冶金自动化

定量的的质量控制方案探讨

 

引言

SPECT/CT是单光子发射型计算机断层扫描(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)和 X 射线图像的计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)相结合而产生的核医学设备[1]。SPECT具有灵敏度高的特性,CT具有良好空间分辨率的特性;SPECT提供功能显像信息,而CT提供断层解剖信息;两者相辅相成、合二为一,提供更全面的功能及解剖信息[2]。随着核医学技术的发展,SPECT/CT具有了PET/CT的定量功能,定量的SPECT/CT可以精准评估病人具体情况,给临床医生提供更准确病情,例如定量的SPECT/CT骨骼显像技术可以得到病变部位标准化摄取值(Standardized Uptake Value,SUV),帮助诊断复杂的疾病[3]。然而规范化的质量控制是定量的SPECT/CT设备正常运行、获得高质量的图像和提供精准定量的基础[4-6]。

何正中等[4]对西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头质量控制探讨表明SPECT/CT的质量控制是核医学质控工作的重要组成部分,是保障影像质量的关键环节,是监测设备运行状态、早期预判设备故障的重要手段。李宁等[7]对GE Discovery VH双探头SPECT/CT仪常规质量控制方法探讨表明制定合理及有效的质量控制计划,可有效保证SPECT/CT仪正常运行和图像质量。Graham[8]研究表明尽管质量控制会消耗工作人员大量的时间,然而为了病人病情的诊断与治疗,SPECT系统的质量控制是必不可少的工作。2014年中华医学会核医学分会编写的《SPECT/CT和PET/CT临床质量控制与质量保证的基本要求(2014版)》[5]表明保证在SPECT/CT检查中获得高质量的图像,提高检查的准确性,开展质量控制有其重要性和必要性。所以传统的核医学SPECT/CT设备的质量控制是必不可少的工作;然而具有定量功能的SPECT/CT设备需要更规范化的质量控制,获得更高质量的图像和更精准的定量信息,为病人病情评估提供有力依据。

1 材料与方法

1.1 核医学设备质量控制

利用符合美国国家电器制造商协会标准[9]的99mTc点源、自动57Co点源、自动153Gd线源、精准57Co xSPECT Quant校准放射源、适量的99mTc溶液、旋转中心模型,Jaszczak模型,国际电工委员会体部模型,Hoffman 3D脑模型对SPECT/CT(Simens Symbia Intevo 16)进行能峰测试、均匀性验证、均匀性校准、多探头配准/旋转中心(Multi-Head Registration/Center Of Rotation,MHR/COR)校准、灵敏度校准及模型测试。

1.1.1 能峰测试

将自制的体积小于0.1 mL及放射性活度37 MBq左右的标准99mTc点源放置于设备质量控制杆上,并手动调至两探测器中心位置,在采集工作站分别运行探测器1和2的程序。可以获得标准99mTc点源能峰测试图像,判断能峰曲线峰值是否集中于140 keV左右。

1.1.2 均匀性测试

均匀性测试是验证探测器均匀的放射性后获得图像均匀度的情况,包括固有均匀性验证、固有均匀性校准及系统均匀性扫描验证等。

(1)固有均匀性验证——自动质量控制。将标准自动的57Co点源(放射性活度1.85 MBq,制作时间2017年11月30日)提前安装于设备的自动化集成放射源固定装置上,确定患者摆位监视器(Patient Position Monitor,PPM)上显示的背景计数低于0.4 kcts/s,打开固有均匀性自动验证工作流程模板,输入57Co点源放射性活度及制作时间,启动程序并自动移除低能高分辨(Low Energy High Resolution,LEHR)准直器,分别调谐探测器1和2性能,使用双探测器、放大倍数1.0、矩阵1024×1024、启动静态采集程序,分别采集3×107计数,结束后获得固有均匀性验证图像及数据。

(2)固有均匀性验证——手动质量控制。提前移除LEHR准直器,将人工配制的99mTc点源(PPM上的计数率于15~50 kcts/s之间)安装于设备的手动的放射源固定杆上,确定PPM上显示的背景计数低于0.4 kcts/sec,打开手动固有均匀性验证工作流程模板,启动程序分别调谐探测器1和2性能,使用双探测器、放大倍数1.0、矩阵1024×1024、启动静态采集程序,分别采集3×107计数,结束后获得固有均匀性验证图像及数据。

(3)固有均匀性校准——自动质量控制。将标准自动的57Co点源(放射性活度1.85 MBq,制作时间2017年11月30)提前安装于设备的自动化集成放射源固定装置上,确定PPM上显示的背景计数低于0.4 kcts/s,打开固有均匀性自动校准工作流程模板,输入57Co点源放射性活度及制作时间,启动程序并自动移除LEHR准直器,分别调谐探测器1和2性能,使用双探测器、放大倍数1.0、矩阵256×256、启动静态采集程序,分别采集20千万计数,结束后获得固有均匀性校准图像。再次运行固有均匀性验证程序,使用双探测器、放大倍数1.0、矩阵1024×1024、启动静态采集程序,分别采集2×108计数,结束后获得固有均匀性校准后验证图像及数据。