何正中，廖光星，李寧，唐紅軍，付巍，楊鴻宇，姚忠強(qiáng)，肖國(guó)有，李黨生

1. 廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，廣西 南寧 530021；2. 桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，廣西 桂林 541001

引言

單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）顯像儀是核醫(yī)學(xué)主要顯像儀器，SPECT和CT兩者影像相結(jié)合診斷，在臨床診斷方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值[1-6]。西門(mén)子Symbia T16型SPECT/CT廣泛應(yīng)用于臨床，具有探頭探測(cè)靈敏度高、計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)。SPECT/CT作為一種功能性的顯像設(shè)備，其性能對(duì)圖像質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用[7]。為了保證核醫(yī)學(xué)儀器的正常、穩(wěn)定運(yùn)行與圖像質(zhì)量，對(duì)儀器性能的質(zhì)量控制（質(zhì)控）規(guī)范化十分重要。本文基于Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭的部分質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，探討Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭的日常質(zhì)控方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

設(shè)備：西門(mén)子公司Symbia T16 SPECT/CT；質(zhì)控材料：放射性點(diǎn)源為99mTc淋洗液，點(diǎn)源模型和旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試模型均為西門(mén)子專(zhuān)用模型。

1.2 核醫(yī)學(xué)探頭質(zhì)控內(nèi)容與方法

1.2.1 病人監(jiān)視器活性計(jì)數(shù)觀測(cè)

SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭卸下準(zhǔn)直器，空采集環(huán)境本底，計(jì)算所得到的本底計(jì)數(shù)率稱(chēng)為探頭的固有本底計(jì)數(shù)率。機(jī)器運(yùn)行中，固有本底計(jì)數(shù)率是重要測(cè)試指標(biāo)，反應(yīng)核醫(yī)學(xué)探頭噪聲水平和機(jī)房環(huán)境放射性本底輻射情況。西門(mén)子Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭測(cè)試中常用病人監(jiān)視器（設(shè)備說(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)稱(chēng)PPM）上顯示的活性計(jì)數(shù)來(lái)反應(yīng)固有本底計(jì)數(shù)率水平，如果PPM上顯示的活性計(jì)數(shù)過(guò)高，一般大于0.9 Kcounts/s時(shí)，則會(huì)增加探頭噪音，不宜做質(zhì)控測(cè)試。觀測(cè)方法：卸下準(zhǔn)直器，點(diǎn)擊PPM上“Home”圖標(biāo)，使探頭回歸初始位置；觀察PPM上顯示的活性計(jì)數(shù)波動(dòng)范圍，讀取靠近中間數(shù)值作為觀測(cè)記錄值。

1.2.2 γ射線能峰檢測(cè)

核醫(yī)學(xué)探頭對(duì)γ射線信號(hào)的采集，主要采集γ射線能譜的光電峰。能峰檢測(cè)方法：用體積盡可能小的20～40 μ Ci放射性核素99mTc制作成點(diǎn)源，拉出質(zhì)控架，放上準(zhǔn)備好的點(diǎn)源，運(yùn)行靜態(tài)采集程序“Static Acquisition”，程序分析核素默認(rèn)為99mTc，即射線能譜的光電能峰為140 keV，采集窗寬為20%。點(diǎn)擊“Analyzer”界面，觀察探測(cè)死時(shí)間“Dead time”，確保死時(shí)間小于等于8%。選擇探頭1，點(diǎn)擊采集γ射線能譜，記錄光電峰位置，同樣對(duì)探頭2進(jìn)行操作。如果光電峰最高值出現(xiàn)在采集窗140 keV左右，且整個(gè)光電能峰被包含在采集窗寬內(nèi)，則判斷為正常能峰，其他情況則視為能峰漂移。

1.2.3 固有均勻性測(cè)試

探頭（不帶準(zhǔn)直器）在全視野范圍內(nèi)對(duì)均勻的放射源模型成像時(shí)，所得到的圖像不均勻的程度，稱(chēng)為固有均勻性[8]。質(zhì)控方法：用體積盡可能小的20～40μ Ci放射性核素99mTc制作成點(diǎn)源，探頭卸去準(zhǔn)直器，拉出質(zhì)控架，放上準(zhǔn)備好的點(diǎn)源，將床升至適當(dāng)位置，觀察PPM上的點(diǎn)源活性計(jì)數(shù)，在50～75之間為最佳，且兩個(gè)探頭的計(jì)數(shù)應(yīng)該接近。運(yùn)行固有均勻性驗(yàn)證質(zhì)控程序“Intrinsic flood verification”或者校正質(zhì)控程序“Intrinsic flood calibration”，分別記錄有效視野（UFOV）和中心視野（CFOV）的積分、微分均勻性測(cè)試數(shù)值。廠家提供的測(cè)試參考值：中心視野積分、微分均勻性分別為≤5.0%和≤2.5%；有效視野積分、微分均勻性分別為≤6.0%和≤3.0%。

1.2.4 旋轉(zhuǎn)中心校準(zhǔn)

旋轉(zhuǎn)中心（虛設(shè)的機(jī)械點(diǎn)，位于旋轉(zhuǎn)軸上），它是機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)、探頭電子坐標(biāo)和計(jì)算機(jī)圖像重建坐標(biāo)共同的重合點(diǎn)，是SPECT的重要斷層指標(biāo)。旋轉(zhuǎn)中心漂移會(huì)在SPECT圖像上產(chǎn)生偽影。質(zhì)控方法：準(zhǔn)備5個(gè)1mCi99mTc點(diǎn)源，安裝在COR Phantom托架，啟動(dòng)“MHR COR Calibration”程序，進(jìn)行不同探頭角度（180o、90o和76o）的旋轉(zhuǎn)中心校準(zhǔn)。廠家提供的測(cè)試參考值：旋轉(zhuǎn)中心和軸向位移分別為≤±10.0 mm和≤±5.0 mm。

1.3 其他測(cè)試

除了常規(guī)的日常質(zhì)控維護(hù)，核醫(yī)學(xué)探頭還需要對(duì)其能量分辨率、空間分辨率與線性、系統(tǒng)探測(cè)靈敏度及總體性能等進(jìn)行定期檢測(cè)[8]。

2 結(jié)果

觀測(cè)記錄PPM上活性計(jì)數(shù)值從8:00～17:00的變化情況，連續(xù)記錄一周，結(jié)果見(jiàn)圖1。如圖所示：7條趨勢(shì)線代表一周7天PPM活性計(jì)數(shù)值變化趨勢(shì)。由圖1可知，工作日內(nèi)活性計(jì)數(shù)值主要分布于0.3～1.1 Kcount/s，下午活性計(jì)數(shù)值偏高。從8:00～17:00，隨機(jī)器運(yùn)行和病人檢查后計(jì)數(shù)值呈上升趨勢(shì)。選取SPECT/CT進(jìn)行采集工作前（8:00）和采集工作結(jié)束后（17:00）PPM上活性計(jì)數(shù)值作圖，觀測(cè)其周一至周日變化趨勢(shì)，并與當(dāng)天檢查病人數(shù)量比較作圖（圖2）。由圖2可知，活性計(jì)數(shù)值先呈上升后下降趨勢(shì)，周四檢查病人數(shù)量多時(shí)當(dāng)天PPM活性計(jì)數(shù)值較高。

圖1 PPM活性計(jì)數(shù)值8:00～17:00變化情況

圖2 17:00時(shí)PPM活性計(jì)數(shù)值一周變化情況

結(jié)合廠家提供的質(zhì)控程序和現(xiàn)有模型，參照廠家測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，西門(mén)子Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭的能峰狀態(tài)、固有均勻性和旋轉(zhuǎn)中心等性能指標(biāo)測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1～3。由表1日常質(zhì)控結(jié)果可知，γ射線能峰正常無(wú)飄移；探頭固有均勻性測(cè)試結(jié)果都在正常值范圍內(nèi)，但探頭1有效視野積分均勻性測(cè)試值偏高，且測(cè)試值波動(dòng)較大。用本科室2017年11月到2018年2月固有均勻性驗(yàn)證結(jié)果作圖（圖3～4），探頭2固有均勻性穩(wěn)定性優(yōu)于探頭1，且探頭1固有均勻性測(cè)試值逐漸升高且波動(dòng)較大，表明其固有均勻性性能有變差的趨勢(shì)。

表1 西門(mén)子Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭2017年日常質(zhì)控結(jié)果

表2 核醫(yī)學(xué)探頭2017年固有均勻性校正前后均勻性驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果

表3 西門(mén)子Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭旋轉(zhuǎn)中心測(cè)試結(jié)果

圖3 探頭1固有均勻性測(cè)試結(jié)果

圖4 探頭2固有均勻性測(cè)試結(jié)果

由表2核醫(yī)學(xué)探頭2017年固有均勻性校正前后均勻性驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果可知，核醫(yī)學(xué)探頭的固有均性驗(yàn)證值經(jīng)過(guò)均勻性校正后有變好的趨勢(shì)，一定程度上改善探頭的固有均勻性等性能。由表3可知，西門(mén)子Symbia T16 SPECT/CT核醫(yī)學(xué)探頭旋轉(zhuǎn)中心和軸向位置測(cè)試結(jié)果均符合廠家測(cè)試參考值。

3 討論

SPECT/CT機(jī)房是核醫(yī)學(xué)影像采集工作的主要場(chǎng)所，特別是進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集掃描時(shí)，需要床邊注射，如果操作不當(dāng)，放射性藥物則容易溢出，污染探頭和掃描床，同時(shí)注射后的注射器和管線都是機(jī)房本底輻射的主要來(lái)源。此外，檢查病人體表污染物、尿液、唾液、血液、咳嗽吐痰等等，都是增加機(jī)房本底輻射的因素。從圖1和圖2中可以看出，SPECT/CT進(jìn)行采集工作前機(jī)房本底輻射較低，隨采集工作的進(jìn)行而增加，機(jī)房本底輻射大小會(huì)隨檢查病人數(shù)量的增加而增加。探頭平面在工作中易受到放射性藥物污染影響，同時(shí)受到來(lái)自機(jī)器周?chē)姆派湫晕廴?，?dǎo)致探頭本底計(jì)數(shù)率增高、固有均勻性變差。因此，在進(jìn)行SPECT/CT設(shè)備質(zhì)控測(cè)試前，盡量排除機(jī)房較高本底輻射干擾。

固有均勻性是核醫(yī)學(xué)探頭的重要指標(biāo)，固有均勻性的好壞直接影響到核醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量[9]。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[10]。設(shè)備均勻性不好造成的圖像偽影是臨床上假陽(yáng)性或假陰性最常見(jiàn)的原因之一[11-12]。SPECT/CT 設(shè)備要求經(jīng)常行固有均勻性驗(yàn)證和校正測(cè)試[13]，保持測(cè)試值在相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，測(cè)試值波動(dòng)不宜過(guò)大，認(rèn)真觀察、對(duì)比分析固有均勻性的變化對(duì)SPECT/CT性能及影像質(zhì)量的影響。由圖3和圖4可知，探頭2固有均勻性性能相對(duì)穩(wěn)定而探頭1的波動(dòng)較大，且均勻性測(cè)試值越來(lái)越大。由表2可知核醫(yī)學(xué)探頭的固有均性驗(yàn)證值經(jīng)過(guò)均勻性校正后有變好的趨勢(shì)，一定程度上改善核醫(yī)學(xué)探頭的性能。因此，出現(xiàn)固有均勻性驗(yàn)證高值時(shí)可通過(guò)固有均勻性校正程序進(jìn)行校正，我們建議每個(gè)月至少行一次校正測(cè)試，如果驗(yàn)證值超出廠家給定規(guī)范值，則需要立即行校正測(cè)試。如果校正后測(cè)試值仍達(dá)不到規(guī)定要求，應(yīng)立即和廠家專(zhuān)業(yè)工程師聯(lián)系。

γ射線能峰、旋轉(zhuǎn)中心漂移等會(huì)嚴(yán)重影響探頭性能。γ射線能峰可因高壓組件、光電倍增管性能、機(jī)房溫濕度等變化因素而改變[14]，當(dāng)γ射線能峰發(fā)生漂移時(shí)，探測(cè)到主能峰的計(jì)數(shù)減少，散射計(jì)數(shù)相應(yīng)增加，探測(cè)靈敏度降低，一般可通過(guò)調(diào)整高壓或調(diào)整光電倍增管增益來(lái)實(shí)現(xiàn)校正。如γ射線能峰檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，則應(yīng)考慮硬件故障問(wèn)題。旋轉(zhuǎn)中心反映SPECT系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)中心與計(jì)算機(jī)圖像存儲(chǔ)中心的重合度。任何不重合都表現(xiàn)為軸向位移和旋轉(zhuǎn)中心漂移。軸向位移及旋轉(zhuǎn)中心漂移會(huì)在SPECT 影像上產(chǎn)生偽影，影響圖像質(zhì)量[15]。

4 結(jié)論

SPECT/CT的質(zhì)量控制是核醫(yī)學(xué)質(zhì)控工作的重要組成部分，是保障影像質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、早期預(yù)判設(shè)備故障的重要手段。SPECT探頭性能下降，將使影像質(zhì)量變差，直接影響報(bào)告診斷結(jié)果[16]。SPECT/CT質(zhì)控性能參數(shù)檢測(cè)方法多而復(fù)雜，各生產(chǎn)廠家SPECT/CT所采用的分析軟件、圖像處理系統(tǒng)各不相同，各用戶單位的質(zhì)控模型及測(cè)試方法[17-18]也大同小異。為保障SPECT/CT性能穩(wěn)定，提高設(shè)備效率，建立相對(duì)統(tǒng)一的質(zhì)控方法十分必要[19-20]。SPECT/CT在沒(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)設(shè)備提供的比較方便的測(cè)試及校正工具進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及校正，加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)控方面的工作，及時(shí)掌握設(shè)備的基本情況，以保證設(shè)備性能的穩(wěn)定[21-22]。