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为评估新型 PET 扫描仪性能，研究人员基于 NEMA NU-4 标准，对 easyPET.3D 开展空间分辨率、灵敏度等测试，并进行小鼠成像实验。结果显示其空间分辨率达亚毫米级，虽灵敏度较低但适合小鼠低活度成像，为入门级临床前应用提供新选择。
论文解读
在生命科学与医学研究领域，小动物活体成像技术是探索疾病机制、评估治疗效果的关键工具。正电子发射断层扫描（PET）凭借其高灵敏度和分子特异性，成为临床前研究的重要手段。然而，传统 PET 设备往往面临成本高昂、分辨率与灵敏度难以平衡等问题，尤其对于中小型实验室而言，开发一款高性价比、适合基础研究的台式 PET 扫描仪具有迫切需求。在此背景下，葡萄牙阿威罗大学（University of Aveiro）与科英布拉大学（University of Coimbra）等机构的研究团队，针对新型 easyPET.3D 扫描仪开展性能评估，相关成果发表于《EJNMMI Physics》，为入门级临床前 PET 应用提供了重要参考。
研究背景与目的
随着精准医学的发展，小动物 PET 成像在肿瘤代谢研究、神经退行性疾病模型构建及新药研发中扮演着核心角色。目前，商用 PET 设备虽性能优异，但复杂的结构和高昂的成本限制了其普及。开发具有创新扫描机制的低成本设备，成为突破现有瓶颈的关键方向。easyPET.3D 采用双面对面探测器模块结合双轴运动的专利技术，理论上可通过旋转扫描提升空间分辨率，但其实际性能（如空间分辨率、灵敏度、散射分数等）尚未经权威标准验证。因此，研究团队基于 NEMA NU-4 标准，系统评估该设备的性能，并通过小鼠活体成像验证其临床前应用潜力。
关键技术方法
研究主要采用以下技术手段：
- 探测器设计：每个模块由 32×2 像素化的掺铈硅酸镥钇（LYSO:Ce）闪烁体阵列（单个晶体 2.0×2.0×30 mm3）与 13×13 mm2 硅光电倍增管（SiPM）耦合，通过电阻线多路读出技术解码晶体位置。
- 数据采集与重建：利用 32Na 点源和 1?F 标记的小鼠模型 phantom，基于列表模式最大似然期望最大化算法（LM-MLEM）进行三维图像重建，能量窗设置为 350–650 keV，符合时间窗固定为 40 ns。
- 性能测试：依据 NEMA NU-4 标准，依次开展空间分辨率、灵敏度、计数率、散射分数（SF）及图像质量（IQ）测量，并通过 C57BL/6 小鼠的 1?F-FDG、1?F-FDOPA 和 1?F-NaF 成像评估体内性能。
研究结果
- 空间分辨率：在视野中心（CFoV），径向、切向和轴向的半高全宽（FWHM）分别为 0.98±0.08 mm、0.97±0.06 mm 和 0.94±0.08 mm，展现亚毫米级分辨率；随着径向偏移增加，分辨率略有下降，但轴向均匀性良好。
- 灵敏度：CFoV 处绝对灵敏度为 0.23%，小鼠模型对应的绝对灵敏度为 0.03%（350–650 keV）和 0.07%（200–750 keV），灵敏度较低但在低活度（7–8 MBq）范围内线性良好。
- 计数率与散射分数：当平均活度为 18 MBq 时，噪声等效计数率峰值（R_NEC,peak）为 913 cps，散射分数为 16%，表明设备在典型小鼠成像活度下可有效抑制随机和散射事件。
- 图像质量：通过 IQ phantom 测试发现，延长扫描时间（20 分钟 vs. 6 小时）可显著提升均匀性（标准偏差从 27% 降至 17.6%），恢复系数（RC）随热棒直径增大而提高（1 mm 棒为 21±34%，5 mm 棒为 85±50%），水 / 空气腔溢出比（SOR）分别为 0.49 和 0.40。
- 活体成像：小鼠体内成像显示，1?F-FDG 清晰显示心肌、脑等代谢活跃组织，1?F-FDOPA 可分辨纹状体结构，1?F-NaF 在骨骼和关节中摄取明显，验证了设备的高分辨率成像能力。
结论与讨论
easyPET.3D 凭借独特的几何设计，有效降低了视差误差，实现了亚毫米级空间分辨率，但其灵敏度受限于探测器数量（128 晶体），动态追踪短半衰期同位素（如 11C、1?O）能力有限。研究表明，该设备在低活度小鼠成像中表现出可靠的线性和图像质量，适合基础代谢研究、肿瘤模型初步筛选等入门级应用。其紧凑设计、低成本特性及准实时成像功能，为中小型实验室提供了传统高价设备的替代方案，尤其在教学培训和早期药物开发中具有显著优势。尽管存在灵敏度瓶颈，但其创新扫描机制为未来低成本 PET 技术发展奠定了基础，通过优化探测器阵列和数据处理算法，有望进一步拓展应用场景。
