正电子发射X射线计算机断层成像系统注册技术审查指导原则.docx
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正电子发射X射线计算机断层成像系统注册技术审查指导原则
正电子发射_X射线计算机断层成像系统注册技术审查指导原则（2022年）
本指导原则是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下、并参考了国外法规与指南、国际标准与技术报告制定的。
随着法规和标准的不断完善，以及认知水平和技术能力的不断提高，相关内容也将适时进行修订。
本指导原则是对注册申请人和审查人员的指导性文件，不包括审评、审批所涉及的行政事项，亦不作为法规强制执行，应在遵循相关法规的前提下使用本指导原则。
一、范围本指导原则适用于正电子发射/X射线计算机断层成像系统，按照《医疗器械分类目录》，产品属于目录06医用成像器械，一级产品类别为17组合功能融合成像器械，二级产品类别为02正电子发射/X射线计算机断层成像系统，按第三类医疗器械管理。
（二）产品描述1.产品工作原理描述产品工作原理，重点介绍探测器工作原理、重建算法、图像后处理方法等。
对于新型探测器、新算法、新应用等应着重介绍。
2.结构组成产品总体结构示意图、实物图。
产品各组成部分的介绍，各部分的工作原理、在系统中的功能作用、结构示意图、电路原理示意图（如有必要）、产品实物图、各部分之间的物理连接、功能交互。
设备的主要技术特征。
接触人体部分的材质。
（1）PET/CT根据产品结构形式不同，可分为分体式和一体式。
描述申报产品的结构特征并配以图示。
（2）扫描架、定位激光灯的介绍，扫描架内部结构组成、剖面图等。
（3）探测器结构示意图、剖面图等；
晶体种类、主要性能、尺寸、数量、排列方式（包括示意图等）；
光电转换器种类、主要性能、尺寸、数量、排列方式；
探测器模块数量、每个探测器模块的晶体数目、每个模块光电转换器件数目；
探测器结构及光子入射定位、定时及能量甄别等原理及相关算法硬件。
（4）患者支撑系统结构、材质、结构示意图，系统连接示意图等。
（5）放疗用平面床板患者支撑系统结构、材质、结构示意图，系统连接示意图等。
（6）冷却系统的冷却方式、工作原理、性能指标等。
（7）CT部分的描述参照《X射线计算机体层摄影设备注册技术审查指导原则》相应要求进行介绍。
（8）介绍设备包含的附件（如患者固定、支撑装置等），包括附件的预期用途、规格尺寸、图示等。
（9）门控设备确认设备只有门控接口还是包含门控设备。
如果只有门控接口，应描述接口类型，可兼容的门控设备（制造商、型号）。
如含门控设备应对门控设备进行介绍。
介绍生理信号门控设备结构组成、工作原理、性能指标、内置/外接、前瞻性/回顾性等。
（10）扫描模式介绍（11）扫描控制软件功能介绍：
依据说明书介绍扫描软件的主要功能。
（12）图像重建软件：
列明所有标配和可选重建功能，介绍主要功能、原理、特点等。
（13）图像后处理软件：
列明所有标配和可选图像后处理软件，介绍主要功能用途、必要的原理等。
（14）技术、性能参数按附录1要求介绍产品主要参数。
（三）型号规格原则上PET/CT产品每个注册单元包含一个型号。
对于存在多种配置的产品，应当明确各配置的区别。
应当采用对比表及带有说明性文字的图片、图表，对于各种配置的结构组成、功能、产品特征和运行模式、性能指标等方面加以描述。
（四）包装说明产品包装、运输等相关的说明。
确保运输过程不对设备造成损害。
如：
包装设计要求、包装材料、外部标示、运输和储存的环境条件等。
（五）适用范围和禁忌症1.适用范围描述申报产品的适用范围。
PET、CT部分是否可独立用于临床诊断的描述。
新技术、新方法的是否有特殊的临床预期用途。
可参考如下描述：
PET/CT组合了正电子发射计算机断层扫描系统（PET）和X射线计算机体层扫描系统（CT），提供生理和解剖信息的配准与融合。
所生成的图像同时包括人体器官组织的功能信息和解剖学信息，临床常用于肿瘤、神经系统、心血管系统等疾病的影像学检查及评估。
CT子系统可以为PET图像提供衰减校正图以及PET和CT融合图像的解剖参考信息。
该系统还保持了PET和CT设备的独立功能，允许PET或CT单独成像。
2.预期使用环境：
该产品预期使用的地点如医疗机构、实验室等，以及可能会影响其安全性和有效性的环境条件（如，温度、湿度、功率、压力、移动等）。
3.禁忌症的描述：
如适用，应当明确说明该器械不适宜应用的某些疾病、情况或特定的人群（如儿童、老年人、孕妇及哺乳期妇女、肝肾功能不全者）。
4.适用人群的描述：
目标患者人群的信息（如成人、儿童或新生儿），患者选择标准的信息。
（六）参考的同类产品或前代产品的情况（如有）
参考的同类产品或前代产品应当提供同类产品（国内外已上市）或前代产品（如有）的信息，阐述申请注册产品的研发背景和目的。
对于同类产品，应当说明选择其作为研发参考的原因。
同时列表比较说明申报产品与参考产品（同类产品或前代产品）在工作原理、结构组成、制造材料、性能指标（具体比较内容包括产品技术要求中的主要性能指标和附录Ⅰ中的相关参数指标）、作用方式，以及适用范围等方面的异同。
重点描述本次申报产品的新功能、新应用、新特点和前代产品/同类产品的差异。
（七）其他需说明的内容对于已获得批准的部件或配合使用的附件，应当提供批准文号和批准文件复印件；
预期与其他医疗器械或通用产品组合使用的应当提供说明；
应当说明系统各组合医疗器械间存在的物理、电气等连接方式。
呼吸门控接口、心电门控接口、造影剂注射器接口等：
应提供系统接口设计说明，接口类型，以及接口对应的组合使用器械的情况介绍。
提供第三方设备的制造商、型号及医疗器械注册证复印件。
提供组合使用器械与申报产品的集成测试报告。
后处理软件：
已在中国境内单独注册的软件应提供制造商、软件名称、型号、版本号、以及医疗器械注册证复印件。
CT部分应说明是否已在中国境内取得医疗器械注册证书。
如已取得，应提供注册证书复印件。
同时说明申报产品中的CT和已取得注册证书的CT有哪些差异。
注：
GB/T18988.1-2022标准附录NB引用的标准为NEMA标准出版物NU2-2022正电子发射断层成像装置性能测试，申请人在申报注册时应引用现行有效的国家标准。
美国NEMA组织已发布NU2-2022、NU2-2022版本，申请人可在引用2022版的基础上增加引用NU2-2022或NU2-2022，不能单独引用2022/2022版。
（3）应明确新技术提供的性能和临床功能，以及新增的临床预期用途（如适用）。
如：
新型晶体材料、新型探测器或数据采集方式、新的临床应用（如适用）。
（4）若申报产品提供与其他设备组合使用的接口，如心电门控、呼吸门控、高压注射器接口等，应提供配合第三方设备测试的集成测试和验证确认报告。
时间分辨率测试方法可参照NEMANU2-2022的方法。
能量分辨率测试方法可参照附录2。
SUV值计算准确性测试方法可参照附录3。
（二）生物相容性评价研究应根据GB/T16886.1标准中的方法，对产品中预期与患者和使用者直接或间接接触的材料，如绑带、头托和床垫等附件所用的材料，进行生物相容性评价。
应提供接触部件名称，与人体接触类型，接触时间，接触材料名称。
对于申请豁免生物相容性的组件/材料，应提供合理理由或支持性材料。
对于某些部件，应单独确定其使用期限。
该期限可以与整机相同，也可不同。
这些部件包括但不限于：
需定期更换的部件、光学/辐射敏感部件、机械磨损部件等（如PET探测器、机架、患者支撑装置、X射线管组件、X射线探测器、高压发生器、限束器、其他电气部件等）。
对于用时间作为寿命评估单位不合适的部件，可进行适合部件本身特性的单独规定。
应提供制定相应部件使用期限的验证报告。
2.包装研究。
申请人应规定产品的包装及运输要求，并提供验证报告。
注：
若申报产品中包含几个独立软件，应针对每个软件分别提交软件描述文档。
软件描述文档中应列明申报产品所包含的所有标配、选配的软件功能，包括控制和采集功能、图像重建功能以及后处理功能、高级应用软件等。
核心算法描述举例见附录4。
四、生产制造信息应当明确生产加工工艺。
可采用流程图的形式，并说明其过程控制点。
有多个研制、生产场地，应当概述每个研制、生产场地的实际情况。
临床评价应满足《医疗器械临床评价技术指导原则》（国家食品药品监督管理总局通告2022年第14号）要求。
临床试验具体要求见附录5。
临床评价具体要求见附录6。
常见危害示例及分析见附录7。
七、产品技术要求产品技术要求模板见附录8。
PET部分性能指标应按照YY/T0829-2022中4.1章节（即GB/T18988.1-2022）或附录A（即NEMANU2-2022）的要求执行。
由于二者在性能和试验方法上相互独立，因此建议完全引用两种标准的任何一种，不应交叉使用。
注：
若引用YY/T0829-2022附录A（NEMANU2-2022）的要求，应报告标准中要求的内容。
不能体现在注册检验报告中的，应另附文件说明。
八、检测报告
（一）产品检测应按产品配置进行，检测报告应注明产品配置，样品描述应与技术要求中部件顺序号及部件名称保持一致，应注明软件发布版本号，应提供产品技术要求预评价意见表。
（二）如有未参与检测的配置及部件，应给出合理理由。
（三）PET性能部分，检测报告应参照YY/T0829-2022正文或附录A要求报告相应的数值和图片等内容。
如果采用附录A的测试方法，检测报告应报告的内容见附录Ⅸ。
九、产品注册单元划分注册单元划分应根据产品的技术原理、结构组成、性能指标、适用范围划分。
（一）适用范围不同的设备，应划分为不同的注册单元。
例如：
乳腺专用、全身应用。
（二）PET部分，主要组成部件、设计结构差异较大的设备应划分为不同的注册单元。
例如：
晶体材料不同、探测器结构/组合方式不同的设备，应划分为不同的注册单元。
探测器环数不同，应划分为不同的注册单元。
硬件差异较大，对系统性能影响较大的应划分为不同的注册单元。
（三）CT部分的划分参照CT指导原则，原则上CT划分为不同注册单元时，PET/CT也应划分为不同的注册单元。
（二）明确使用期限（包括整机和可更换重要部件）。
（三）产品的日常维护与质量控制。
应给出设备维护周期，日程质量控制的程序、质量控制检测方法和判断标准。
（四）若有与申报产品配合使用的组合设备（如呼吸门控设备），应在说明书中明确组合设备的制造商、型号及与申报产品的连接和使用方法。
（五）对于包含在说明书中，但未拟在中国申报的配置、功能或者规格型号，申请人应当出具其不在拟申报范围内的声明，并在说明书中给予说明。
（六）技术说明书中应提供产品电磁兼容性能（YY0505-2022）的相关信息。
应明确产品的基本性能。
PET/CT为1组A类设备，应根据YY0505-2022在技术说明书中明确注意和警示信息，以及提供填写完整的表201、202、204、206。
（七）应参照GB/T18988.1-2022第4章要求及产品PET性能测试要求提供产品技术规格说明书。
十一、术语探测器模块定义：
最基本的探测定位单元。
有效排数：
能够用于成像的物理排数。
十二、起草单位国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心附录：
1.规格参数表2.能量分辨率测试方法3.SUV值准确性测试方法4.核心算法描述举例5.临床试验要求6.临床评价要求7.危害分析示例8.产品技术要求模板9.NEMA性能测试应报告的内容10.图像质量评价标准附录1规格参数表表2规格参数表序号部件名称型号规格参数备注1PET/CT扫描架扫描架孔径CT扫描架旋转速度（s）
CT滑环类型：
接触，非接触2PET探测器晶体材料晶体尺寸（长×宽×厚mm）
晶体总数晶体环数光电转换器件总数目（如有）
数据采集通道总数探测器环内径3高压发生器管电压（kV）
管电流（mA）
标称输出电功率（kW）
硬件相同，通过软件调节功率4X射线管组件标称管电压（kV）
标称阳极输入功率（kW）
阳极最大连续热耗散（kW）
焦点尺寸（大/小）：
mm×mm阳极旋转速度（mm）
阳极靶面直径（mm）
靶角（°）
阳极类型轴承类型X射线管数量（个）
飞焦点（x向z向偏移）
最长螺旋扫描时间（s）
5CT探测器探测器闪烁体材料（如，GOS）
物理排数有效排数像素矩阵探测器数目覆盖范围（mm）
像素尺寸（投影至旋转中心）：
mm×mm扫描角度（°）
扫描视野层厚（螺旋，轴向）
准直组合6患者支撑装置Z轴定位准确性（mm）
运动速度（mm/s）
最大扫描长度（mm）
垂直升降范围（mm）
最大承重（kg）
7选配床板（放疗用平面床板）
材质最大承重8激光定位灯激光分类定位精度9系统采集控制工作站（PET）
操作系统计算机最低配置要求：
CPU性能内存大小图像存储容量符合的标准系统采集控制工作站（CT）
操作系统计算机最低配置要求：
CPU性能内存大小图像存储容量符合的标准10图像重建工作站（PET）
操作系统计算机最低配置要求：
CPU性能内存大小图像存储容量符合的标准图像重建工作站（CT）
操作系统计算机最低配置要求：
CPU性能内存大小图像存储容量符合的标准11后处理工作站（PET/CT）
操作系统计算机最低配置要求：
CPU性能内存大小图像存储容量符合的标准12显示器最低配置要求：
屏幕分辨率：
显示器数目尺寸：
类型（CRT/液晶，彩色/黑白）：
对比度：
诊断/预览符合的标准13系统采集控制软件（PET/CT）
软件发布版本号14图像重建软件（PET）
软件发布版本号15图像重建软件（CT）
软件发布版本号16图像后处理软件（PET）
软件发布版本号17图像后处理软件（CT）
软件发布版本号选配件1不间断电源2生理信号门控系统连接方式：
（有线/无线）
输出数据类型：
（心电/呼吸）
外接/内置前瞻性/回顾性3核医学高级应用软件（心血管应用）
软件发布版本号4核医学高级应用软件（神经系统）
软件发布版本号5CT高级血管分析软件发布版本号6CT肿瘤追踪软件发布版本号7CT体灌注软件发布版本号8CT脑灌注软件发布版本号9CT能谱分析软件发布版本号10……附件1头托最大负载（有支撑作用）
与系统的连接方式（物理连接、有源连接）
与人体接触材料衰减当量2床垫与人体接触材料衰减当量3……系统参数PET部分横向视野轴向视野横断图像层厚、层数符合窗宽能量窗宽采集模式（如静态、步进式、连续进床等）
CT部分X射线源组件旋转360°，单次轴向扫描时可获得的最大扫描层数最大扫描范围（mm）
螺距系数扫描模式：
序列扫描螺旋扫描电影模式心脏螺旋模式注1：
应参照上述表格，根据申报产品实际情况列明产品规格参数、配置情况。
表格中未尽事宜，可以增加。
有不适用或不符合的特殊情况，另附文件说明。
注2：
若申报产品的采集、重建、后处理功能集成在同一软件平台，则版本号可使用系统软件发布版本号。
附录2能量分辨率测试方法一、概述PET系统的能量分辨率是PET性能的重要指标，它决定了PET能窗大小和排除散射事件的能力。
能量分辨的本质是射线探测过程中的一系列涨落：
能量沉积与退激的光子发射、光子收集、光电转化、电子倍增、电路噪声等引起的信号幅度起伏。
PET系统的能量分辨率取决于探头中所有小晶体探测单元的能量分辨率。
本方法采用对每个小晶体探测单元的能量分辨率进行独立测量，再取所有小晶体探测单元能量分辨率的平均值，作为PET系统的能量分辨率。
PET的能量分辨率用511keV的能谱峰的半高宽（FWHM）与511keV能谱峰值的百分比来表示。
二、目的评价PET系统的能量分辨本领。
三、方法
（一）符号FWHMk---小晶体探测单元的能谱峰的半高宽；
ek---小晶体探测单元的能谱峰的能量值；
E---能量分辨率：
E=FWHM/e×100%Ek---小晶体探测单元的能量分辨率，k=1,2,3,...n，小晶体总数；
Esys---PET系统的能量分辨率。
（二）放射源18F线源：
使用NEMANU2-2022或NEMANU2-2022中测试灵敏度的线源，注入约37MBq。
将线源放入最细的铝管内，用支架放置在PET的FOV中心。
（三）数据采集使用厂家单计数（Singles）模式采集程序采集数据。
应采集足够长的时间，以保证每个小晶体的能量峰值不少于200个单计数。
四、数据分析使用厂家专用软件分析：
（一）解析每个小晶体探测单元的能谱并计算其能量分辨率Ek=FWHMk/ek×100%；
（二）计算所有小晶体探测单元的能量分辨率均值厂家专用软件可使用如下算法之一：
1.高斯拟合能谱得到半高宽和峰值；
2.加权多点滑动平滑对能谱进行处理，再用重心法求能谱峰位及插值法得到半高宽。
五、结果报告线源灌注：
数据采集起始时刻的线源放射性浓度以及总活度采集参数：
采集时间、终止条件能谱数据处理：
函数拟合或其他平滑、插值能量分辨率：
Esys附录3SUV值准确性测试方法一、概述PET/CT的SUV（standarduptakevalue）称为标准摄取值，是PET在肿瘤诊断中常用的半定量指标。
其定义为：
PET图像中局部组织摄取的显像剂的放射性浓度（A）与注射显像剂全身平均比活度（a）的比值。
SUV已被广泛用于肿瘤良恶性鉴别及疗效评价。
本测试方法不涉及同样会影响SUV准确度的注射显像剂误差及全身体重误差，只考虑PET/CT系统本身所带来的误差，并通过PET图像中的放射性浓度的准确度来表示。
二、目的评价在临床典型成像条件下，PET/CT系统与SUV相关的定量准确度。
三、方法使用NEMANU2-2022标准中的图像质量测试模型。
（一）符号A---PET模型图像中局部组织（ROI）中的放射性浓度；
AB---背景区中的放射性浓度；
AH---灶区中的放射性浓度（NEMANU2-2022执行时使用）；
a---PET模型中灌注显像剂的放射性浓度；
aB---背景区中灌注的放射性浓度；
aH---灶区中灌注的放射性浓度（NEMANU2-2022执行时使用）；
△A---A的相对误差；
（二）放射性核素同NEMANU2-2022或NEMANU2-2022（三）放射源的分布同NEMANU2-2022或NEMANU2-2022（四）数据采集同NEMANU2-2022或NEMANU2-2022（五）数据处理同NEMANU2-2022或NEMANU2-2022四、数据分析
（一）
低活度（背景）区的SUV准确度背景区中感兴趣区（ROI）
勾画n个ROI，n=60；
大小同22mm直径的球；
勾画位置同NEMANU2-2022中的图像质量分析部分；
记录各ROI中的AB平均值；
SUV准确度：
K=1,2,3,…,n。
（二）高活度（热燥）区的SUV准确度（NEMANU2-2022执行时使用）
热灶中感兴趣区（ROI）：
大小为直径20mm的球体；
勾画位置在直径37mm的热燥球中，并与此球同心勾画球体VOI；
记录VOI中的AH平均值；
SUV准确度：
△AH=（AH-aH）/aHx100%五、结果报告模型灌注：
数据采集起始时刻的背景区和热灶中的放射性浓度以及模型中的总活度；
采集参数：
PET轴向视野、模型轴向长度、单床位采集时间；
重建参数：
图像矩阵小大、像素大小、层厚、重建算法、滤波、或者其他的平滑；
SUV准确度：
△AB；
△AH（NEMANU2-2022执行时使用）；
附：
SUV计算公式SUV=A/（Din/W）
式中，Din为注射活度，W为体重。
对PET图像上某感兴趣区（ROI）的SUVROI：
SUVROI=AROI/（Din/W）
其中AROI为在感兴趣区域内（ROI）的平均放射性浓度。
该ROI真实SUVtrue：
SUVtrue=Atrue/（注射活度/体重）
其中SUVtrue为在感兴趣区域内（ROI）的真实放射性浓度。
SUV的准确度用图像上SUV与真实的SUV间的相对误差表示：
当不考虑注射显像剂活度误差及全身体重误差条件下：
因此，可以用PET图像中的放射性浓度的准确度来表示SUV的准确度。
附录4核心算法描述举例表3核心算法描述算法名称原理/方法功能/用途类型备注（参考文献等）
有限子集最大期望值迭代重建算法对要重建的物体进行初始估值，然后进行正投并与测量到的数据进行比较，最后反投影并更新物体的图像。
按此步骤进行一定次数的迭代，直到物体的图像收敛或者满足预设的条件。
PET的3D图像重建公认成熟算法FBP（滤波反投影）图像重建算法先把3D正弦图重组成2D正弦图，再滤波然后在二维空间进行180度反投影。
PET的NEMA测试所需的图像重建。
公认成熟算法3D高斯滤波算法通过3D的高斯滤波器和重建图像进行卷积，高斯滤波器的各个方向的σ可以不一致对重建图像做后处理以降低噪音。
公认成熟算法PET均一化校准对灌注高剂量的F-18模体进行一系列的不同时间的PET数据采集，并对每组数据进行均一化校准，（其过程包括探测器的分组，均值，平滑等系列操作），最后形成一组和计数率相关的均一化查找表。
校准各个探测器以及后端电路在光子探测效率上的差异公认成熟算法死时间校准对灌注高剂量的F-18模体进行一系列的不同时间的PET数据采集，并对每组数据进行3D重建，计算实际采集到的光子数和理论光子数，用两者的比值对实际采集的数据进行校准校准由于电路响应时间限制（死时间）造成的计数损失公认成熟算法能量校准使用Na-22点源进行长时间数据采集，然后计算每个探测器通道的能谱，并计算每个能谱的峰值和半高宽，最后形成能量查找表校准各个探测器通道对511keV光子探测能量幅度的差异公认成熟算法符合时间校准使用Na-22点源进行长时间符合数据采集，然后计算每一个符合单元的时间谱和相应的峰值，最后形成符合时间校正查找表校准各个探测器通道由于信号延迟等造成的光子响应时间差异公认成熟算法圆形轨迹锥束X射线CT的FDK图像重建算法先对加权的投影数据滤波然后在三维空间进行360度反投影。
圆形轨迹锥束X射线CT的图像重建公认成熟算法扇形束X射线CT的二维图像重建算法先把扇形投影数据重组成平行束几何数据，再滤波然后在二维空间进行180度反投影。
扇形束X射线CT的二维图像重建。
也可用于小锥角圆形轨迹锥束X射线CT的图像重建。
公认成熟算法PI-ORIGINAL螺旋锥束X射线CT的图像重建算法先把螺旋锥束X射线投影数据重组成平行束几何数据。
对重组后的锥形平行束滤波。
在三维空间进行360度反投影。
螺旋锥束X射线CT的图像重建公认成熟算法基于图像的骨硬化较正算法对初始重建图像进行分割，对骨头图像实施正投影。
把骨头投影数据平方。
再重建平方后的骨头投影数据并乘以一个常系数生成误差图像。
最后把原始图像减去误差图像骨硬化较正。
初始图像应该做过水硬化较正公认成熟算法图像后处理类环伪影消除法算出图像的梯度，用给定的域值定义强边界。
计算差分图像。
对于图像内所有半径的环把差分图像在环内用做光滑处理生产误差图像。
原始图像减去误差图像。
消除二维图像环伪影。
公认成熟算法基于保距变换的边界的边界无损图像光滑算法关键的光滑步骤在一维曲线上实施。
对于二维和三维图像需要在各个轴向逐次光滑。
对每一条一维曲线的每个像素，逐点计算曲线长度。
最后做“线性”光滑。
但“邻域”定义为弧长。
对重建图像做后处理以降低噪音但保持边界。
公认成熟算法具有数据相容特性的金属伪影消除算法对于被金属区域破坏的投影数据用初步校正图像的正投影数据替换。
消除因金属或其它极高X射线吸收率的材料引起的伪影。
公认成熟算法CT角度一致性校正用几个空气扫描的均值生成关于角度的向量，即角度正则化向量校正每个通道在
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