MR磁场对一体化PET/MR系统灵敏度的影响

摘要

目的:研究核磁共振(MR)射频线圈及不同强度的主磁场对一体化正电子发射断层扫描(PET)/MR系统灵敏度的影响.方法:利用基于蒙特卡罗工具的文本工程通用架构(GATE)软件建立GE Signa PET/MR仿真模型,在有无射频线圈的情况下选取不同强度磁场,依据美国电器制造商协会(NEMA)NU2-2012标准对系统灵敏度进行测量,分析不同强度磁场及射频线圈对一体化PET/MR系统灵敏度的影响;并与体模实验结果对比,验证仿真实验的准确性.结果:仿真实验与体模实验结果偏差<3％;磁场从0 T增加到7 T,系统灵敏度最多降低4％;同等静磁场条件下,射频线圈的存在使系统灵敏度降低20.57％～23.5％.当时间分辨率为2.25 ns、能窗下限为300 keV时,将能量分辨率从20％优化为11％,系统灵敏度提升0.5％;当时间分辨率为2.25 ns、能窗下限为450 keV时,将能量分辨率从20％优化为11％,系统灵敏度提升16.2％.在能量分辨率为11％时,将能窗下限从450 keV降低到300 keV时,系统灵敏度提高21.2％;能量分辨率为20％时,将能窗下限从450 keV降低到300 keV时,系统灵敏度提高40.2％.当时间分辨率从2.25 ns优化至0.4 ns时,系统灵敏度整体高于时间分辨率为2.25 ns时的灵敏度,但提高程度在1％左右.结论:磁场增大PET的系统灵敏度有所降低,但程度较小;射频线圈会大幅度降低PET的系统灵敏度.降低能量阈值,优化时间分辨率以及能量分辨率有助于提高系统灵敏度.