Methods and Advantages of Achieving Large Field-of-View Scanning with GE Discovery MI PET/CT

Tang De   Ding Xue  Luo Yi  He Guangyuan

Liuzhou People's Hospital    Liuzhou, Guangxi 545006

Abstract:This study introduces a novel scanning technique utilizing the GE Discovery MI PET/CT system to achieve extensive scan coverage. By removing the headrest and affixing an extension board, we positioned patients in a foot-first orientation with extremities extending beyond the board, successfully expanding the single-scan range from 147cm to 182cm. The paper thoroughly outlines the operational steps and delves into the significant advantages conferred by the extensive scanning capability. In addition, the new approach has increased the acquisition range of the scanning bed from the original 10 bed positions to 12, thanks to the reduced scanning time, thereby effectively minimizing errors in the SUV values at the feet and head ends.

Keyword: PET/CT; Discovery MI; Extension Board; Large Field-of-View Scanning; Overlap

引言：

正电子发射断层扫描计算机断层扫描（PET/CT）作为一种尖端的分子成像技术，已在肿瘤学^[1]、心血管病学^[2]和神经病学^[3]等多个领域得到广泛应用^[11]。然而，传统PET/CT设备所采用的常规检查方案在覆盖范围上存在一定局限，难以满足某些特殊病例的临床需求。因此，开发一种能够拓宽检查范围的扫描策略具有重要的实践意义。

1.扫描范围的界定：

截至目前，关于PET/CT扫描范围的标准化尚未达成共识，不同医疗机构所执行的扫描范围存在差异。常见的全身显像扫描范围包括：1）颅底至大腿上段；2）颅顶至大腿上段；3）颅顶至足底。在我院，PET/CT全身肿瘤显像的常规扫描范围为颅顶至大腿上段，这一范围的显像通常被称为局限性全身（Limited Whole-Body，LWB）显像^[1]。相较之下，颅顶至足底的扫描范围则被视为真正意义上的全身（True Whole-Body，TWB）显像^[10]。在大多数情况下，LWB显像已能满足诊断需求，但对于某些特定疾病（如恶性黑色素瘤、下肢病变及周围性肉瘤等），四肢可能存在原发灶或转移灶，此时TWB显像的价值远胜于LWB显像^[9]。图一。

图1   左侧足跟部恶性黑色素瘤术后，行头至足侧全身PET/CT显像，在

足跟部可以看到有FDG的摄取。

2.现行扫描方案的局限性及挑战

以当前广泛应用的Discovery MI PET/CT设备为例，其标准扫描方案要求患者仰卧平躺于检查床上，头部首先进入扫描区域并固定于头托内。然而，在这种设置下进行PET采集时，系统最多仅能覆盖10个床位，总长度约为147.6厘米。这一限制在很大程度上制约了对下肢进行全面检查的能力。当遇到需要检查下肢或全身多部位的患者时，现有的扫描方案显得捉襟见肘。为了实现完整成像，患者在完成常规仰卧位扫描后，必须重新调整体位，改为足部先进的方式。随后，再进行相应的CT和PET图像扫描。这种重复性的操作不仅增加了患者的检查次数，给他们带来了额外的不适感，还显著延长了总的扫描时间。同时，由于多次暴露于放射线，患者的受照剂量也随之增加。

更为关键的是，这种分段式的扫描方法所获取的全身图像连续性较差。这种不连续的图像在后续的诊断工作中可能导致误诊或漏诊，给医生带来诸多不便，并可能影响患者的治疗效果和预后评估。为了简化扫描流程并减少患者的痛苦，迫切需要一种可以在单次会话中覆盖更大解剖区域的替代方案。这样的创新举措不仅能够缓解上述的图像连续性问题，而且还能提高整体的扫描效率，从而可能提高临床实践中的诊断准确性和患者通量。

3.材料与方法：

本研究采用美国GE公司生产的Discovery MI PET/CT仪，该设备配备了64排螺旋CT。所使用的放射性药物¹⁸F-FDG由南京安迪科公司提供，其放化纯度高达95%以上。患者在接受检查前需禁食6小时，确保血糖水平控制在10.0mmol/L以下。按照5.55MBq/kg的剂量进行静脉注射。注射后，患者静卧休息约50-70分钟，以待显像。为了实现大范围扫描，我们将床架上的头托替换为设备自带的延长板（图2），并将床高调整至145-150厘米。患者以足先进的体位仰卧，确保足踝以下超出延长板的范围。为患者头部定制头枕，以保证舒适度并妥善固定^[7]。随后进行定位像扫描，起点设定为足底，可覆盖长达190厘米的扫描范围（图3）。体部CT扫描采用自动管电流调节技术（Auto mA），管电流范围设定为150-250mA，电压为120kV，层厚3.75毫米，层间距2.79毫米，螺距（Pitch）0.984，旋转时间0.6秒。PET采集参数设定为：图像重叠次数（Overlap）18，每个床位采集时间80秒，共采集12个床位，总采集时间为16分钟（图4）。理论上，在保持相同采集床位的情况下，减少重复次数似乎可以获得更长的扫描范围。然而，在实际应用中我们发现，过低的重复次数会导致图像边缘计数不足，进而影响重建图像的质量^[5][6]。为了避免这种情况，PET/CT在采集过程中引入了重叠扫描技术^[8]。但是，当重叠次数低于或等于17时，尽管PET采集范围得到了扩展，但由于设备硬件性能的限制，CT范围可能会超出检查床的移动范围，导致无法正常完成CT扫描（图5）。此外，我们将每个采集床位的时间由常规扫描的90秒缩短为80秒，这一调整旨在确保患者在长时间的检查过程中能够保持稳定的体位。同时，将PET的总采集时间控制在16分钟内，有助于避免因检查时间过长而导致的头足侧SUV值偏差^[4]。

图2 将头托更换为延长板，前段可容纳的范围更广

图3 更换延长板后，长度190cm的定位像扫描

图4 重叠次数18，最大可扫描12个床位

图5 重叠次数17，受限于设备硬件，CT无法正常扫描

4.大范围扫描的优势及其临床价值

大幅度扩展扫描范围在医学影像领域具有显著的优势，它能够全面覆盖患者的身体各个部位，从而极大地提高了发现潜在异常的能力。对于需要进行全面身体评估的疾病，如淋巴瘤、多发性骨髓瘤、黑色素瘤以及下肢病变等，大范围扫描具有极其重要的临床意义。通过一次检查即可实现对全身各部位的详细观察，医生能够更为精确地评估病情的严重程度、病变分布以及治疗效果。得益于单次检查即可覆盖更广的区域，大范围扫描显著降低了患者反复接受多次检查的需求。这不仅提升了整体的检查舒适度，还有效节省了患者的时间和成本。对于患者而言，这意味着更少的等待时间、更少的放射线暴露以及更方便的医疗服务体验。

此项技术还能为医生提供了更为详尽的信息，有助于提升诊断的准确性与治疗的精准度。详尽的影像学数据使医生能够更全面地了解患者的病情，从而制定出更为合适的治疗方案。这对于提高治疗效果、减少副作用以及改善患者预后具有重要意义。大范围扫描在提高诊断准确率、优化治疗方案、提升患者舒适度和节省医疗资源等方面具有显著优势。随着医学影像技术的不断发展，我们有理由相信，大范围扫描将在未来的临床实践中发挥更加重要的作用。

图6 身高178的患者也能一次性扫描完成，提高了患者舒适性以及图像的完整性。

5.结论

本研究成功揭示了一种利用GE Discovery MI PET/CT实施大范围扫描的创新方法（图6），并通过实际临床验证了其显著优势。该方法不仅显著提升了检查范围，还在提高诊断准确性、优化治疗方案以及评估治疗效果等方面发挥了积极作用，从而显著改善了患者的就诊体验。值得注意的是，这种方法同样适用于其他不同厂家和型号的PET/CT设备。通过不断的实践与探索，我们有望为每种机型找到最为理想的扫描方案。

[1] 陆晓骞,宗凌燕,沈琪.正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）成像在肿瘤筛查中的应用进展[J].中国辐射卫生,2023,32(01):66-69+74.DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2023.01.014.

[2] 韩旭,汪蕾,方纬.~(18)F-FDG PET评估存活心肌指导冠状动脉血运重建治疗的研究进展[J].心血管病学进展,2023,44(01):11-15.DOI:10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2023.01.004.

[3] 陈全,彭永,甘棋心,等.阿尔茨海默病的影像学研究进展[J].国际神经病学神经外科学杂志,2022,49(05):60-66.DOI:10.16636/j.cnki.jinn.1673-2642.2022.05.013.

[4] 刘军,张彩霞.~(18)F-FDG PET/CT多时间点显像鉴别良恶性病变的实验研究[J].中国临床医学影像杂志,2009,20(10):746-749+754.

[5] 姚之丰,王新村,张建平,等.Biograph 16HR PET/CT性能测试与长期追踪[J].核电子学与探测技术,2010,30(11):1488-1492.

[6] 苏雪松,耿建华,张朝坤,等.基于国家标准及美国电气制造商协会测量程序的PET/CT验收检测[J].中国医学装备,2024,21(02):16-22.

[7] 王猛,王玲,周翠红,等.改良PET/CT头枕和新型头枕的设计与应用[J].中国医学装备,2023,20(10):216-220.

[8] 杨波,刘春利,温德媛,等.~(18)F-FDG PET/CT显像步进采集与连续进床采集模式图像质量分析研究[J].中国医学计算机成像杂志,2021,27(04):358-363.DOI:10.19627/j.cnki.cn31-1700/th.20210805.001.

[9]  宋建华,赵晋华,邢岩. 胸、腹部肿瘤PET-CT扫描方案的设置与选择[J]. 国际放射医学核医学杂志,2007,31(6):349-353. DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2007.06.008.

[10] 李芳兰,苏鸣岗,田蓉,等. PET/CT肿瘤显像不同扫描范围的选择及价值比较[J]. 中华核医学与分子影像杂志,2018,38(10):700-703. DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-2848.2018.10.015.

[11] 孙涛,韩善清,汪家旺. PET/CT成像原理、优势及临床应用[J]. 中国医学物理学杂志,2010,27(1):1581-1582,1587. DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2010.01.003.