PET/CT圖像融合的儀器質(zhì)量控制探討

王昌軍

遼寧醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)學(xué)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(xué)院 基礎(chǔ)學(xué)院，遼寧 錦州121004

本文主要探討了PET/CT圖像融合設(shè)備在PET、CT和PET/CT三個(gè)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(chǔ)上，加上PET/CT融合的質(zhì)量控制才得以實(shí)現(xiàn)的。

PET/CT；圖像融合；質(zhì)量控制; 配準(zhǔn)

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像/CT（PET/CT）設(shè)備通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合方式，將在細(xì)胞和分子水平反映生理和病理特點(diǎn)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(shí)提供PET圖像與CT影像，并進(jìn)行真正意義上的圖像融合，為常規(guī)核醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用提供了多種影像學(xué)診斷優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的條件。但就設(shè)備使用而言，無(wú)論圖像采集、處理還是診斷，PET/CT不是獨(dú)立的PET和X-CT的合并，而是二者的有機(jī)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(chǔ)上，加上PET/CT融合的質(zhì)量控制才得以實(shí)現(xiàn)的。PET、CT和PET/CT融合三個(gè)方面，任何一個(gè)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(lái)自高質(zhì)量的PET原始投影圖像。任何不適當(dāng)?shù)膱D像采集，都可能導(dǎo)致意想不到的重建誤差，從而使臨床誤診。特別針對(duì)PET旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量控制過(guò)程，也是保證準(zhǔn)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(jì)劃開始執(zhí)行前，每天都執(zhí)行該質(zhì)量控制程序，以檢驗(yàn)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(píng)估掃描儀的當(dāng)前性能。PET的日常質(zhì)量控制步驟：定位均勻性模型，用CT機(jī)架視野外激光燈將模型垂直居中，激光應(yīng)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(jì)數(shù)進(jìn)行掃描，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制和日常質(zhì)量控制模型掃描之間的卡方,通過(guò)比較日常質(zhì)量控制掃描和標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制掃描，逐個(gè)進(jìn)行效率計(jì)算，并對(duì)超出效率范圍的管進(jìn)行標(biāo)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(dòng)剖面圖、日常質(zhì)量控制趨勢(shì)圖、卡方值和消息。查看正弦圖是否有明顯偽影可提示關(guān)聯(lián)的晶體有無(wú)故障，如果卡方值＞10 ，則不能實(shí)施檢查掃描，需對(duì)PET進(jìn)行維修。

就斷層顯像而言，下述三個(gè)指標(biāo)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(dǎo)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(duì)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(huì)產(chǎn)生視覺上就能夠發(fā)現(xiàn)的偽影。因此，對(duì)于PET的均勻度，不能單純以肉眼查看，必須經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)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(guān)系 探頭的探測(cè)面必須和PET旋轉(zhuǎn)的軸向相平行，以保證每一個(gè)重建切面所包含的數(shù)據(jù)只來(lái)源于一個(gè)橫斷面。在探頭探測(cè)面未能平行于旋轉(zhuǎn)軸向的重建圖像上時(shí)，很難發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，但是，這種狀況會(huì)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(diǎn)在CT值準(zhǔn)確性的檢測(cè)上。CT的檢查和校正可避免CT系統(tǒng)缺陷或校正偏差導(dǎo)致的偽影，保證獲得最佳圖像質(zhì)量。在進(jìn)行PET/CT圖像采集前，要先完成CT的質(zhì)量控制檢測(cè)。如果開機(jī)后未執(zhí)行該程序， 則可能導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，在某些情況下甚至?xí)?dǎo)致誤診。CT的日常質(zhì)量控制步驟：開機(jī)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后，定位檢查床，使水模置于掃描中心，實(shí)施CT檢查與校正。CT的檢查與校正包括對(duì)水模的3個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)： 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(guān)鍵是在良好的PET和CT質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上，保證兩種圖像的準(zhǔn)確配準(zhǔn)。準(zhǔn)確配準(zhǔn)的目的有二：首先是得到一個(gè)幾何位置準(zhǔn)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(gè)盡可能準(zhǔn)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(zhǔn)和理想之間仍有一定的距離，尤其是在需要精確定位時(shí)。

3.1 PET/CT配準(zhǔn)的檢測(cè)

檢測(cè)CT中位置與PET中位置差距，通過(guò)對(duì)模型(內(nèi)有前、后、左、右、中心，5個(gè)小球)進(jìn)行CT和PET掃描,然后進(jìn)行融合，看五個(gè)點(diǎn)是否重疊并顯示相應(yīng)的調(diào)整方案。

同機(jī)圖像融合技術(shù)的關(guān)鍵是兩種影像系統(tǒng)的準(zhǔn)確對(duì)位。同機(jī)圖像融合避免了人為對(duì)位的主觀因素的影響，但是一些客觀因素仍然無(wú)法完全避免，如：重力導(dǎo)致的檢查床下垂，床板伸出的距離越長(zhǎng)變形越大，下垂距離越大。因此，在PET/CT設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量控制中，要盡量將對(duì)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(shí)應(yīng)當(dāng)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(jī)CT之間圖像幾何配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性,和單純的PET比，對(duì)PET/CT檢查床的要求更多。理想的要求是受力后床板完全無(wú)變形和移位，但是這很難達(dá)到。因此，在圖像采集過(guò)程中，要采取措施控制PET和CT采集過(guò)程中床板下沉不一致性所導(dǎo)致的兩者圖像失匹配。在PET/CT系統(tǒng)的機(jī)架內(nèi)有一個(gè)支撐架，當(dāng)空床時(shí)，床板和支撐架之間有一點(diǎn)距離，但當(dāng)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(guò)程中，就不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)闄z查床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中床板受力不均，導(dǎo)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(dá)到這一要求，必需請(qǐng)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(biāo)記的。

3.3 PET/CT圖像采集過(guò)程中的要求

在PET/CT采集過(guò)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(dòng)。有研究證明，在PET采集過(guò)程中病人移動(dòng)哪怕是只1.5個(gè)像素，也可能使正常的PET圖像出現(xiàn)異常。病人移動(dòng)對(duì)于PET/CT采集的危害還在于CT和PET幾何位置失配準(zhǔn)，導(dǎo)致用于衰減校正的X透射圖定位不準(zhǔn)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(guò)程中病人移動(dòng)所造成圖像失配準(zhǔn)，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(yīng)先觀察PET的電影顯示，以確認(rèn)在PET采集過(guò)程中病人沒有移動(dòng)；隨后，應(yīng)觀察CT不同斷面之間有無(wú)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(dòng)，可利用軟件進(jìn)行移動(dòng)校正，但對(duì)于PET/CT采集過(guò)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(gè)盡可能舒適的采集體位，并向病人強(qiáng)調(diào)不能移動(dòng)的重要性。

4 小結(jié)

核素顯像的圖像和CT的圖像融合的應(yīng)用相當(dāng)復(fù)雜，無(wú)論是圖像采集、圖像處理，還是圖像融合診斷，都不是簡(jiǎn)單相加融合。PET/CT，也不是獨(dú)立的PET與CT的機(jī)械合并，而是二者有機(jī)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(chǔ)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