PET-CT質(zhì)量及風(fēng)險(xiǎn)控制

尚長(zhǎng)浩

PET-CT是將PET和CT兩個(gè)設(shè)備有機(jī)地組合在一起，通過(guò)計(jì)算機(jī)及特殊軟件進(jìn)行連接和共處理的三位一體的復(fù)合影像系統(tǒng)，是目前最先進(jìn)的功能分子影像設(shè)備。PET-CT利用圖像融合技術(shù)，綜合了PET功能、分子代謝影像與CT精細(xì)解剖影像的優(yōu)勢(shì)，在惡性腫瘤早期診斷、腫瘤分期、分級(jí)、臨床療效評(píng)估、隨訪監(jiān)測(cè)、良性及惡性病變鑒別、協(xié)助臨床治療方案決策以及放療生物靶區(qū)確定等方面具有極為重要的作用，在心腦血管疾病、神經(jīng)變性疾病、癲癇等的診斷有獨(dú)特價(jià)值[1]。要想得到效果較好的融合圖像，為臨床診斷提供有力的保障，PET、CT都必須具備非常高的精確度和靈敏度，并且在為患者檢查掃描時(shí)需要精準(zhǔn)的使用正電子放射性藥物。就設(shè)備使用而言，無(wú)論圖像采集、處理還是診斷，PET-CT不是獨(dú)立的PET和CT的結(jié)合，而是二者的有機(jī)結(jié)合。因此，要實(shí)現(xiàn)PET-CT的質(zhì)量控制必須是在保證PET和CT質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上，加上PET-CT結(jié)合的質(zhì)量控制。PET、CT和PET-CT融合三個(gè)方面，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制做的不夠，都不可能為臨床的診療工作提供高質(zhì)量的PET-CT影像保障。放射性藥物是PET-CT賴以生存和技術(shù)更新發(fā)展的支柱，也是臨床醫(yī)生能夠較好的診斷和治療以及取得良好效果的保證[2]。因此，在放射性藥物的制備、質(zhì)量檢驗(yàn)、配送及輻射防護(hù)等方面必須嚴(yán)格加以控制。

1 PET-CT基本原理及其臨床應(yīng)用

1.1 PET-CT基本原理

PET是利用正電子衰變核素標(biāo)記的放射性藥物在人體內(nèi)放出的正電子與組織相互作用，發(fā)生正電子湮滅(annihilation)，向相反的方向發(fā)射兩個(gè)能量為511 keV的γ光子，在相反方向可同時(shí)探測(cè)兩個(gè)γ光子。當(dāng)γ光子與檢測(cè)器相互作用，形成一個(gè)電脈沖(electrical pulse)，脈沖高度分析器選擇能量符合511 keV電脈沖送入電子學(xué)線路，電子學(xué)線路把呈相反方向發(fā)生的兩個(gè)電脈沖信號(hào)送入顯像系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)以此閃爍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，重建生成PET。CT是建立在X射線成像的基礎(chǔ)上，依據(jù)各組織吸收X射線的程度不一樣，采用結(jié)構(gòu)解剖顯像來(lái)診斷疾病。CT在PETCT中有三種基本功能：①能采用低輻射劑量技術(shù)進(jìn)行局部和全身CT掃描，對(duì)檢查部位的病灶進(jìn)行準(zhǔn)確定位；②采用X射線對(duì)PET圖像進(jìn)行衰減校正以提高PET圖像的質(zhì)量；③CT的應(yīng)用可避免放射性藥物攝取陰性腫瘤的漏檢。PET-CT檢查可以一次連續(xù)成像，得到全身檢查影像，從而對(duì)全身組織器官的功能和代謝狀況進(jìn)行評(píng)估。

1.2 PET-CT臨床應(yīng)用

PET-CT適用范圍非常廣泛，可用于臨床多種疾病的發(fā)現(xiàn)診斷及療效評(píng)估。PET-CT可用于人體多種腫瘤疾病的前期診斷，腫瘤的分期、分型和患者全身病情的評(píng)估；多種腫瘤治療療效評(píng)估及對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移灶的全身監(jiān)測(cè)。PET還可用于各種精神系統(tǒng)疾病及神經(jīng)方面的疾病診斷，可對(duì)癲癇患者進(jìn)行術(shù)前定位、早期老性癡呆的診斷、精神系統(tǒng)疾病的評(píng)估、吸毒成癮的情況評(píng)估、戒毒效果鑒定、腦外傷患者的腦代謝狀況評(píng)估、其他腦代謝功能障礙判斷、腦缺血性疾病的早期診斷等[3]。PET在心血管疾病診斷方面也有著重要意義，只需一次掃描檢查就能對(duì)心臟血管硬化狀況和心肌缺血情況進(jìn)行分析并提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，對(duì)冠心病的早期診斷和評(píng)估有著重要作用。

2 PET-CT質(zhì)量及風(fēng)險(xiǎn)控制

2.1 PET的質(zhì)量控制

為檢驗(yàn)PET探頭系統(tǒng)的完好，在每次執(zhí)行掃描計(jì)劃前，需要執(zhí)行質(zhì)量控制程序。常規(guī)的質(zhì)量控制通常使用容積模型掃描，用于判斷掃描儀的當(dāng)前性能狀況。PET的日常質(zhì)量控制主要是分以下步驟：①定位均勻性模型；②用激光燈將模型垂直居中；③激光應(yīng)剛好與模型的邊緣相接，選擇日常質(zhì)量控制程序。以便系統(tǒng)執(zhí)行下面一系列操作：①根據(jù)輸入的計(jì)數(shù)進(jìn)行掃描，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制和日常質(zhì)量控制模型掃描之間的卡方值；②將日常質(zhì)量控制掃描和標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制掃描進(jìn)行對(duì)比，逐個(gè)進(jìn)行效率計(jì)算，并對(duì)超出效率范圍的加以標(biāo)記；③質(zhì)量控制掃描完成后根據(jù)顯示的日常質(zhì)量控制掃描結(jié)果查看正弦圖是否有異常，如果卡方值＞10，則PET需要維修，不能對(duì)患者實(shí)施掃描檢查。在PET質(zhì)量控制過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注均勻度、旋轉(zhuǎn)中心以及探頭和床的關(guān)系等方面的指標(biāo)[4]。

2.2 CT的質(zhì)量控制

為了達(dá)到獲得最佳圖像質(zhì)量的目的，在CT的日常檢查和校正時(shí)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)CT系統(tǒng)缺陷或校正偏差而導(dǎo)致的偽影。如開機(jī)后不執(zhí)行該程序，則可能導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致對(duì)患者疾病的誤診。CT的質(zhì)量控制主要有以下幾個(gè)步驟：開機(jī)啟動(dòng)后，對(duì)檢查床進(jìn)行定位，將水模置于掃描中心，對(duì)CT進(jìn)行檢查與校正。CT的檢查與校正主要是對(duì)水模的3個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)：CT值(HU)、圖像的像素噪聲、管電壓。

2.3 PET-CT的質(zhì)量控制

PET-CT質(zhì)控是建立在良好的PET和CT質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上，使兩種圖像達(dá)到準(zhǔn)確配準(zhǔn)的目的。準(zhǔn)確配準(zhǔn)的目的主要有二方面：

(1)獲得一個(gè)幾何位置非常準(zhǔn)確的CT透射圖，對(duì)核素顯像進(jìn)行衰減校正；其次準(zhǔn)確的CT定位圖像是PET-CT圖像精確融合的重要依據(jù)。同機(jī)圖像融合技術(shù)的關(guān)鍵是兩種影像系統(tǒng)的準(zhǔn)確對(duì)位，但一些客觀因是無(wú)法完全避免的，例如：外力作用力導(dǎo)致檢查床位置發(fā)生變化等。因此，在PET-CT日常的設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量控制工作中，要盡量將對(duì)圖像融合造成影響的各種因素降低至最小化。為保證PET和同機(jī)CT之間圖像幾何配準(zhǔn)的準(zhǔn)確，與單純的PET相比，對(duì)PET-CT檢查床的要求則更多。在圖像采集過(guò)程中，要采取必要的措施以控制兩者采集過(guò)程中因床板下沉而產(chǎn)生的不一致性所引起的兩者圖像失匹配。必須使床板高度的調(diào)節(jié)達(dá)到這一要求。

(2)患者的受檢查部位一定要置于檢查床上規(guī)定的位置。在PET-CT采集過(guò)程中最基本的、也是最重要的要求是受檢查者不能有任何的位置移動(dòng)。如果受檢查者在PET采集過(guò)程中移動(dòng)只有1.5個(gè)像素的位置，也可能導(dǎo)致本應(yīng)正常的PET圖像出現(xiàn)異常。受檢查者的移動(dòng)還可引起CT和PET幾何位置失配準(zhǔn)，從而導(dǎo)致用于衰減校正的X射線透射圖定位不準(zhǔn)確，其結(jié)果為核素顯像圖像不能得到正確的衰減校正以致于最終圖像采集失敗。

2.4 PET-CT維護(hù)和保養(yǎng)

2.4.1 工作環(huán)境的維護(hù)

機(jī)房應(yīng)配備大功率的空調(diào)，確保溫度維持在20～22 ℃之間。PET水冷機(jī)或風(fēng)冷機(jī)連續(xù)24 h工作，溫度設(shè)定在(19±1) ℃，壓力為2.14×105Pa；CT水冷機(jī)壓力在2×105Pa左右，如果低于1×105Pa時(shí)須及時(shí)加水。非工作時(shí)間需要有專職人員值班或巡視，發(fā)現(xiàn)機(jī)房溫度異常時(shí)需及時(shí)調(diào)整或報(bào)告。機(jī)房的濕度應(yīng)保持在40%～60%之間。如機(jī)房濕度過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致LSO晶體潮解或電路短路；如機(jī)房?jī)?nèi)太干燥，則使機(jī)房?jī)?nèi)出現(xiàn)灰塵多的情況，灰塵很容易使儀器表面易產(chǎn)生靜電從而導(dǎo)致機(jī)器損壞[5]。

2.4.2 機(jī)器保養(yǎng)

機(jī)器日常的預(yù)防性保養(yǎng)非常重要，做好預(yù)防性保養(yǎng)可將機(jī)器的故障率降到最低，使系統(tǒng)性能達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定的目的。同時(shí)，對(duì)機(jī)架或檢查床的運(yùn)動(dòng)部件、軸承的日常保養(yǎng)也不可忽視，定期添加合格的潤(rùn)滑油，定期對(duì)CT滑環(huán)上的碳刷和空氣過(guò)濾器進(jìn)行清潔、更換等工作，檢測(cè)水冷機(jī)水壓。檢查各部位的螺絲是否擰緊、限位開關(guān)是否有效、各接插件連接是否牢靠。

2.4.3 從業(yè)人員素質(zhì)培養(yǎng)

目前，多數(shù)醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科和影像科醫(yī)師、技師對(duì)彼此學(xué)科的知識(shí)掌握有限，對(duì)PET-CT的維護(hù)和使用也缺乏經(jīng)驗(yàn)，為了熟悉機(jī)器及操作、維修，合理制定和完成掃描檢查計(jì)劃，使機(jī)器處于最佳的工作狀態(tài)，必須對(duì)相關(guān)醫(yī)技人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)兩學(xué)科人員間的相互學(xué)習(xí)，做到高質(zhì)量地分析、解釋圖像，為臨床診療工作提供保障。

3 放射性藥物的質(zhì)量控制

用于PET-CT顯像的放射性核素11C、13N、15O、18F等壽命短(半衰期分別為20.40 min、9.96 min、2.0 min、4 min、109.70 min)、能量單一，可對(duì)心臟、腦、腫瘤、神經(jīng)等各種重要臟器生理代謝、受體結(jié)合反應(yīng)、免疫等生物過(guò)程選擇性地動(dòng)態(tài)顯像。但是由于以上放射性藥物半衰期短，不得不在醫(yī)院或接近醫(yī)院的地方制備，因此時(shí)間成為制約此類藥物質(zhì)量控制的重要因素，所以要有更加簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確并和制備合二為一的分析方法支持以及法規(guī)控制下的研制過(guò)程(GLP和GCP)和生產(chǎn)過(guò)程(GMP)的質(zhì)量保證[6]。放射性藥物的質(zhì)量控制包括原材料的質(zhì)量和最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制兩部分。其中原材料包含靶材、所用化學(xué)試劑以及配制溶液、緩沖液的用水等。雖然日常不需要對(duì)所有的原材料都進(jìn)行控制，但關(guān)鍵原材料和使用無(wú)菌、無(wú)熱原的水必須要加以控制，原材料的純度可通過(guò)中子活化和色譜法來(lái)進(jìn)行分析。最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制包括對(duì)放射性核素純度、放射性比活度、放化純度、化學(xué)純度、無(wú)菌和無(wú)熱原等的數(shù)據(jù)分析及質(zhì)量檢驗(yàn)。

4 PET-CT及放射性藥物的輻射防護(hù)

PET-CT檢查是臨床核醫(yī)學(xué)，也屬于醫(yī)用輻射的一種。近年來(lái)，PET-CT的技術(shù)迅速發(fā)展，在臨床很多疾病的診斷起到重要作用，同時(shí)如何趨利避害，盡可能避免和減少醫(yī)用輻射可能產(chǎn)生的潛在危害也引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注，醫(yī)用輻射防護(hù)上升到了一定的高度。輻射防護(hù)的主要目的是為醫(yī)患提供一個(gè)適宜的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，但也不致過(guò)分地限制產(chǎn)生輻射照射的有益的實(shí)踐。

4.1 工作場(chǎng)所的輻射防護(hù)

根據(jù)核醫(yī)學(xué)科的設(shè)置要求，①功能區(qū)域應(yīng)分為活性區(qū)、中間區(qū)和清潔區(qū)，放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、給藥室輻射劑量較大，應(yīng)劃至控制區(qū)；②顯像室、患者床位區(qū)、放射性廢物儲(chǔ)存區(qū)等也有一定量的輻射劑量，應(yīng)劃為監(jiān)督區(qū)；③候診區(qū)、工作人員辦公室、電梯及走廊等應(yīng)該為非限制區(qū)，監(jiān)督區(qū)的地面、墻面和天花板應(yīng)選擇易于去污的表面材料裝修；④控制區(qū)向外的通道，應(yīng)設(shè)置表面污染檢測(cè)儀器、淋浴設(shè)備和更衣專用房間。

4.2 醫(yī)護(hù)人員的輻射防護(hù)

在PET-CT中心工作的醫(yī)護(hù)人員，包括操作PET-CT設(shè)備和讀片的醫(yī)生、分裝放射性核素及注射核素的人員以及醫(yī)院運(yùn)輸放射性藥物的人員在日常工作中會(huì)受到職業(yè)照射。放射性藥物的操作既有內(nèi)照射的防護(hù)問題，又有外照射的防護(hù)問題[7]。對(duì)于內(nèi)照射的防護(hù)，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定在通風(fēng)櫥或手套箱內(nèi)處理放射性藥品，工作人員必須整齊、正確的穿戴所有的個(gè)人防護(hù)用品，如衣服、帽子、靴鞋、手套和口罩等。由于PET 所常用的放射性藥物放射線能量較高，因此工作人員還應(yīng)充分利用時(shí)間、距離和屏蔽等各種措施進(jìn)行外照射防護(hù)，例如用非放射性溶液進(jìn)行抽取藥液的練習(xí)，熟練的掌握取藥和給藥技巧，盡量在最短的時(shí)間完成放射性藥物的操作。還可以用長(zhǎng)距離操作工具操作放射性藥物；在操作給藥時(shí)，使用注射器鉛桶以及使用鉛屏風(fēng)等。工作人員按國(guó)家規(guī)定應(yīng)該在胸前佩戴個(gè)人劑量?jī)x，定期檢測(cè)。

4.3 受檢者的輻射防護(hù)

受檢者的輻射防護(hù)關(guān)鍵在于對(duì)放射性藥物用量的控制。藥物的劑量問題十分重要，如果劑量大則違背輻射防護(hù)的最優(yōu)化原則，使受檢者遭受不必要的照射；如果劑小則可能造成影像不清晰，影響臨床診斷。因此，必須根據(jù)不同診斷要求為患者制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠盟幱?jì)劃，使放射性藥物的劑量選擇有充分的依據(jù)。CT掃描應(yīng)采用劑量關(guān)懷程序，在不影響圖像質(zhì)量的前提下盡量選擇較低的掃描參數(shù)。注射放射性藥物后，受檢者要避免互相輻射，排出的痰液、尿液應(yīng)按放射性污物收集、處理。注射放射性藥物的受檢者也成為了放射源，形成了一個(gè)活動(dòng)的輻射場(chǎng), 極可能對(duì)其周圍人員造成潛在的輻射危害，為了避免對(duì)其他人員造成這些不必要的輻射，應(yīng)該對(duì)這類受檢者采取設(shè)立單獨(dú)病房的措施，在其輻射劑量降到一定程度再出院。

5 結(jié)語(yǔ)

PET是20世紀(jì)90年代之后逐漸被廣泛應(yīng)用于臨床的影像診斷手段，它代表了目前醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的最高水平，其技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用必將對(duì)疾病的診治水平產(chǎn)生極大的影響。PET-CT，不是簡(jiǎn)單的PET與CT的機(jī)械合并，而是二者有機(jī)結(jié)合。只有認(rèn)真做好儀器設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)的質(zhì)量控制和風(fēng)險(xiǎn)控制，才能使設(shè)備始終保持完好的性能狀態(tài)，從而獲得最佳的影像質(zhì)量，為臨床的診療工作提供有力的技術(shù)支持。也只有堅(jiān)持做好日常的監(jiān)測(cè)工作，才能準(zhǔn)確掌握設(shè)備及放射性藥物的性能，把握其變化規(guī)律，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除可能出現(xiàn)的潛在問題，防患于未然。

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