Discovery ST PET性能测试与NEMA标准的应用

目的通过对1台 Discovery ST PET 的验收,探讨2001年版美国国家电气制造商协会(NEMA)标准的实际应用。方法使用 NEMA 标准的测试模型和测试方法,对 PET 空间分辨率、散射系数(SF,%)、计数丢失、随机测试和灵敏度进行测试。结果空间分辨率[半高宽(FWHM),mm]横向为6.12/6.37[二维/三维(2D/3D)],轴向为5.18/5.44(2D/3D);SF 为19.71(2D)和44.36(3D);系统灵敏度(计数·s^(-1)·kBq^(-1)):模型置有效视野中心位置为2.17/10.26(2D/3D),模型偏移至有效视野中心半径10cm 处为2.23/10.57(2D/3D)。结论厂家必须提供配套的 NEMA 测试模型和测试软件。该 PET/CT 仪的 PET 部分所测试指标达到出厂要求。

根据本底半自动化确定肿瘤内靶区:模型实验

目的 根据本底标准化摄取值（SUV）计算肺肿瘤内靶区（ITV）SUV阈值,并评价其可行性。材料与方法 3个空心插件固定在圆桶底部,空心插件与圆桶分别充满55.06 kBq/ml和5.37 kBq/ml18F-FDG溶液以模拟肿瘤与肺组织。以三维运动滑台驱动该模型模拟呼吸运动,最大位移10.9 mm、21.8 mm、43.7 mm。采集模型二维PET/CT图像。记肺本底SUV为±SD,以＋3SD作为确定ITV的阈值,以真实ITV和测量ITV的Dice相似系数（DSC）和容积恢复系数（VRC）为评价指标,并与SUV2.5、35%SUVmax、41%SUVmax、a×mSUV70＋b×、0.42×（SUVmax＋）及Riegel等根据肿瘤体积、靶本底比及肿瘤运动幅度确定SUV阈值的方法进行比较,分析各方法的ITV、DSC和VRC。结果 3个肿瘤模型共9个ITV真实值分别为134.3 ml、166.1 ml、223.5 ml、86.6 ml、108.5 ml、150.7 ml、32.3 ml、43.8 ml、63.6 ml。采用Riegel等的方法测得ITV与真实值差异无统计学意义（t=-0.48,P〉0.05）。其他6种SUV阈值法测量ITV与真实值差异有统计学意义（t=-5.11~2.76,P〈0.05）。＋3SD和Riegel等的方法制订的ITV的DSC和VRC分别为0.75~0.92、0.69~0.93和0.82~0.97、0.74~0.96,差异无统计学意义（t=-0.73,P〉0.05）,但大于其他5种方法所得值。结论 根据本底确定的SUV阈值（＋3SD）具有描绘肺癌ITV的潜力,可以为放射治疗提供ITV的参考范围。

合理选择内对照客观评价靶组织摄取能力

目的:评价一种更客观反映靶组织摄取能力的内对照方法。方法:在Jaszczak SPECT模型内插入7个灌满[18F]-FDG水溶液(放射性比活度23.7 k Bq/m L)的空心球(热区模型),它们的容积依次为:3.55 m L,5.88 m L,11.74 m L,20.52 m L,21.31 m L,64.56 m L和179.50 m L,同时在Jaszczak SPECT模型内灌满放射性比活度8.1 k Bq/m L的[18F]-FDG水溶液组成一低靶/本底比(2.92)实验模型。在Jaszczak SPECT模型内插入10个灌满[18F]-FDG水溶液(放射性比活度36.33 k Bq/m L)的空心球(热区模型),它们的容积依次为:1.91 m L,3.55 m L,5.67 m L,18.74 m L,18.94 m L,19.61 m L,22.84 m L,59.47 m L,64.56 m L和70.33 m L,同时在Jaszczak SPECT模型内灌满放射性比活度4.02 k Bq/m L的[18F]-FDG水溶液组成一高靶/本底比(9.04)实验模型。通过Discovery ST8 PET/CT(通用电气,美国)依次采集其2D及3D PETCT图像。测量球体及水本底平均标准摄取值(SUVmean),计算靶/本底比、靶/内对照比,与理论值比较。结果:低靶/本底比模型热区模型SUVmean真实值2.68,容积为3.55 m L模型测得的SUVmean为1.84(2D图像)和1.70(3D图像),低于真实值(P<0.01);高靶/本底比模型热区模型SUVmean真实值6.74,容积为1.91 m L,3.55 m L和5.67 m L的模型测得的SUVmean为4.47,4.97,4.78(2D图像)和3.47,4.10,4.29(3D图像),低于真实值(P<0.01)。容积≥5.88 m L球体SUVmean与理论值无统计学差异(P>0.05),靶/本底比低于理论值,有统计学差异(P≤0.02);除高靶/本底比组2D PET图像外,另3组靶/内对照比与理论值无统计学差异(P>0.05)。结论:靶/内对照比更能客观反映靶组织的摄取能力。

根据PET图像DICOM信息计算标准摄取值的方法

目的:开发并鉴定一个测量标准摄取值(Standardized Uptake Value,SUV)软件的准确性。方法:依照SUV定义,根据医学数字成像和通信标准(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)信息对象定义开发一个测量SUV的软件SUV_pro。灌注放射性比活度均匀一致水溶液的Jaszczak SPECT模型(Biodex,美国),通过Discovery ST8 PET/CT仪(通用电气,美国)采集该模型PET/CT图像,用SUV_pro逐层测量其PET图像最大SUV(SUVmax)和平均SUV(SUVmean),并与Xeleris工作站测量结果比较。在Jaszczak SPECT模型内插入10个灌满[18F]-FDG水溶液(放射性比活度36.33 k Bq/m L)的空心球(热区模型),它们的容积分别是1.91 m L、3.55 m L、5.67 m L、18.74 m L、18.94 m L、19.61m L、22.84 m L、59.47 m L、64.56 m L、70.33 m L。Jaszczak SPECT模型内灌满放射性比活度4.02 k Bq/m L的[18F]-FDG水溶液。采集10个热区模型PET/CT图像,用SUV_pro测量这10个热区模型的SUVmean,并与Xeleris工作站测量结果比较。两种方法测量结果行相关分析,求相关系数r。结果:水模型实验两种方法测得PET图像的SUVmax、SUVmean均高度相关,相关系数均是0.99(P<0.05)。Xeleris工作站和SUV_pro测量10个热区模型SUVmean分别介于(4.47±0.71)^(6.82±0.48)及(4.96±0.83)^(6.76±0.49)之间,这两种方法测得的SUVmean高度相关,相关系数0.99(P<0.05)。结论:SUV_pro软件测量SUV准确性高、可靠性好,能够重复并替代Xeleris工作站测量SUV的工作。

数值逼近法确定大体肿瘤体积的物理模型研究

采用数值逼近法设计确定肿瘤大体靶区（GTV）的半自动化软件SUV_Shape,并通过物理模型评价SUV_Shape测量GTV的准确性。使用中位容积19.61（5.88,64.56）mL,形体各异的空心插件27例次,在其内灌注不同放射性比活度[18F]-FDG溶液,并将它们固定在灌注不同放射性比活度[18F]-FDG溶液的圆柱体内,分别模拟肿瘤与周围本底,肿瘤/本底比（2.92～40.6）的实验模型4次。采集静态肿瘤模型3D PET-CT图像,用SUV_Shape软件测得模型GTVs,27例次肿瘤模型GTVs的中位体积20.56（5.1,65.16）mL。经配对t检验GTVs与GTVt无统计学差别（t=-1.27,P=0.22）,两者高度正相关Spearman相关系数rho=0.959（P〈0.01）。显示SUV_Shape程序多能够根据3D PET图像测量肿瘤模型体积。

数值逼近法确定PET图像肿瘤靶区-动物模型的评价

介绍了采用数值逼近法确定PET图像的肿瘤靶区-动物模型。运用VX2荷瘤兔肿瘤模型验证了数值逼近法设计的SUV_Shape程序测量肿瘤大体体积的准确性。肿瘤体积采用椭球体体积计算公式、CT阈值法、SUV_Shape计算,配对t检验及相关性分析结果表明:VX2肿瘤12个肿瘤大体体积3种方法测量结果之间无统计学差异(t≤1.14,P≥0.28);且高度相关(r≥0.894,P<0.01);运用SUV_Shape程序,根据PET图像测量肿瘤大体体积具有较高的准确性。

肺腺癌EGFR19及21外显子基因型与18F-FDG摄取程度的关系研究

目的:关于肺癌EGFR基因型与18F-FDG(18F-Fluorodeoxyglucose)摄取的关系仍众说纷纭。本文采用肺腺癌原发灶手术切除标本,根据2011年IASLC/ATS/ERS肺腺癌病理分型,探讨肺腺癌不同病理亚型EGFR19及21外显子基因型与^(18)F-FDG摄取程度的相关性。方法:回顾性分析79例肺腺癌患者的术前PET/CT图像、原发灶病理亚型及EGFR19及21外显子基因型。采用协方差分析比较不同病理亚型、不同基因型原发灶的^(18)F-FDG的摄取程度。结果:腺癌各亚型的葡萄糖摄取程度不同,其中实体为主型(Ln SUV)最高,微小浸润与贴壁生长为主型Ln SUV最低,浸润性粘液腺癌SUV居前两者之间,乳头为主及腺泡为主型SUV相近,较前述后两者高。但通过SUV不能有效区别各病理亚型下病灶的EGFR基因型。结论:肺腺癌的^(18)F-FDG代谢程度与病理类型有关,实体生长为主型的糖代谢最高,微小浸润型腺癌及贴壁生长型腺癌的糖代谢最低,浸润性粘液腺癌SUV居前两者之间。但腺癌各病理亚型原发灶的葡萄糖摄取程度与其EGFR19及21外显子基因型无关,不能通过^(18)F-FDG的SUV值来预测EGFR是否存在这两个外显子突变,二者是独立的生物学指标,反应肿瘤不同的生物学信息。

分析射频和核磁共振信号排除射频单元故障

目的探讨利用射频信号和核磁共振信号排除射频单元故障的可行性 ,为MRI系统射频单元故障的及时排除提供更为便捷的方法。方法MRI系统工作正常时 ,测量并记录部分射频信号和核磁共振信号VNormal。当射频单元发生故障时再测量记录上述信号VBlooey ,通过对比分析 ,分段排除并最终确定故障原因。结果17次射频单元故障 ,利用上述对比分析、分段排除的方法均准确查到故障原因。结论利用射频信号和核磁共振信号能够准确、快速地查找射频单元的故障发生点。