劉洪陽，趙力，張海英，姚帥墨，李昌文

吉林大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，

吉林 長春 130021

SPECT固有計數(shù)率、固有均勻性質(zhì)量控制檢測

劉洪陽，趙力，張海英，姚帥墨，李昌文

吉林大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，

吉林 長春 130021

目的 檢測單光子發(fā)射計算機(jī)斷層成像系統(tǒng)（SPECT）的性能指標(biāo)，評價其是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保臨床診斷的準(zhǔn)確性。方法 用RGRMS-2012型SPECT性能模體對SPECT的固有計數(shù)率、固有均勻性進(jìn)行檢測，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對檢測結(jié)果進(jìn)行判斷，對不符合項進(jìn)行修正，確保診斷的準(zhǔn)確性。結(jié)果 該SPECT的固有計數(shù)率、固有均勻性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論 設(shè)備在日常使用中的磨損、老化情況會對設(shè)備性能產(chǎn)生影響，建議定期進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢測，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。

單光子發(fā)射斷層掃描系統(tǒng)；固有計數(shù)率；固有均勻性；質(zhì)量控制

0 前言

核醫(yī)學(xué)是核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的專門學(xué)科。利用放射性核素進(jìn)行檢查診斷的應(yīng)用越來越廣泛，方法分為體內(nèi)和體外兩種，前者屬于功能和顯像檢查，后者屬于血中微量物質(zhì)檢測的放射免疫技術(shù)[1]。

單光子發(fā)射計算機(jī)斷層成像系統(tǒng)（single photon emission computed tomography，SPECT）是臨床核醫(yī)學(xué)最廣泛應(yīng)用的顯像儀器[2]。將SPECT的功能顯像和多排螺旋CT的解剖結(jié)構(gòu)圖像有機(jī)結(jié)合，不僅能提供功能信息，而且能夠提供診斷的解剖信息[3]。功能顯像與解剖結(jié)構(gòu)圖像的全面融合及記錄，為臨床醫(yī)生提供清晰影像，提高了臨床診斷的準(zhǔn)確性[4]，在診斷疾病及評價愈后等方面具有更高的臨床應(yīng)用價值[5]。

眾所周知，應(yīng)用電離輻射裝置進(jìn)行診斷及治療的同時也會對正常組織、細(xì)胞以及DNA造成損傷，如電離輻射可使DNA雙鏈發(fā)生斷裂和交聯(lián)、可導(dǎo)致造血系統(tǒng)的損傷，甚至能誘發(fā)白血病等遠(yuǎn)期效應(yīng)[6]。SPECT作為一種精密儀器，對于質(zhì)量控制的要求比較嚴(yán)格，只有保證其質(zhì)量，才能在射線給受檢者造成最小影響的情況下得到相對準(zhǔn)確的診斷。為確保設(shè)備性能的穩(wěn)定性，日常質(zhì)量控制中分別要求進(jìn)行日質(zhì)控、周質(zhì)控、月質(zhì)控及年質(zhì)控[7-8]。

本次檢測以GB/T 18988.2-2003《放射性核素成像設(shè)備性能和試驗規(guī)則 第2部分：單光子發(fā)射計算機(jī)斷層裝置》[9]、GB/T 18989.3-2003《放射性核素成像設(shè)備和試驗規(guī)則：伽瑪照相機(jī)》[10]和NEMA NU 1-2007《美國電氣制造業(yè)協(xié)會行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[11]為標(biāo)準(zhǔn)，對SPECT的固有計數(shù)率特性、固有均勻性進(jìn)行檢測，判斷其是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為其臨床診斷提供質(zhì)量保證。

1 材料與方法

1.1 主要設(shè)備和儀器

Symbia E型SPECT由西門子公司生產(chǎn)，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

RM-905a活度計由北京恒昌高科科學(xué)技術(shù)有限公司生產(chǎn)。RGRMS-2012型SPECT性能模體由卡迪諾科技有限公司生產(chǎn)。源試劑99mTc高锝酸鈉溶液設(shè)備生產(chǎn)方提供。圖像分析軟件SPECT質(zhì)量控制檢測系統(tǒng)（版本1.0）由卡迪諾科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 檢測方法

1.2.1 固有計數(shù)率特性檢測

（1）檢測條件。現(xiàn)場環(huán)境溫度18.0℃；測量使用99mTc溶液，活度為1.35 mCi，置于距離探頭表面中心2 m以上位置。

（2）數(shù)據(jù)采集步驟。從探頭上卸下準(zhǔn)直器，SPECT能峰值設(shè)為140keV，能量窗20%。將SPECT置于靜態(tài)采集模式，觀察放射源計數(shù)率的變化。使放射源垂直于探頭表面，從5倍探測器視野（FOV）位置逐漸向探頭表面移動，觀察計數(shù)率的變化。

（3）數(shù)據(jù)處理。放射源移動至某一位置時達(dá)到的最大計數(shù)率，即為SPECT最大計數(shù)率，單位為kcps。

1.2.2 固有均勻性檢測

（1）檢測條件。測量使用源為99mTc溶液，盛入試管中，活度約為1.35mCi，使計數(shù)率<3.0×104s-1。放射源置于距離探頭表面中心5倍FOV最大線徑的位置。

（2）數(shù)據(jù)采集步驟。泛源圖像數(shù)據(jù)采集，卸下準(zhǔn)直器，SPECT能峰值設(shè)置為140 keV，能量窗20%。采集矩陣256×256，采集總計數(shù)16×106。

（3）數(shù)據(jù)處理。將泛源圖像矩陣轉(zhuǎn)換為64×64，并剔除FOV邊界各方向5%的像素（即探頭FOV的81%區(qū)域），再對所有數(shù)據(jù)點(diǎn)按模板（圖1）進(jìn)行1次9點(diǎn)平滑；分析范圍以外的像素，其9點(diǎn)濾波函數(shù)的加權(quán)因子為0；平滑后的值除以非0加權(quán)因子之和進(jìn)行歸一化處理。

在處理后的泛源圖像內(nèi)找計數(shù)的最大值和最小值，積分均勻性IU按公式(1)計算.

式中：IU——積分均勻性；Cmax——計數(shù)最大值；Cmin——計數(shù)最小值。

在處理后的泛源圖像內(nèi)，分別從像素行和列的起始端開始，逐個像素向前推移，每相鄰5個像素為一組，找最大計數(shù)和最小計數(shù)，并計算出差值。在視野內(nèi)找出計數(shù)之差最大的像素，其對應(yīng)的計數(shù)分別為C'max和C'min。找最大計數(shù)和最小計數(shù)應(yīng)在X和Y兩個方向獨(dú)立進(jìn)行。微分均勻性按公式(2)計數(shù)。

式中：DU——微分均勻性；C'max——計數(shù)最大值；C'min——計數(shù)最小值。

2 結(jié)果

該SPECT固有計數(shù)率、固有均勻性質(zhì)量控制檢測結(jié)果，見表2。

2.1 固有計數(shù)率

由表2可見，本次檢測該設(shè)備固有計數(shù)率探頭A為335.0 kcps、探頭B為 305.4 kcps，均>240kcps，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 固有均勻性

中心視野固有均勻性微分檢測結(jié)果顯示，探頭A（1.898%）、探頭B（1.495%），符合標(biāo)準(zhǔn)（≤3.0%）要求。

有效視野固有均勻性微分檢測結(jié)果顯示，探頭A（2.032%）、探頭B（1.846%），符合標(biāo)準(zhǔn)（≤3.48%）要求。中心視野固有均勻性積分檢測結(jié)果顯示，探頭A（3.230%）、探頭B（3.412%），符合標(biāo)準(zhǔn)（≤3.6%）要求。

有效視野固有均勻性積分檢測結(jié)果顯示，探頭A（3.913%）、探頭B（4.014%），符合標(biāo)準(zhǔn)（≤4.56%）要求。

3 討論

本次檢測依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮測試時模體擺位誤差、放射性計數(shù)的漲落和活度計測量誤差等因素，與設(shè)備標(biāo)稱值比較的最后測量結(jié)果的合格值放寬20%，對固有計數(shù)率特性、固有均勻性指標(biāo)進(jìn)行評價。

3.1 固有計數(shù)率特性

固有計數(shù)率特性是對相關(guān)閃爍事件中時間分辨力的具體體現(xiàn)，是不帶準(zhǔn)直器時測得的單位時間的最大計數(shù)，為了使結(jié)果比較準(zhǔn)確，通常采用在對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制計數(shù)率特性曲線[12]。本次被檢設(shè)備固有計數(shù)率符合標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定性較好。

3.2 固有均勻性

均勻性是指一個均勻泛源照射到探頭時候所產(chǎn)生的圖像上計數(shù)光點(diǎn)的分布均勻情況。固有均勻性則是卸下準(zhǔn)直器后測定的均勻性[13]。影響固有均勻性的因素主要包括兩方面：① 設(shè)備使用年限較長，老化；② 設(shè)備日常質(zhì)量控制不全面，導(dǎo)致SPECT設(shè)備中的光電倍增管增益而出現(xiàn)故障。光電倍增管或晶體部分出現(xiàn)問題，導(dǎo)致固有均勻性出現(xiàn)變差[14]。SPECT的固有均勻性是一項非常重要的指標(biāo)，能夠直接影響臨床圖像的診斷質(zhì)量。該設(shè)備的中心視野固有均勻性微分、有效視野固有均勻性微分、中心視野固有均勻性積分、有效視野固有均勻性積分檢測結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上所述，該設(shè)備能夠直接影響臨床圖像診斷質(zhì)量的固有計數(shù)率特性及固有均勻性2項指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，性能良好。但設(shè)備在日常使用中的磨損、老化情況會對設(shè)備性能產(chǎn)生影響，建議定期進(jìn)行狀態(tài)檢測，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。

[1] 朱承謨.影像核醫(yī)學(xué)進(jìn)展[J].上海醫(yī)學(xué)影像,1999,(1):3-5,26.

[2] 范向勇,周獻(xiàn)鋒,馬加一.SPECT質(zhì)量控制檢測探討[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2014,(3):8-9.

[3] 葛斌.人體機(jī)能替代裝置[M].北京:科學(xué)出版社,2007:6-31.

[4] 郭晉綱,鄭永明,莊坤,等.核素影像設(shè)備的進(jìn)展[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進(jìn)展,2013,(3):178-181.

[5] 王榮福,李險峰,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):237-238.

[6] 劉樹錚.醫(yī)用放射生物學(xué)[M].3版.北京:原子能出版社,2006.

[7] 張金山,陳次渝,李舜,等.SPECT儀使用周期中固有泛源均勻性測試比較[J].中華核醫(yī)學(xué)雜志,2000,(1):44.

[8] 鄭曉鴿,雷智莉,韓鋼,等.臨床核醫(yī)學(xué)的質(zhì)量管理[J].山西醫(yī)藥雜志(下半月刊),2012,(6):628-629.

[9] GB/T 18988.2-2003,放射性核素成像設(shè)備性能和試驗規(guī)則第2部分:單光子發(fā)射計算機(jī)斷層裝置[S]

[10] GB/T 18989.3-2003,放射性核素成像設(shè)備和試驗規(guī)則:伽瑪照相機(jī)[S]

[11] NEMA.Standards publication NU 1-2007:performance measure of gamma cameras[S]

[12] 劉輝,安晶剛,宋穎.SPECT設(shè)備固有性能測試及結(jié)果分析[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2012,(12):17-19.

[13] 周銘娟.對SPECT均勻性的測試與校正[J].醫(yī)療設(shè)備信息, 1995,(3):6-7.

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

Quality Control Testing for Inherent Counting Rate and Intrinsic Uniformity of SPECT

LIU Hong-yang, ZHAO Li, ZHANG Hai-ying, YAO Shuai-mo, LI Chang-wen
School of Public Health, Jilin University, Changchun Jilin 130021, China

Objective To evaluate whether SPECT conforms to the requirements of national standards by testing its performance indicators in order to ensure the accuracy of clinical diagnosis. Methods The inherent counting rate and intrinsic uniformity of SPECT were detected by RGRMS-2012 performance phantom of SPECT. According to related standards, the test results were judged and the indicators which did not meet the requirements of the standards were corrected in order to ensure the accuracy of diagnosis. Results The inherent counting rate and intrinsic uniformity of SPECT conforms to the requirements of related standards. Conclusion Wear and ageing of equipment will affect its performance, which indicates that the state inspection of related equipment should be conducted regularly in order to ensure the reliability service of related equipment.

SPECT; inherent counting rate; intrinsic uniformity; quality control

R817

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.022

1674-1633(2014)11-0072-03

2014-07-08

2014-10-28

本文作者：劉洪陽，主管技師，主要從事輻射防護(hù)研究。

張海英，副教授。

通訊作者郵箱：4460041178@qq.com