Dependence of image quality on acquisition time for the PET/CT Biograph mCT

The impact of acquisition time on reconstructed PET image quality is analyzed for different acquisition times (1, 2, 3 and 4 min). Image quality was tested according to the National Electrical Manufacturers Association (NEMA) NU 2-2007, the evaluation for the signal to noise ratio (SNR) and the reconstructed activity ratio (RAR) for three algorithms, i.e. OSEM, TrueX and TOF applying different effective iteration numbers. The present work shows that the image quality of 3 and 4 min acquisition time for spherical lesions of 10 mm diameter are not significantly different between TrueX, TOF and OSEM. The 2 min acquisition time should be used carefully for the TrueX and OSEM algorithms in small lesions, because the levels of background noise are high compared to 3 or 4 min measurements. Also, the reconstructed activity ratio is underestimated to be approximately half of the expected value. For large lesions the three algorithms perform similarly for all acquisition durations, however, OSEM has the advantage of a more accurately reconstructed activity ratio compared to TrueX and TOF, which are more strongly influenced by noise.

ZusammenfassungDer Einfluss der Messdauer auf die rekonstruierte PET-Bildqualität wurde für Messdauern von 1, 2, 3 und 4 min untersucht. Die Bildqualität wurde nach dem NEMA-Standard NU 2-2007 bestimmt. Zusätzlich wurden die Daten bezüglich des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) und des rekonstruierten Aktivitätsverhältnisses (RAR) ausgewertet. Dabei wurden jeweils die drei Rekonstruktionsalgorithmen OSEM, TrueX und TOF für verschiedene effektive Iterationszahlen untersucht. Im Ergebnis zeigt diese Arbeit keine großen Unterschiede zwischen den drei Rekonstruktionsalgorithmen bei Messdauern von 3 und 4 min für kugelförmige Läsionen mit 10 mm Durchmesser. Bei Messdauern von 2 min sind kleine Läsionen für den TrueX- und den OSEM-Algorithmus schwer zu erkennen, weil das Rauschen in der Hintergrundaktivität verglichen zu den längeren Messdauern sehr hoch ist. Zudem ist das rekonstruierte Aktivitätsverhältnis RAR nur etwa halb so groß wie der erwartete Wert. Für große Läsionen zeigen die Algorithmen für alle Messdauern vergleichbare Ergebnisse, jedoch erzielt OSEM ein genaueres rekonstruiertes Aktivitätsverhältnis als die beiden anderen Rekonstruktionsalgorithmen, welche stärker von Rauschen beeinflusst sind.