張峰，陳宇導(dǎo)，謝良駿，彭小林，陳誼，范日升

中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510630

Hawkeye SPECT/CT日常質(zhì)控中的均勻性校準(zhǔn)與分析

張峰，陳宇導(dǎo)，謝良駿，彭小林，陳誼，范日升

中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510630

目的總結(jié)Hawkeye SPECT/CT固有均勻性在日常質(zhì)量控制中的校準(zhǔn)方法，并分析其產(chǎn)生性能漂移的常見(jiàn)原因。方法選擇我院2013年1月～6月Hawkeye儀器日常質(zhì)控的部分?jǐn)?shù)據(jù)，分析儀器的均勻性等基本情況；針對(duì)我院Hawkeye探頭出現(xiàn)的中心視野“亮點(diǎn)”，而且中心視野均勻性（Center Field of View，CFOV）均勻性值偏離很大（23.17%）的現(xiàn)象，使用儀器提供的迭代校準(zhǔn)程序（Iterative Calibration，ITER）進(jìn)行校正。結(jié)果儀器固有均勻性通過(guò)校正后均可達(dá)到正常值（CFOV＜3.5%）。結(jié)論Hawkeye儀器均勻性值的漂移可以通過(guò)有效的日常質(zhì)量控制得到校準(zhǔn)，通過(guò)校準(zhǔn)可以使相機(jī)均勻性保持在較理想狀態(tài)、儀器整體性能得以保證。

SPECT；質(zhì)量控制；均勻性；能峰位置；能量分辨率

Hawkeye儀器是美國(guó)GE公司的第二代鷹眼顯像系統(tǒng)，是一種帶有符合線路的SPECT/CT，它不僅具有所有的SPECT功能,還兼具簡(jiǎn)單的PET功能 和CT定位功能。

Hawkeye儀器比PET價(jià)格便宜，并兼?zhèn)溆袉喂庾覵PECT顯像和18F正電子探測(cè)功能，在國(guó)內(nèi)占有率高，是核醫(yī)學(xué)影像的主要儀器之一。該儀器能將CT圖像與核醫(yī)學(xué)圖像同機(jī)融合，把核醫(yī)學(xué)影像帶入到了一個(gè)新的高度。

由于大型儀器專業(yè)性較強(qiáng)，做好儀器日常的質(zhì)量控制和保養(yǎng)，對(duì)保證儀器性能和延長(zhǎng)儀器使用壽命具有重要價(jià)值。儀器性能質(zhì)量控制是核醫(yī)學(xué)影像工作的重要組成部分，是保障圖像質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[1-4]。SPECT如果使用不當(dāng)或質(zhì)量控制不嚴(yán)格，很容易產(chǎn)生偽影或致圖像質(zhì)量低劣；相機(jī)均勻性不良會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降，將直接影響圖像質(zhì)量，進(jìn)而影響診斷結(jié)果[1,5]。均勻性指標(biāo)是SPECT顯像系統(tǒng)最重要的指標(biāo)之一。影響Hawkeye儀器顯像性能的因素有很多，其中影響較大且較容易波動(dòng)的主要性能指標(biāo)是儀器固有均勻性，它在臨床使用上具有重要的作用[6]。均勻性性能檢測(cè)工作是日常質(zhì)量控制中必須做的，并且需要經(jīng)常測(cè)試并校準(zhǔn)以滿足臨床圖像質(zhì)量要求[7]，其中心視野均勻性（Center Field of View，CFOV）的監(jiān)測(cè)及校準(zhǔn)又是核醫(yī)學(xué)顯像工作中最受關(guān)注的質(zhì)量控制內(nèi)容之一。

1 Hawkeye儀器日常基本質(zhì)控

1.1 方法

該儀器提供了一些均勻性方面的質(zhì)量控制程序供用戶靈活選擇使用，日?；举|(zhì)控內(nèi)容和方法如下：

（1）準(zhǔn)備工作：選擇機(jī)器空檔時(shí)間，用數(shù)字多功能表面污染儀測(cè)試機(jī)房周?chē)h(huán)境，排除地面、墻壁、檢查床等的污染；使用放射源（99 mTc點(diǎn)源）活度在1.85×107Bq（0.5 mCi）左右，計(jì)數(shù)率約20 kc/s；卸去準(zhǔn)直器，裝上纖維隔片準(zhǔn)直儀（因主要檢測(cè)探頭固有均勻性），并置探頭于L模式，點(diǎn)源位于離被測(cè)探頭表面＞2.5 m處，且垂直于探頭中心點(diǎn)。開(kāi)啟選擇的測(cè)試程序采集，儀器自動(dòng)算出測(cè)試結(jié)果，兩個(gè)探頭分別用同樣方法測(cè)試。

（2）每日質(zhì)量控制（Daily QC）：適用于基本采集前的日常質(zhì)量控制、圖像質(zhì)量測(cè)試，主要用于儀器性能穩(wěn)定性的檢測(cè)。主要測(cè)試內(nèi)容包括：① 脈沖高度分析（Puke Height Analysis，PHA）采集、能量峰定位以及能量分辨率測(cè)試；② 圖像的靜態(tài)觀察、線性及靈敏度校正；③ 按照NEMA標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量圖像的均勻性。測(cè)試方法：開(kāi)啟Daily QC測(cè)試程序采集，觀察99 mTc的能峰位置、能量分辨率和CFOV的結(jié)果是否在正常范圍內(nèi)。當(dāng)結(jié)果偏離正常范圍時(shí)，需執(zhí)行每周質(zhì)量控制（Weekly QC）校正程序進(jìn)行校正。

（3）每周質(zhì)量控制：當(dāng)Daily QC測(cè)試值在規(guī)定值以外時(shí)，必須執(zhí)行Weekly QC程序校正。Weekly QC主要是進(jìn)行能量、線性及靈敏度微調(diào)，一般每周進(jìn)行一次[8]。測(cè)試方法為：開(kāi)啟Weekly QC測(cè)試程序采集，得到測(cè)試結(jié)果，觀察99 mTc的能峰位置、能量分辨率和均勻性值是否在正常范圍內(nèi)。當(dāng)結(jié)果不理想時(shí)，可再一次執(zhí)行Weekly QC程序進(jìn)行校正，如果結(jié)果還是偏離正常值較大，就要考慮選用靈敏度校正圖（Sensitivity Table，SENTAB）程序進(jìn)行校正。

（3）創(chuàng)建SENTAB與均勻性校正：由于儀器使用年限較長(zhǎng)，近年來(lái)在質(zhì)量檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，能量和線性都還比較穩(wěn)定，但儀器的均勻性逐漸下降，均勻性值波動(dòng)較大，有時(shí)行Weekly QC校正后均勻性值無(wú)法恢復(fù)到正常范圍，這可能是由于硬件電路等性能改變，導(dǎo)致靈敏度、均勻性下降所致，此時(shí)需要重新建立均勻性校正圖。該系統(tǒng)提供的SENTAB維護(hù)程序，可以重新創(chuàng)建用于均勻性校正的靈敏度圖，使用該圖像給非均勻性提供實(shí)時(shí)校正。然后再執(zhí)行QC測(cè)試，結(jié)果一般可以恢復(fù)到正常范圍。開(kāi)啟SENTAB維護(hù)校正程序采集，重新創(chuàng)建新的靈敏度校正圖，并對(duì)均勻性進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，最后執(zhí)行Daily QC程序測(cè)試校正結(jié)果，結(jié)果通常可以達(dá)到理想值。

1.2 結(jié)果

選擇我院2013年1月～6月Hawkeye儀器日常質(zhì)控的部分?jǐn)?shù)據(jù)（表1），分析儀器的均勻性等基本情況。

儀器能峰峰值在139～141 keV，能量分辨率＜11.0%，積分均勻性＜5.0%，是符合儀器質(zhì)控的一般要求的。但當(dāng)Daily QC測(cè)試結(jié)果能峰位置＜139 keV或＞141 keV，能量分辨率＞11.0%，CFOV值＞3.5%時(shí)，建議應(yīng)用Weekly QC軟件進(jìn)行微調(diào)校準(zhǔn)，以免基本性能漂移過(guò)大。通過(guò)分析上表數(shù)據(jù)，1月、2月、5月份儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)比較穩(wěn)定，能峰位置介乎139～141 keV，能量分辨率＜11.0%，CFOV均勻性值＜3.5%，只做Weekly QC測(cè)試進(jìn)行微調(diào)就可以。但是3月、4月、6月份中性能指標(biāo)波動(dòng)較大，特別是CFOV均勻性值達(dá)到6.0%左右，行Weekly QC無(wú)法得到理想結(jié)果。此時(shí)，在排除硬件故障等原因后，須行SENTAB維護(hù)程序?qū)崟r(shí)校正，再行Daily QC測(cè)試校正結(jié)果，均勻性恢復(fù)到2.0%左右的理想值。

表1 2013年1～6月Hawkeye儀器質(zhì)控部分檢測(cè)結(jié)果

2 Hawkeye均勻性的迭代校準(zhǔn)測(cè)試（Iterative Calibration，ITER）與分析

2.1 故障現(xiàn)象

某次做基本質(zhì)控時(shí)，1號(hào)探頭出現(xiàn)的中心視野“亮點(diǎn)”現(xiàn)象（圖1a），而且CFOV均勻性值偏離很大（23.17%），能峰位置139.64 keV，能量分辨率＜9.94%，Weekly QC無(wú)法調(diào)整過(guò)來(lái)。

2.2 故障分析

排除外界干擾后，確定應(yīng)該是光電倍增管（Photo Multiplier Tube，PMT）老化引起的問(wèn)題，導(dǎo)致探頭探測(cè)到的信號(hào)不均勻。使圖像均勻化的方法之一是使用該儀器提供的ITER程序進(jìn)行校正，調(diào)整某些PMT的增益，使某一區(qū)域的光電峰更多或更少地落入脈沖幅度分析器的窗口中，改變探測(cè)器在該區(qū)域的探測(cè)效率，從而補(bǔ)償非均勻性[9]。雖然固有管子性能很難改變，但可通過(guò)運(yùn)用電子學(xué)電路的軟件調(diào)節(jié)程序，調(diào)整PMT增益控制電路的電壓來(lái)進(jìn)行微調(diào)，最終達(dá)到校準(zhǔn)的目的。當(dāng)然，如果PMT固有管子性能波動(dòng)較大或損壞，則無(wú)法通過(guò)上述增益調(diào)節(jié)來(lái)校準(zhǔn)，必須維修更換才能解決問(wèn)題。

2.3 校準(zhǔn)測(cè)試及結(jié)果

開(kāi)啟ITER測(cè)試程序，采集總計(jì)數(shù)720000，然后執(zhí)行SENTAB程序?qū)崟r(shí)校正，最后再執(zhí)行Daily QC測(cè)試，結(jié)果均勻性恢復(fù)到正常值（1.61%），原來(lái)的圖像中心亮點(diǎn)消失，圖像均勻度良好（圖1b），能峰位置139.69 keV，能量分辨率＜9.96%。

圖1 探頭1CFOV校正前后對(duì)比

3 總結(jié)與討論

相機(jī)的均勻性是儀器的重要指標(biāo)，均勻性的好壞直接影響到圖像質(zhì)量，只有符合均勻性要求的探頭，才能保證所采集的圖像能夠?yàn)榕R床醫(yī)生提供準(zhǔn)確的信息[10]。對(duì)于Hawkeye鷹眼顯像系統(tǒng)，應(yīng)該在日常保養(yǎng)中加強(qiáng)質(zhì)控工作，特別是在使用年限較長(zhǎng)、故障率高發(fā)期更應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)。均勻性指標(biāo)始終是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)內(nèi)容之一，圖像的非均勻性會(huì)給儀器正常工作帶來(lái)重要影響。影響圖像非均勻性的主要因素中，一是由于各個(gè)PMT的脈沖幅度譜的小差別造成的探測(cè)效率不一致，二是空間非線性的影響，還有其他如晶體不均勻，晶體與PMT的光耦合部分區(qū)域不良，高壓電路或設(shè)備穩(wěn)定性差等[11]。非均勻性結(jié)果將造成圖像濃度的變化和失真，會(huì)引起假陽(yáng)性或假陰性的臨床診斷結(jié)果。一般要求儀器的積分均勻性（Integral Uniformity）為：有效視野均勻性UFOV＜4.5%，中心視野均勻性CFOV＜3.5%。

儀器沒(méi)有大的硬件故障情況下出現(xiàn)的一些性能漂移，可以通過(guò)儀器提供的一些比較方便的測(cè)試及校正工具進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，加強(qiáng)儀器質(zhì)量控制方面的工作，及時(shí)掌握儀器的基本情況，以保證儀器性能的穩(wěn)定。另外也要加強(qiáng)其它軟硬件方面的維護(hù)，比如加強(qiáng)晶體的日常護(hù)養(yǎng)，減少非正常開(kāi)、關(guān)機(jī)，保持高壓、低壓供電恒定，定期清理儀器積塵以保證散熱系統(tǒng)的散熱效果等。雖然儀器使用年限較長(zhǎng)，但只要在細(xì)微處重視儀器的日常質(zhì)控保養(yǎng)工作，就能保障儀器的長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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Uniformity Calibration and Analysis in Daily Quality Control of Hawkeye SPECT/CT

Objective To summarize the uniformity calibration method of daily quality control (QC) of Hawkeye device and to analyze the common causes of property drift. Methods Part of the QC data of Hawkeye device collected in our hospital from January 2013 to June 2013 was selected to make an analysis of its uniformity. The bright spot was found in the center field of Hawkeye probe in the hospital,and its CFOV (Center Field of View) uniformity values deviated greatly (23.17%). In view of this,the ITER (Iterative Calibration) procedure of Hawkeye device was initiated for correction of the CFOV uniformity values. Results The intrinsic uniformity of the device went back to normal value (CFOV＜3.5%) after correction. Conclusion Effective daily QC could correct the uniformity value drift of Hawkeye device,which enables the maintenance of its uniformity in perfect status and assures its complete performance.

Hawkeye device;single photon emission computerized tomography;quality control;uniformity;energy peak position;energy resolution

ZHANG Feng,CHEN Yu-dao,XIE Liang-jun,PENG Xiao-lin,CHEN Yi,FAN Ri-sheng
Department of Nuclear Medicine,the Third Hospital Affiliated to Sun Yat-sen University,Guangzhou Guangdong 510630,China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.09.033

1674-1633(2016)09-0116-03

2015-08-12

作者郵箱：zzzfff168@163.com