单光子发射计算机断层成像的质量控制与应用

2014-02-08李波

中国医学装备 2014年11期

李波

李波①

目的：通过对单光子发射计算机断层摄影术(SPECT)进行质量控制，确保SPECT的安全使用。方法：介绍Philips公司生产的Brightview型SPECT工作原理和参数测量方法，并对设备常见故障进行分析，掌握其基本的维修思路。结果：通过了解该设备的工作原理、参数检测、维护保养及常见故障的维修，掌握设备的质量控制方法。结论：对SPECT进行质量控制是医院核医学科临床影像工作的重要环节，实现提高图像质量和机器的安全性，减少不必要的辐射，从而更好地服务于患者。

单光子发射计算机断层摄影术；原理；质量控制；维护保养

目前，我国的三级医院均设有独立的核医学科，而单光子发射计算机断层摄影术(single-photon emission computed tomography，SPECT)仪是核医学科常用的医学影像设备，其具有高特异性、低放射性及全身性等优点[1]。由于SPECT技术所用药物的半衰期均较短，一旦设备出现故障将会直接影响采集图像的质量，甚至无法采集图像，而导致患者受到不必要的照射[2]。本研究对Philips公司主推的Brightview型SPECT如何维护保养和质量控制进行阐述，以达到安全使用的目的。

1 SPECT的基本原理

1.1 基本结构

SPECT系统主要部件有探头、机架、检查床及计算机系统。其中最重要的部分是探头，探头部分主要包括准直器、闪烁晶体、光电倍增管及电子线路。

1.2 工作原理

(1)SPECT的基本成像原理。对患者注射半衰期适当、且可释放出γ射线的放射性同位素标记药物，目前多使用的同位素为99Tcm，其半衰期为6.02 h，射线能量为140 keV；经人体内代谢循环，药物在所需成像的位置浓聚，并将从该处发出γ光子穿过人体到达SPECT的探头表面，经准直器过滤后到达闪烁晶体，通过闪烁晶体将探测到的γ射线转化为微弱的荧光信号，并经光耦合剂传入光电倍增管，通过光电倍增管的多个倍增极(打拿极)将光信号转化为放大的电信号。该电信号被分成两路，分别输入能量甄别电路和定位电路，从而形成图像[3-5]。

(2)SPECT的两个探头平面成90o或180o角，每隔一段时间，旋转3～6o采集一幅图像，被称为投影图像。根据投影切片定理，可利用滤波反投影(filtered back projection，FBP)、极大似然估计—期望最大化或有序子集—期望值最大化等算法计算重建出原始图像[6-7]。

2 Brightview型SPECT的维护保养

2.1 机架的维护保养

SPECT机架的维护方法为：①调节机架前方的挡板和探头下方的挡板；②使用吹风机清除风扇内和电路板上的灰尘，然后用吸尘器将灰尘吸走；③给电机和螺杆加润滑油；④检查外壳是否完全扣紧，避免使用一段时间后可能产生外壳形变；⑤要保持设备外部的清洁，使用非腐蚀性且易挥发的洗涤剂清洗外壳，不可使用腐蚀性洗涤剂。

2.2 检查床的维护保养

检查床的维护保养方法为：①清理检查床与上方托板间的缝隙，扣紧托板与检查床之间的卡头；②调节检查床旋转角度传感器和水平移动传感器的位置，并用棉签擦拭；③用小号扳手紧固检查床侧面的门控信号接口；④检察机架显示屏上床的状态是否正常。

2.3 探头和准直器的维护保养

SPECT的探头使用NaI晶体，因此保持机房的温度为18～22 ℃，湿度为40%～60%。防止晶体受潮或龟裂[8]。准直器不可长时间挂在探头上，应将其置于配套的准直器推车上。准直器不在探头上时应在探头上安装保护罩，防止探头上的晶体损伤。

3 Brightview型SPECT的常规质量控制

3.1 SPECT的质量控制测试

定期对SPECT设备进行性能测试，以确保设备工作在最佳状态，并及时发现设备性能降低程度。目前，常采用美国全国电子工厂协会(NEMA)的标准进行测试，并在此基础上根据科室医生的临床需要对参考值进行优化[9]。常规质量控制测试根据测试的频率可分为日质量控制、周质量控制、月质量控制和半年质量控制[10]。SPECT的质量控制测试见表1。

3.2 质量控制异常结果分析及处理

对于能峰、均匀性、旋转中心、分辨率、线性、断层均匀性以及全身性扫描均匀性等测试，若测试结果不在参考值范围内，应进入机器自带的校准程序进行校准；若多次校准仍无法达到要求则应考虑晶体、光电倍增管和电子线路的故障。对于本底测试异常则应考虑是否机房内有污染源，可用表面沾污仪进行检测。如果检测无污染源则考虑光电倍增管故障。对于灵敏度检测异常则考虑晶体和光电倍增管故障。

表1 SPECT的质量控制测试表

4 Brightview型SPECT的应用

4.1 SPECT应用中的常见故障

SPECT在应用中经常出现的故障为：①患者碰撞探头后，不能恢复采集；②做门控心脏时采集站心率频繁报警；③采集完成后图像未传输；④图像采集完成后未转换格式；⑤图像采集过程突然中断，机器掉电，报警显示探头运动已到达限位；⑥图像采集过程中探头报警，不能做径向(或切向)移动；⑦机器不能正常开机，触摸屏一直停在开机画面。

4.2 SPECT的常见故障分析与排除

(1)患者碰撞探头后应先查看患者状态，如患者此时情况较危险则应停止采集，先按下E-stop键，然后将床板从两探头之间拉出，待机器复位后再更改采集设置重新采集；如只因咳嗽等原因导致探头被碰可继续采集，先点击触摸屏上的碰撞忽略条(使之从红色变成橙色)，然后移动探头至安全位置，点击触摸屏上的碰撞忽略条(使之消除)即可继续采集。如果碰撞后无法恢复则为采集系统死机，应重启系统[12]。

(2)做门控心脏时采集站心率频繁报警可适当调宽心率值的接受范围，但不应将明显无效心率纳入。心律不齐、早搏不应做门控，否则时间无法掌握，且易造成伪影。

(3)图像未能顺利传输，首先确定后处理工作站Dicom传输是否打开(正常打开时，对应选项为灰色)，当开关选项全点亮时先将其关闭，再打开。如无效可测量连接的网线是否损坏，如网线完好则需更换交换机。

(4)图像采集完成而未转换格式为软件故障，可重新采集，此时应给予患者新的编号，不可在原编号内采集图像。如不便重新采集则应进入“工程师”界面，采用手工转换图像格式，再重新传输到后处理工作站进行处理。

(5)机器掉电，图像采集中断多发生在带有人体自动描绘选项的全身骨扫描中。关机重启后可短暂恢复正常，数分钟又再次报警。由于在用户模式下机器不会真正到达限位，此时有可能是限位传感器故障，因此可将机架底部监测准直器推车的传感器与报警对应的限位传感器对调，即可恢复正常[13]。

(6)机器探头不能做径向(或切向)移动的因素很多，首先为软件故障，此时应该重启机器；如重启无效则对应电机故障或对应电源块故障，可用万用表测量机器背部对应的小电源板，电压偏高则为电源板故障，电压正常则为电机故障，根据测量结果更换相应的部件即可恢复正常。

(7)机器不能正常开机的原因为Serve PC已启动，但Gantry PC未能启动。此时Gantry PC板上的指示灯仅左上角红灯亮，其余均不亮，应拔掉Gantry PC的电源线，刮一下插口的金属柱后重新插上。再次开机，即可恢复正常。

5 结语

对SPECT进行质量控制是医院核医学科的重要工作，应该引起足够的重视。使工作人员熟练掌握质量控制专业知识和技能，以便提高图像质量，有助于临床的正确诊断。而对常见故障的快速排查和检修，能够避免不必要的照射，减少医疗纠纷，并能够节省时间，提高机器利用率，节约维修费用，从而提高医院的经济效益，为患者提供更加优质的医疗服务[15]。

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Research on the quality control and application of the single-photon emission computed tomography

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LI Bo//
China Medical Equipment,2014,11(11):62-64.

Objective: To improve the hospital degree of attention to SPECT quality control. Methods: To introduction the basic principle and test methods of the Brightview produced by Philips company, and to analyze some common troubles. Results: According to understanding the working principle, parameter testing, maintenance and troubleshooting, to master quality control method. Conclusion: The quality control of the SPECT is the demand of UM workers. To master the test methods, improve the quality of medical imaging, minimize unnecessary exposure and serve the patients better.

Single-photon emission computed tomography; Principle; Quality control; Maintenance

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.023

1672-8270(2014)11-0062-03

R817.4