PET/CT的PET質(zhì)量控制

余冬蘭，劉陽萍，易暢，匡銘

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院 a.設(shè)備科；b.核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510080

PET/CT的PET質(zhì)量控制

余冬蘭a，劉陽萍a，易暢b，匡銘a

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院 a.設(shè)備科；b.核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510080

確保PET/CT設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少故障發(fā)生率，延長使用壽命，降低維修成本，必須嚴(yán)格執(zhí)行PET/CT的日常質(zhì)量控制。本文主要從PET的日常質(zhì)量控制（Daily QC）、均勻性測試、探測器歸一化校正、空間分辨率測試、PET/CT圖像融合測試等幾方面研究PET的質(zhì)量控制。實(shí)踐證明，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和日常質(zhì)量控制，能降低PET/CT的故障發(fā)生率，最大限度地發(fā)揮其使用率，實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。

PET/CT；探測器；質(zhì)量控制；預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)

0 前言

正電子發(fā)射斷層顯像/X線計(jì)算機(jī)體層顯像（PET/ CT），它將PET和CT完美地結(jié)合在一起，集功能與解剖影像于一身，其優(yōu)勢(shì)己經(jīng)被臨床所認(rèn)識(shí)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，尤其在腫瘤診斷、分期等方面有其絕對(duì)優(yōu)勢(shì)[1-2]。因此，越來越多的醫(yī)院已配置或準(zhǔn)備配置這一核醫(yī)學(xué)科最先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備。然而，機(jī)器的高成本勢(shì)必推高機(jī)器的維修成本，那么如何降低PET/CT的維修成本，提高機(jī)器的正常使用率成為核醫(yī)學(xué)科和設(shè)備科常規(guī)工作不可避免的問題。由于CT的質(zhì)控與維保知識(shí)已經(jīng)比較普及，本文通過對(duì)我院引進(jìn)的飛利浦 GEMINI GXL-16型PET/CT設(shè)備的實(shí)踐工作，從PET的角度探討PET/CT的日常質(zhì)控和預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)，總結(jié)分析保障PET/CT日常運(yùn)行的方式和方法。

對(duì)PET控制的項(xiàng)目包括：日常質(zhì)量控制（Daily QC），均勻性測試，探測器靈敏度校正（歸一化），空間分辨率測試，PET/CT圖像融合測試，共5項(xiàng)。

1 日常質(zhì)量控制

PET的Daily QC可確保探頭系統(tǒng)的完整性。其步驟如下：將Philips（飛利浦）提供的 Daily QC模型（專用支架上裝有放射性點(diǎn)源22Na，活度為3.7 MBq）置于PET機(jī)架的指定位置，選擇自帶的Daily QC程序進(jìn)行每日質(zhì)控。包括：系統(tǒng)初始化、基準(zhǔn)數(shù)據(jù)收集、光電倍增管增益檢測、能量測試與分析（表1）、發(fā)射掃描正弦圖收集與分析。要求：每天掃描計(jì)劃開始執(zhí)行前都要執(zhí)行該質(zhì)量控制程序，而且必須保證每個(gè)項(xiàng)目都通過，Daily QC才算通過。

表1 能量分辨率結(jié)果

2 均勻性測試

測定探測器對(duì)視野內(nèi)任一均勻活度源的探測能力。由于計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落及探頭的非均勻響應(yīng)，在均勻源的圖像上會(huì)造成計(jì)數(shù)偏差，該偏差越小，均勻性越好[3]。模型的均勻性圖像可以分反映PET的性能狀況，同時(shí)也反映由CT或其他穿透源本身或（和）衰減校正后造成的圖像非均勻性。因此，通過每次測試模型的均勻性圖像，可以直觀地評(píng)價(jià)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

均勻性測試分為斷層均勻性、體積均勻性和系統(tǒng)均勻性。采用NEMA 1994標(biāo)準(zhǔn)模型及采集重建方法，在每一斷層圖像上，以中心為圓心，勾畫一直徑為175 mm的圓形感興趣區(qū)（ROI），再用正交的直線將該感興趣區(qū)分成多個(gè)邊長為10 mm的小正方形區(qū)域。用這些小正方形區(qū)域中的計(jì)數(shù)可計(jì)算各種均勻性。根據(jù)廠家提供的測試程序進(jìn)行測試即可。

我院檢測條件：放射源為740 MBq（20 mCi）18F-FDG；采集矩陣128×128；采集層厚2.00 mm；重建層數(shù)115。采集完畢后，根據(jù)廠家提供的設(shè)備檢測程序，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)求出有效視野（UFOV）和中心視野（CFOV）的積分值（IU）和微分值（DU）。PET的斷層均勻性通常由UFOV和CFOV的IU和DU表示。我們分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型中的水散射體和不規(guī)則散射體中心層面的斷層均勻性進(jìn)行測算（水散射體所處的中心層面為40～42層，不規(guī)則散射體所處的中心層面為69～71層，下同），其結(jié)果見表2～3。由于GB/T18988.1-2003《放射性核素成像設(shè)備、性能和實(shí)驗(yàn)規(guī)則 第1部分：正電子發(fā)射斷層成像裝置》中未對(duì)均勻性以及PET/CT斷層圖像位置匹配誤差等參數(shù)給出具體評(píng)價(jià)指標(biāo)，所以，我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及臨床實(shí)際圖像質(zhì)量進(jìn)行綜合判斷，均勻性結(jié)果符合臨床要求，可供同行參考。

表2 水散射體中的斷層均勻性

表3 不規(guī)則散射體中的斷層均勻性

3 探測器歸一化校正

PET中有成千上萬個(gè)探測單元，受其各自幾何位置和性能差異的影響，例如晶體條發(fā)光效率、晶體條與光電倍增管的耦合、晶體條對(duì)符合線的張角不同等因素，使其探測效率不盡一致。其校正方法是利用均勻分布的放射源，測量每個(gè)測量單元的計(jì)數(shù)響應(yīng)Di，i=1，…，M，M是PET探測單元總數(shù)，算出歸一化因子（NOPMi）：

4 空間分辨率測試

重建圖像的半高寬（FWHM）能反映PET在最佳狀況下能達(dá)到的最高分辨性能[4]。測試方法：選用放射性同位素是18F離子，比活度1480～2220 MBq/mL。用注射器針頭滴1滴在玻璃板或膠片上，用長度為100 mm、內(nèi)徑≤1 mm、外徑≤2 mm的毛細(xì)管吸取2～5 mm18F溶液，制成活度為1.85～3.70 MBq的點(diǎn)源；將3個(gè)點(diǎn)源固定在一個(gè)XY平面支架上，用激光定位線將模型置于視野中心，分別在1/2軸向FOV和1/4軸向FOV兩個(gè)位置測量，每個(gè)位置測量3個(gè)點(diǎn)，分別為（0 cm，1 cm），（0 cm，10 cm），（10 cm，0 cm），每個(gè)點(diǎn)測量3個(gè)方向的FWHM。采集程序及數(shù)據(jù)處理均由儀器提供的測試程序自動(dòng)完成，并給出空間分辨率測試結(jié)果。要求：PET軸向空間分辨率（0 cm及10 cm處）分別為＜6.5 mm，＜7.0 mm；橫向空間分辨率（1 cm及l(fā)0 cm）分別為＜5.7 mm，＜6.5 mm。我們對(duì)不規(guī)則散射體中心層面的斷層（斷層數(shù)69～71）的空間分辨率進(jìn)行了測算（表4），其結(jié)果符合臨床需求。

表4 空間分辨率

5 PET/CT圖像融合測試

PET/CT最大的優(yōu)勢(shì)就是將PET和CT的圖像結(jié)合起來獲取功能信息與結(jié)構(gòu)信息，能大大提高診斷準(zhǔn)確性[5]。PET/CT圖像融合的質(zhì)量控制至關(guān)重要，以下簡要介紹PET/ CT圖像融合的測試方法。

選用Philips提供的圓柱體空心模型（該模型直徑為300 mm），內(nèi)注入148 MBq的18F溶液，測試時(shí)，模型由支架固定在掃描床的前端，體模緊鄰其后，啟動(dòng)臨床全身掃描程序，完成1次完整的PET/CT掃描采集，然后濾波重建CT及PET橫斷層圖像，并進(jìn)行圖像融合，觀察PET和CT配準(zhǔn)情況。從PET模型斷層圖像上觀察分辨最小球的直徑，作為空間分辨評(píng)估，利用PET和CT的位置偏移距離來計(jì)算圖像位置的匹配程度（用mm表示）。測量選取了不規(guī)則散射體中心層面的斷層（斷層數(shù)69～71）的圖像位置匹配程度，其結(jié)果見表5及圖1。要求PET和CT的匹配誤差≤1 mm，顯然機(jī)器的匹配誤差不符合要求，提示要進(jìn)行校正，不然會(huì)影響圖像質(zhì)量。

表5 CT與PET斷層圖像位置匹配誤差

6 結(jié)語

PET/CT的安全穩(wěn)定的運(yùn)行和質(zhì)量保證是PET/CT得以廣泛開展的前提，這就要求我們必須配備具有高素質(zhì)的技術(shù)人員，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作儀器，加上精心維護(hù)與保養(yǎng)，保證機(jī)器的使用率，降低故障發(fā)生率和誤操作率[6-8]。希望我們對(duì)飛利浦GEMINI GXL 16 PET/CT質(zhì)量控制的工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)軉⑹敬蠹覍?duì)PET的質(zhì)量控制與保養(yǎng)的認(rèn)識(shí)，形成科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一管理體系，使核醫(yī)學(xué)的這一利器能發(fā)揮其巨大的臨床效用和社會(huì)效益。

[1] Beyer T,Townsend DW,Brun T,et al.A combined PET/CT scanner for clinical oncology[J].J Nucl Med,2000,41:1369-1379.

[2] 孫濤,韓善清,汪家旺.PET/CT成像原理、優(yōu)勢(shì)及臨床應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2010,27(1):1581-1582.

[3] 耿建華,陳盛祖.PET的質(zhì)量控制與驗(yàn)收測試[C].全國PET/CT新技術(shù)研討會(huì)暨PET讀片會(huì)資料匯編,2005.

[4] 李德志,趙新明,何洪濤,等.GEMINI GX Ll 6 PET-CT的驗(yàn)收與NEMA標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用[J].國際放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)雜志,2010, 34(4):230-234.

[5] Osman Ratib, PET/CT Image Navigation and Communication [J]. J Nucl Med,2004,45:46S-55S.

[6] 歐陽習(xí),尹吉林,李小華,等.NEMA NU 2-2001標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)PET/ CT性能測試的整體應(yīng)用[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2009,(8):28-32.

[7] 張秀文,張永壽,劉乃致,等.PET/CT的日常維護(hù)與保養(yǎng)[J].實(shí)用醫(yī)藥雜志,2012,(8):767-768.

[8] 孫濤,韓善清,汪家旺.PET/CT成像原理、優(yōu)勢(shì)及臨床應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2010,(1):1581-1582,1587.

Quality Control of PET/CT

YU Dong-lana, LIU Yang-pinga, YI Changb, KUANG Minga
a.Department of Medical Equipment; b.Department of Nuclear Medicine, The First Affiliated Hospital of Sun Yat-Sen University, Guangzhou Guangdong 510080, China

Daily QC (Quality Control) of PET/CT should be strictly implemented so as to ensure the secure and stable operation, the lower failure rate and reduced maintenance costs of the PET/CT equipment. The QC of PET was explored in this paper from multiple aspects including daily QC, uniformity testing, normalized calibration, spatial resolution testing and PET/CT image registration testing. According to the practice, strict implementation of the operational procedures and daily quality control could reduce the failure rate of PET/CT and maximize its utilization value.

positron emission tomography/computed tomography; detector; quality control; preventive maintenance

圖1 PET/CT圖像融合測試圖

R197.39; TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.05.041

1674-1633(2015)05-0125-03

2014-11-20

2015-03-18

本文作者：余冬蘭，碩士，助理工程師。

匡銘，博士，教授。

通訊作者郵箱：yysbk168@163.com