SPECT固有计数率、固有均匀性质量控制检测

刘洪阳，赵力，张海英，姚帅墨，李昌文

吉林大学 公共卫生学院，

吉林 长春 130021

SPECT固有计数率、固有均匀性质量控制检测

刘洪阳，赵力，张海英，姚帅墨，李昌文

吉林大学 公共卫生学院，

吉林 长春 130021

目的 检测单光子发射计算机断层成像系统（SPECT）的性能指标，评价其是否符合相关标准，确保临床诊断的准确性。方法 用RGRMS-2012型SPECT性能模体对SPECT的固有计数率、固有均匀性进行检测，依据相关标准对检测结果进行判断，对不符合项进行修正，确保诊断的准确性。结果 该SPECT的固有计数率、固有均匀性符合相关标准。结论 设备在日常使用中的磨损、老化情况会对设备性能产生影响，建议定期进行设备状态检测，保证设备的可靠运行。

单光子发射断层扫描系统；固有计数率；固有均匀性；质量控制

0 前言

核医学是核技术在医学领域应用的专门学科。利用放射性核素进行检查诊断的应用越来越广泛，方法分为体内和体外两种，前者属于功能和显像检查，后者属于血中微量物质检测的放射免疫技术[1]。

单光子发射计算机断层成像系统（single photon emission computed tomography，SPECT）是临床核医学最广泛应用的显像仪器[2]。将SPECT的功能显像和多排螺旋CT的解剖结构图像有机结合，不仅能提供功能信息，而且能够提供诊断的解剖信息[3]。功能显像与解剖结构图像的全面融合及记录，为临床医生提供清晰影像，提高了临床诊断的准确性[4]，在诊断疾病及评价愈后等方面具有更高的临床应用价值[5]。

众所周知，应用电离辐射装置进行诊断及治疗的同时也会对正常组织、细胞以及DNA造成损伤，如电离辐射可使DNA双链发生断裂和交联、可导致造血系统的损伤，甚至能诱发白血病等远期效应[6]。SPECT作为一种精密仪器，对于质量控制的要求比较严格，只有保证其质量，才能在射线给受检者造成最小影响的情况下得到相对准确的诊断。为确保设备性能的稳定性，日常质量控制中分别要求进行日质控、周质控、月质控及年质控[7-8]。

本次检测以GB/T 18988.2-2003《放射性核素成像设备性能和试验规则 第2部分：单光子发射计算机断层装置》[9]、GB/T 18989.3-2003《放射性核素成像设备和试验规则：伽玛照相机》[10]和NEMA NU 1-2007《美国电气制造业协会行业标准》[11]为标准，对SPECT的固有计数率特性、固有均匀性进行检测，判断其是否符合相关标准，为其临床诊断提供质量保证。

1 材料与方法

1.1 主要设备和仪器

Symbia E型SPECT由西门子公司生产，主要技术参数见表1。

RM-905a活度计由北京恒昌高科科学技术有限公司生产。RGRMS-2012型SPECT性能模体由卡迪诺科技有限公司生产。源试剂99mTc高锝酸钠溶液设备生产方提供。图像分析软件SPECT质量控制检测系统（版本1.0）由卡迪诺科技有限公司生产。

1.2 检测方法

1.2.1 固有计数率特性检测

（1）检测条件。现场环境温度18.0℃；测量使用99mTc溶液，活度为1.35 mCi，置于距离探头表面中心2 m以上位置。

（2）数据采集步骤。从探头上卸下准直器，SPECT能峰值设为140keV，能量窗20%。将SPECT置于静态采集模式，观察放射源计数率的变化。使放射源垂直于探头表面，从5倍探测器视野（FOV）位置逐渐向探头表面移动，观察计数率的变化。

（3）数据处理。放射源移动至某一位置时达到的最大计数率，即为SPECT最大计数率，单位为kcps。

1.2.2 固有均匀性检测

（1）检测条件。测量使用源为99mTc溶液，盛入试管中，活度约为1.35mCi，使计数率<3.0×104s-1。放射源置于距离探头表面中心5倍FOV最大线径的位置。

（2）数据采集步骤。泛源图像数据采集，卸下准直器，SPECT能峰值设置为140 keV，能量窗20%。采集矩阵256×256，采集总计数16×106。

（3）数据处理。将泛源图像矩阵转换为64×64，并剔除FOV边界各方向5%的像素（即探头FOV的81%区域），再对所有数据点按模板（图1）进行1次9点平滑；分析范围以外的像素，其9点滤波函数的加权因子为0；平滑后的值除以非0加权因子之和进行归一化处理。

在处理后的泛源图像内找计数的最大值和最小值，积分均匀性IU按公式(1)计算.

式中：IU——积分均匀性；Cmax——计数最大值；Cmin——计数最小值。

在处理后的泛源图像内，分别从像素行和列的起始端开始，逐个像素向前推移，每相邻5个像素为一组，找最大计数和最小计数，并计算出差值。在视野内找出计数之差最大的像素，其对应的计数分别为C'max和C'min。找最大计数和最小计数应在X和Y两个方向独立进行。微分均匀性按公式(2)计数。

式中：DU——微分均匀性；C'max——计数最大值；C'min——计数最小值。

2 结果

该SPECT固有计数率、固有均匀性质量控制检测结果，见表2。

2.1 固有计数率

由表2可见，本次检测该设备固有计数率探头A为335.0 kcps、探头B为 305.4 kcps，均>240kcps，符合相关标准。

2.2 固有均匀性

中心视野固有均匀性微分检测结果显示，探头A（1.898%）、探头B（1.495%），符合标准（≤3.0%）要求。

有效视野固有均匀性微分检测结果显示，探头A（2.032%）、探头B（1.846%），符合标准（≤3.48%）要求。中心视野固有均匀性积分检测结果显示，探头A（3.230%）、探头B（3.412%），符合标准（≤3.6%）要求。

有效视野固有均匀性积分检测结果显示，探头A（3.913%）、探头B（4.014%），符合标准（≤4.56%）要求。

3 讨论

本次检测依据相关标准，并考虑测试时模体摆位误差、放射性计数的涨落和活度计测量误差等因素，与设备标称值比较的最后测量结果的合格值放宽20%，对固有计数率特性、固有均匀性指标进行评价。

3.1 固有计数率特性

固有计数率特性是对相关闪烁事件中时间分辨力的具体体现，是不带准直器时测得的单位时间的最大计数，为了使结果比较准确，通常采用在对数坐标纸上绘制计数率特性曲线[12]。本次被检设备固有计数率符合标准，稳定性较好。

3.2 固有均匀性

均匀性是指一个均匀泛源照射到探头时候所产生的图像上计数光点的分布均匀情况。固有均匀性则是卸下准直器后测定的均匀性[13]。影响固有均匀性的因素主要包括两方面：① 设备使用年限较长，老化；② 设备日常质量控制不全面，导致SPECT设备中的光电倍增管增益而出现故障。光电倍增管或晶体部分出现问题，导致固有均匀性出现变差[14]。SPECT的固有均匀性是一项非常重要的指标，能够直接影响临床图像的诊断质量。该设备的中心视野固有均匀性微分、有效视野固有均匀性微分、中心视野固有均匀性积分、有效视野固有均匀性积分检测结果均符合相关标准要求。

综上所述，该设备能够直接影响临床图像诊断质量的固有计数率特性及固有均匀性2项指标均符合相关标准要求，性能良好。但设备在日常使用中的磨损、老化情况会对设备性能产生影响，建议定期进行状态检测，保证设备的可靠运行。

[1] 朱承谟.影像核医学进展[J].上海医学影像,1999,(1):3-5,26.

[2] 范向勇,周献锋,马加一.SPECT质量控制检测探讨[J].中国医学装备,2014,(3):8-9.

[3] 葛斌.人体机能替代装置[M].北京:科学出版社,2007:6-31.

[4] 郭晋纲,郑永明,庄坤,等.核素影像设备的进展[J].生物医学工程学进展,2013,(3):178-181.

[5] 王荣福,李险峰,王强.SPECT/CT的最新应用进展[J].CT理论与应用研究,2012,(3):237-238.

[6] 刘树铮.医用放射生物学[M].3版.北京:原子能出版社,2006.

[7] 张金山,陈次渝,李舜,等.SPECT仪使用周期中固有泛源均匀性测试比较[J].中华核医学杂志,2000,(1):44.

[8] 郑晓鸽,雷智莉,韩钢,等.临床核医学的质量管理[J].山西医药杂志(下半月刊),2012,(6):628-629.

[9] GB/T 18988.2-2003,放射性核素成像设备性能和试验规则第2部分:单光子发射计算机断层装置[S]

[10] GB/T 18989.3-2003,放射性核素成像设备和试验规则:伽玛照相机[S]

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

[12] 刘辉,安晶刚,宋颖.SPECT设备固有性能测试及结果分析[J].中国医学装备,2012,(12):17-19.

[13] 周铭娟.对SPECT均匀性的测试与校正[J].医疗设备信息, 1995,(3):6-7.

[14] 刘臣斌.SPECT/CT的图像质量控制[J].中国医疗设备,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：刘洪阳，主管技师，主要从事辐射防护研究。

张海英，副教授。

通讯作者邮箱：4460041178@qq.com