SPECT/CT質(zhì)量控制及影響因素分析

張艷敏，陳文新，余明鈿

福建省立醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，福建 福州350001

SPECT/CT質(zhì)量控制及影響因素分析

張艷敏，陳文新，余明鈿

福建省立醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，福建 福州350001

目的檢測(cè)單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層/X線計(jì)算機(jī)斷層顯像儀（SPECT/CT）的性能指標(biāo)及其影響因素，確保圖像質(zhì)量，為臨床使用提供保障。方法根據(jù)美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)GE Discovery 670 SPECT/CT（16層螺旋CT）的SPECT、CT的同機(jī)融合圖像均勻度、旋轉(zhuǎn)中心等質(zhì)量控制指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)2012～2015年的質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行追溯性分析。結(jié)果各項(xiàng)質(zhì)控結(jié)果數(shù)據(jù)誤差均在檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)允許誤差范圍內(nèi)。結(jié)論對(duì)醫(yī)療儀器定期質(zhì)控、保養(yǎng)，以及對(duì)各種質(zhì)控指標(biāo)進(jìn)行分析與校正是保證儀器性能、改善影像質(zhì)量的重要途經(jīng)。

SPECT/CT；質(zhì)量控制；圖像均勻性；旋轉(zhuǎn)中心

單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層/X線計(jì)算機(jī)斷層顯像儀（SPECT/CT）是核醫(yī)學(xué)科的重要顯像儀器，它是功能顯像的SPECT和顯示解剖結(jié)構(gòu)圖像的多排螺旋CT的有機(jī)結(jié)合，不僅能得到病變的解剖圖像，更能借以判斷病變組織的代謝或血流變化，有利于鑒別病灶的性質(zhì)。它獲得的精確融合圖像，在診斷疾病、治療計(jì)劃及評(píng)價(jià)預(yù)后等方面具有更高的臨床應(yīng)用價(jià)值[1]。為了保證圖像的質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行定期質(zhì)控檢測(cè)是必不可少的。

1 材料與方法

1.1 材料

被測(cè)試設(shè)備為GE Discovery 670 SPECT/CT（16層螺旋CT），99mTc源，活度為37～74 MBq/＜0.5 mL，由廣東希埃公司提供。

1.2 方法

1.2.1 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）標(biāo)準(zhǔn)[2-3]，定期對(duì)SPECT的固有均勻性、固有能量分辨率、固有空間分辨率、固有空間線性、靈敏度及旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行測(cè)試，本研究只對(duì)實(shí)用性較強(qiáng)的固有均勻性和旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行測(cè)試。

1.2.2 SPECT固有均勻性測(cè)試和校正

以福建省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2010年發(fā)布的《單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置（SPECT）校準(zhǔn)規(guī)范》JJF(閩)1030—2010[2][4]為依據(jù)，均勻性每周校正1次。

制備99mTc點(diǎn)源（37～74 MBq/＜0.5 mL）卸下探頭準(zhǔn)直器，點(diǎn)源置于＞探頭5倍有效視野的距離，其效果與探頭上的面源相同。選擇質(zhì)量控制程序“QC”、歷史回歸“Periodic Retuning”，矩陣64×64，采集計(jì)數(shù)4000 kcounts（采集到的閃爍點(diǎn)的個(gè)數(shù)），然后按照程序自動(dòng)計(jì)算出探頭中心視野（CFOV）和有效視野（UFOV）的固有均勻性。判斷標(biāo)準(zhǔn)：圖像均勻指無(wú)明顯亮區(qū)或暗區(qū)，特別注意視野邊緣的均勻性；CFOV和UFOV的固有均勻性誤差＜5%。

1.2.3 旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試和校正

旋轉(zhuǎn)中心的校正目的是在臨床數(shù)據(jù)采集時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)中心漂移進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。制備99mTc點(diǎn)源，活度為37 MBq/＜0.5 mL，將探頭配上平行孔低能高分辨率準(zhǔn)直器，調(diào)至“H”模式，即將探頭調(diào)至水平即與旋轉(zhuǎn)軸平行。點(diǎn)源置于過(guò)旋轉(zhuǎn)軸水平面上，通過(guò)360°旋轉(zhuǎn)探頭使點(diǎn)源位于視野的中心。點(diǎn)擊質(zhì)量控制程序“QC”、旋轉(zhuǎn)中心“C.O.R”，矩陣512×512，采集計(jì)數(shù)1000 kcounts。采集完成后點(diǎn)擊程序COR Processing，系統(tǒng)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。保持點(diǎn)源位置和床高不變，將探頭切換至“L”模式進(jìn)行測(cè)試，方法同上。

1.3 CT圖像質(zhì)量控制

主要包括球管預(yù)熱和快速校準(zhǔn)。兩者都是按照預(yù)設(shè)好的一組曝光條件運(yùn)行，注意去除掃描范圍內(nèi)的一切物品。球管預(yù)熱一般在每天CT檢查前及間隔2 h以上未使用時(shí)進(jìn)行，快速校準(zhǔn)則可以1～2周1次。

1.4 同機(jī)圖像融合測(cè)試

將10 mL的注射器6支，內(nèi)充滿(mǎn)锝稀釋液，放入專(zhuān)用的模型中，然后將模型放置在檢查床上，床頭放置重物。點(diǎn)擊SPECT和CT同機(jī)融合測(cè)試程序“X-ray to NM Registration”、“ Registration Test”，按照其相應(yīng)的程序開(kāi)始采集，采集完成后，數(shù)據(jù)傳至工作站處理[5]。

1.5 質(zhì)量控制影響因素的測(cè)試

將點(diǎn)源逐漸向探頭靠近，測(cè)試點(diǎn)源到探頭距離對(duì)均勻性的影響（點(diǎn)源的制備同均勻性測(cè)試）。

2 結(jié)果

2.1 固有均勻性測(cè)試結(jié)果

程序自動(dòng)計(jì)算出探頭CFOV和UFOV的固有均勻性即積分均勻性，反映的是照相機(jī)視野內(nèi)最大計(jì)數(shù)與最小計(jì)數(shù)之差的相對(duì)百分比，其值均應(yīng)＜5%，且數(shù)值越小均勻性越好，超出范圍應(yīng)進(jìn)行校正。固有均勻性測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

2.2 旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試結(jié)果

旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試約1季度1次，漂移＜0.5 mm為合格。

表2 2012～2015年旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試的平均值（mm）

2.3 同機(jī)圖像融合測(cè)試結(jié)果

同機(jī)圖像融合測(cè)試程序完成后狀態(tài)顯示“Passed（通過(guò)）”，數(shù)據(jù)沒(méi)有紅色報(bào)警即為合格，數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。同機(jī)融合測(cè)試只需裝機(jī)時(shí)測(cè)試調(diào)整即可，除非發(fā)生地震等特大事故，否則無(wú)需定期測(cè)試。

表3 同機(jī)融合測(cè)試的數(shù)值

2.4 點(diǎn)源到探頭距離對(duì)CFOV、UFOV的影響

本試驗(yàn)中SPECT/CT探頭視野40 cm，有效視野為38 cm，將點(diǎn)源到探頭距離逐漸加大，測(cè)試點(diǎn)源到探頭距離對(duì)CFOV、UFOV的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。數(shù)據(jù)顯示隨著距離增大，CFOV和UFOV逐漸變好。

表4 點(diǎn)源到探頭距離對(duì)CFOV、UFOV的影響（距離單位為有效視野倍數(shù)）

表1 2012～2015年CFOV、UFOV平均值（每半年）

3 討論

核醫(yī)學(xué)檢測(cè)中對(duì)于一些可能對(duì)最終結(jié)果有重要影響的最主要環(huán)節(jié)進(jìn)行定期的質(zhì)量檢測(cè)，確保最終結(jié)果的高質(zhì)量，這種檢測(cè)稱(chēng)為質(zhì)量控制。SPECT/CT質(zhì)量控制大致包括兩個(gè)部分：其一是性能指標(biāo)測(cè)試，目的是確認(rèn)測(cè)試指標(biāo)是否符合出廠指標(biāo)及儀器的工作狀態(tài)，是本文介紹的重點(diǎn)；其二是常規(guī)維護(hù)和預(yù)防維護(hù)，包括機(jī)房?jī)?nèi)溫度保持在18～26℃之間，濕度在40%～60%之間，每小時(shí)溫差不超過(guò)3℃，機(jī)器外部定期除塵等。

均勻性是指有效視野內(nèi)各部位對(duì)均勻分布的放射源響應(yīng)的差異，即各部位計(jì)數(shù)率的離散度，是SPECT最基本和最重要的性能參數(shù)，直接關(guān)系到是否能如實(shí)反應(yīng)測(cè)試體內(nèi)放射性分布的情況。泛源圖像明顯不均勻，不能做任何的臨床采集。影響均勻性的硬件因素有光電倍增管、前置放大器損壞，晶體老化損壞等。在一般的平面顯像中，非均勻性的誤差應(yīng)控制在3%～5%。平面誤差可直接影響斷層影像的重建。平面顯像1%的誤差，通過(guò)圖像重建會(huì)放大到20%，產(chǎn)生嚴(yán)重的冷區(qū)和熱區(qū)[6]。

旋轉(zhuǎn)中心是探頭的機(jī)械旋轉(zhuǎn)中心，正常時(shí)應(yīng)與計(jì)算機(jī)矩陣中心相一致，表現(xiàn)為置于矩陣中心的點(diǎn)源的重建影像成點(diǎn)狀，其中心與矩陣中心重合，它是SPECT/CT斷層采集的重要指標(biāo)，不同類(lèi)型的準(zhǔn)直器、旋轉(zhuǎn)方式、機(jī)械半徑、機(jī)械磨損和電子線路等都可能導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)中心漂移。旋轉(zhuǎn)中心漂移將會(huì)損壞儀器的均勻性和分辨率，在圖像上產(chǎn)生偽影。一般漂移＞0.5像素（對(duì)于64×64矩陣）可降低重建圖像的對(duì)比度和分辨率[7]，所以旋轉(zhuǎn)中心漂移應(yīng)每季度檢測(cè)并記錄，超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)立即校正。

CT的質(zhì)控方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，程序自動(dòng)執(zhí)行。質(zhì)控不但能降低圖像偽影，同時(shí)還有助于延長(zhǎng)球管的使用壽命。

SPECT和CT同機(jī)融合圖像在現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)檢查中起到越來(lái)越重要的作用，它將有價(jià)值的生理、生化和代謝信息與解剖結(jié)構(gòu)信息疊加在一起，顯示在一副圖像上，為臨床醫(yī)師提供了更加全面準(zhǔn)確的信息。SPECT和CT圖像的不匹配，必然會(huì)降低圖像的質(zhì)量，影響診斷，因此應(yīng)實(shí)現(xiàn)圖像融合的最優(yōu)化，最大限度的降低誤差。除了患者在檢查過(guò)程中不配合導(dǎo)致的位置移動(dòng)外，可能導(dǎo)致影像對(duì)位偏差的因素還有：① 由患者身體質(zhì)量差異導(dǎo)致檢查床變形的差異；② SPECT和CT兩種圖像檢查時(shí)檢查床伸縮力臂距離不同，造成檢查床的下垂程度不同；③ 在裝機(jī)過(guò)程中兩種設(shè)備物理位置的偏差[8]，這些因素，儀器的生產(chǎn)廠家已經(jīng)盡可能的去解決，裝機(jī)工程師也在裝機(jī)時(shí)測(cè)試通過(guò)，除非發(fā)生地震等導(dǎo)致重大事故，否則兩者匹配不會(huì)偏離。

在日常質(zhì)控中，除了硬件因素，影響均勻性檢測(cè)結(jié)果的人為因素也較多，包括點(diǎn)源的放射性濃度、位置及探頭位置是否與地面垂直等。點(diǎn)源的放射性濃度及探頭的位置在測(cè)試中出現(xiàn)錯(cuò)誤尤為常見(jiàn)，但是都可以避免，應(yīng)予以重視。點(diǎn)源到探頭的距離越大，均勻性越好，因此在平時(shí)的質(zhì)控中應(yīng)根據(jù)機(jī)房實(shí)際條件盡可能的增大點(diǎn)源到探頭的距離，點(diǎn)源放置＞5倍有效視野即95%的探頭視野時(shí)，CFOV和UFOV能達(dá)到要求。

4 結(jié)論

SPECT/CT是精密的儀器，任何指標(biāo)的偏差都有可能導(dǎo)致診斷錯(cuò)誤，正確認(rèn)識(shí)各項(xiàng)質(zhì)控指標(biāo)、規(guī)范地檢測(cè)并進(jìn)行有效的校正具有重要的意義。

[1]王榮福,李險(xiǎn)封,王強(qiáng).SPECT/CT的最新應(yīng)用進(jìn)展[J].CT理論與應(yīng)用研究,2012,(3):577-582.

[2]NEMA Standards Publication NU 1-2007[S].USA:National Electrical Manufactures Association,2007:10-29.

[3]Zanzonico P.Routine quality control of clinical nuclear medicine instrumentation:a brief review[J].J Nucl Med,2008,49(7):1114-1131.

[4]JJF(閩)1030-2010,單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置(SPECT)校準(zhǔn)規(guī)范[S].

[5]劉臣斌.SPECT/CT 的圖像質(zhì)量控制[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2013,28(7):55-56,72.

[6]黃鋼.影像核醫(yī)學(xué)[M].第二版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2010:20-21.

[7]朱家瑞,王新強(qiáng),王偉,等.同機(jī)融合位置配準(zhǔn)的質(zhì)量控制[J].中華核醫(yī)學(xué)雜志,2004,24(1):53-54.

[8]程木華,張峰,劉克放,等.SPECT-CT同機(jī)圖像融合的儀器質(zhì)量控制方法探討[J].中華生物醫(yī)學(xué)工程雜志,2007,13(4):243-245.

Analysis of Quality Control and Infuence Factors of SPECT/CT

Objective To evaluate the performance indicators and their influence factors of SPECT/CT (Single Photon Emission Computed Tomography/X-Ray Computed Tomography) so as to ensure the clinical usage of the instrument. Methods GE Discovery 670 SPECT/CT (16-slice spiral CT) was detected in line with NEMA (National Electrical Manufacturers Association) standards from various aspects,including SPECT,CT,uniformity and rotate center of co-registration fusion images and other performance indicators. The data of quality control obtained from 2012 to 2015 were analyzed retrospectively. Results The errors of the quality control results were within the scope of testing standards. Conclusion Regular quality control,maintenance as well as analysis and calibration of various performance indicators of SPECT/CT were an important approach to ensure its performance and improve the quality of images.

single photon emission computed tomography/x-ray computed tomography;quality control;image uniformity;rotate center

ZHANG Yan-min,CHEN Wen-xin,YU Ming-dian
Department of Nuclear Medicine,Fujian Provincial Hospital,Fuzhou Fujian 350001,China

R445.6

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.09.035

1674-1633(2016)09-0122-02

2015-11-19

2016-06-07

作者郵箱：amin312@163.com