uMI Panorama GS PET/CT系统在多核素成像中轴向视野范围内的图像质量与部分体积效应的量化评估

《EJNMMI Physics》：Quantification of image quality and partial volume effect along the axial field-of-view of uMI Panorama GS PET/CT system for multiple radionuclides

　　

摘要

目的

了解各种放射性核素的物理衰变特性如何影响其图像质量，对于制定合适的采集方案及确保最佳的临床应用至关重要。由于部分体积效应和计数率会随轴向视野范围的变化而改变，因此掌握对比度恢复系数的空间分布特性是进行准确定量图像分析及正确临床解读的先决条件。在uMI Panorama GS PET/CT系统上，使用多种放射性核素进行了图像质量评估，并分析了其在整个轴向视野范围内的对比度恢复系数分布情况。

方法

依据NEMA NU 2-2018标准，使用NEMA IEC（NEC）人体模型，结合¹⁸F、⁶⁴Cu、⁶⁸Ga、⁸⁹Zr、¹²⁴I和⁹⁰Y这几种放射性核素来评估图像质量。通过测量对比度恢复系数、背景变异度以及肺部残留误差来量化图像质量。在轴向视野范围的1/2、1/4、1/8和1/16处依次测量对比度恢复系数。此外，还通过比较有无点扩散函数建模情况下重建的PET图像，来评估放射性核素特有的点扩散函数建模对对比度恢复系数的影响。

结果

评估结果显示，¹⁸F、⁶⁴Cu、⁶⁸Ga、⁸⁹Zr、¹²⁴I这几种放射性核素的图像质量相当，而⁹⁰Y的对比度恢复系数虽与之相似，但由于正电子分支比较低，其背景变异度和肺部残留误差更高。背景变异度和肺部残留误差会随着距离轴向视野中心越远而增加，而较大尺寸球体的对比度恢复系数在各个轴向位置上保持稳定；较小尺寸球体的对比度恢复系数则因计数统计量减少而在视野边缘出现更大的差异。点扩散函数建模显著提升了⁶⁸Ga和¹²⁴I的对比度恢复系数，这一效果与它们较长的正电子传播距离相符。

结论

所有研究的放射性核素在uMI Panorama GS PET/CT系统上都能实现有效成像。通过在轴向视野范围的多个位置测量对比度恢复系数，对轴向视野范围的均匀性进行了定量评估。