PET掃描,然后進行融合，看五個點是否重疊并顯示相應的調(diào)整方案。

同機圖像融合技術(shù)的關鍵是兩種影像系統(tǒng)的準確對位。同機圖像融合避免了人為對位的主觀因素的影響，但是一些客觀因素仍然無法完全避免，如：重力導致的檢查床下垂，床板伸出的距離越長變形越大，下垂距離越大。因此，在PET/CT設備維護、質(zhì)量控制中，要盡量將對圖像融合造成影響的因素減低到最小程度。例如將懸臂床改為前端有斜坡形依托的床，有可能減少重力所致的檢查床下垂，從而減少CT和ECT圖像的位移。在臨床檢查時應當盡可能將檢查部位放置在移位較小的檢查床前中部。

3.2 檢查床的位置

為了保證PET和同機CT之間圖像幾何配準的準確性,和單純的PET比，對PET/CT檢查床的要求更多。理想的要求是受力后床板完全無變形和移位，但是這很難達到。因此，在圖像采集過程中，要采取措施控制PET和CT采集過程中床板下沉不一致性所導致的兩者圖像失匹配。在PET/CT系統(tǒng)的機架內(nèi)有一個支撐架，當空床時，床板和支撐架之間有一點距離，但當病人上檢查床后，要求床板和支撐架剛好接觸，這樣，在圖像采集過程中，就不會產(chǎn)生因為檢查床運動過程中床板受力不均，導致床板不同部位下沉不一致的現(xiàn)象發(fā)生。如果床板高度的調(diào)節(jié)沒有達到這一要求，必需請工程師予以調(diào)整。此外，病人的受檢查部位要放在檢查床上規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，這在床板上是有標記的。

3.3 PET/CT圖像采集過程中的要求

在PET/CT采集過程中，最基本的、也是最重要的要求是，病人不能有位置的移動。有研究證明，在PET采集過程中病人移動哪怕是只1.5個像素，也可能使正常的PET圖像出現(xiàn)異常。病人移動對于PET/CT采集的危害還在于CT和PET幾何位置失配準，導致用于衰減校正的X透射圖定位不準確，結(jié)果核素顯像圖像不能得到正確的衰減校正、圖像采集失敗。圖像采集過程中病人移動所造成圖像失配準，也使CT在融合圖像中失去定位意義。

在閱讀PET/CT圖像之前，應先觀察PET的電影顯示，以確認在PET采集過程中病人沒有移動；隨后，應觀察CT不同斷面之間有無移位；最后，觀察不同軸向和斷面的PET和CT之間的匹配狀況。如果心肌顯像圖像采集結(jié)束后發(fā)現(xiàn)病人移動，可利用軟件進行移動校正，但對于PET/CT采集過程中病人移位造成的圖像采集失敗，惟一的解決方法就是重新采集圖像。因此、一定要讓病人有一個盡可能舒適的采集體位，并向病人強調(diào)不能移動的重要性。

4 小結(jié)

核素顯像的圖像和CT的圖像融合的應用相當復雜，無論是圖像采集、圖像處理，還是圖像融合診斷，都不是簡單相加融合。PET/CT，也不是獨立的PET與CT的機械合并，而是二者有機結(jié)合，即建立在質(zhì)量控制完善的PET顯像儀器，與質(zhì)控完善的CT基礎上的二者之間的融合——才能組成PET/CT儀器組合，以及圖像融合。如果任何組成部分的質(zhì)量控制不完善，都不具備圖像融合特性，都不能為臨床提供高品質(zhì)的功能與解剖融合圖像。

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Study on Quality Control of PET/CT Image Fusion

WANG Chang-jun
Fundamental College,Liaoning Medical College,Jinzhou Liaoning 121004,China

R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.07.040

1674-1633(2010)07-0103-02

2009-12-08

本文作者：王昌軍，副教授，碩士。

作者郵箱：wcjandhw@163.com

Abstract:This paper mainly discusses the quality control of PET/CT image fusion in PET,CT and PET/ CT,and draws a conclusion that PET/CT is the integration of PET and CT based on perfect quality control.

Key words:PET/CT;image fusion;quality control; registering