作者：MolletPieter1, DeprezKarel1,Vandeghinste Bert1, Neyt Sara1,Marcinkowski Radoslaw2, Vandenberghe Stefaan2, VanHolen Roel2
單位：1. MOLECUBES比利時，根特
2. IBiTech– MEDISIP – INFINITY根特大學(xué)，比利時
目的：
為進(jìn)一步改進(jìn)臨床前PET設(shè)備的成像質(zhì)量，新一代設(shè)備應(yīng)提高圖像的空間分辨率和靈敏度（理想情況下，這并不會增加設(shè)備的總成本）。借助于讀取率高、交互能力強(qiáng)的單晶片閃爍體，Molecubes開發(fā)了一套緊湊型的臨床前PET成像系統(tǒng)——β-CUBE。下面我們將就該設(shè)備的外觀設(shè)計、規(guī)格、性能和體內(nèi)成像效果進(jìn)行介紹。
方法：
環(huán)形探測系統(tǒng)由9個探測模塊組成，每個探測模塊的內(nèi)徑為76mm，其軸向視野長332.5px，能夠?qū)崿F(xiàn)小鼠和大鼠的全身成像。每個模塊包含尺寸為25.4×25.2×8mm的LYSO單晶片閃爍體以及硅光電倍增管（Hamamatsu MPPC）。其中，珀貼兒冷卻器控制硅光電倍增管的溫度維持在恒定的23攝氏度。專門讀取的電子設(shè)備讀取MPPC每個像素的信號。所有探測器均連接5個重合板。采集服務(wù)器和圖像重建服務(wù)器都集成在25.4×25.2×8mm大小的系統(tǒng)中。其中，采集服務(wù)器依靠GPU的數(shù)據(jù)時間定位功能獲取像素信號，而圖像重建服務(wù)器實(shí)現(xiàn)以OSEM法重建圖像則是基于對GPU通道的響應(yīng)，并且最終獲得的圖像格式符合用戶使用的DICOM標(biāo)準(zhǔn)。PET圖像重建的衰減圖來自于前面使用的、能夠以很少劑量（低于6mGy的劑量就可實(shí)現(xiàn)小鼠快速全身成像）實(shí)現(xiàn)亞分鐘級別成像的微型CT設(shè)備X-CUBE。β-CUBE和x-CUBE這兩個設(shè)備可借由無線通訊器與掌上電腦和個人電腦通過一個集成軟件進(jìn)行聯(lián)通。連續(xù)進(jìn)行PET、CT掃描時，可公用同一個小動物載物床，且最終會自動進(jìn)行不同模態(tài)的圖像融合。
連續(xù)的深度交互功能可以進(jìn)一步提高圖像的空間分辨率，50次的OSEM迭代法計算即可完成圖像的重建。PET設(shè)備探測器的內(nèi)在分辨率可用0.4mm的平行光束測量，而對于空間分辨率，可使用點(diǎn)光源、熱棒掩模以及美國電器制造商協(xié)會（NEMA）圖像質(zhì)量掩模的均勻性和恢復(fù)情況進(jìn)行評估。
結(jié)果：
探測器的本征分辨率在半高全寬(FWHM)下為0.76mm. 重建圖像在視野中心（CFOV）處的切向、軸向空間分辨率分別為0.874mm(FWHM)和0.780mm(FWHM)。徑向空間分辨率作為徑向坐標(biāo)的函數(shù)幾乎是恒定的，徑向在距離中心10mm處的分辨率為0.9mm（FWHM）,而在距離中心25mm處的分辨率為1.15（FWHM）。做熱棒掩模成像時，幾乎0.88mm的熱棒都可見，0.7mm的熱棒可以區(qū)分。圖像均勻度為16.6%，熱棒恢復(fù)系數(shù)為0.28-0.96.中心視野的絕對峰值靈敏度為10.2%。采用NaF-F18和F18-FDG顯影的小鼠和大鼠體內(nèi)掃描顯示，系統(tǒng)的分辨率和靈敏度在整個視野范圍內(nèi)是精確的，并且擁有巨大的定量動態(tài)成像潛力。
結(jié)論：
β-CUBE是一臺真正的嚙齒動物高端PET成像系統(tǒng)，其緊湊、便攜的外觀設(shè)計可以安裝在任何標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗臺上，并能夠?qū)崿F(xiàn)亞毫米級別高靈敏度的小鼠全身靜態(tài)成像。
锘海生命科學(xué)整體解決方案：
