医用检验分析仪器性能参数的质量管控检测

王伟

（微山县人民医院 山东济宁 277600）

1 前言

近年来，医学技术不断发展，各种新型仪器设备被广泛应用。 单光子发射型计算机断层设备是比较先进的设备。 作为显像设备，该设备能够在一定程度上突出机体甲状腺、骨骼及肾动态情况，应用价值比较显著[1]。 不过，在大量先进医学设备引入的情况下，发现单光子发射型计算机断层设备存在配套设施不合理、测试标准不严格等问题。 为进一步明确医用检验分析仪器性能参数的质量管控，本文以单光子发射型计算机断层设备为主，展开探究。

2 材料与方法

2.1 材料分析

选择山东济宁医院单光子发射型计算机断层设备共计9 台，其中，有5 台设备来源于德国GE 公司，有2 台设备来源于德国西门子公司，有1 台设备来源于日本滨松公司。在上述9 台设备中，德国GE 与德国西门子的设备均为双探头，而日本滨松公司设备为单探头。 依据标准对单光子发射型计算机断层设备进行检测。 完成检测时，以DCM 格式将检测所得图像进行保存，并将图像导入计算机中，应用智能软件对图像进行处理与分析，得出平面灵敏度、系统空间分辨率、计数率特性、空间微分性、固有空间与断层空间分辨率、积分均匀性等相关性能的指标检测结果。

2.2 方法分析

2.2.1 平面灵敏度的检测方法

准备好灵敏度较强的模体，将活度1 mci 左右的放射性药物注入模体中，并加入适量的清水，制作面源，观察所制的面源情况，将气泡挤出。固定面源，模体与准直器之间的距离约为10 cm。 设置采集矩阵为256×256，采集整体耗时为300 s，将采集时间记录为N，将平面灵敏度设为S，可得到计算公式（1）：

其中，NB—本底计数；A1—平均活度。

2.2.2 系统空间分辨率的检测方法

准备好双线源模体，将活度1 mci 1.5 mL 左右的放射性药物，注入准备好的模体中。模体与准直器之间的距离为10 cm 左右，设置采集矩阵为512×512，探头总计数2 M。

2.2.3 空间微分性、固有空间分辨率的检测方法

将准直器从探测器上拆卸下来，在探测器的晶体上放置铅栅模体，使探测器的视野被完全覆盖。检测过程中，将活度20～40 MBq 的放射性药物，注入准备好的模体中。 计数率不能够超过3.0×104s-1，将其放置在探头的正上方位置，且与探头之间的距离为1.5 m，设置采集的矩阵为512×512，探头总计数40 M。

2.2.4 断层空间分辨率的检测方法

根据设备检测需求，制作点源，将比活度设置为30 mci/mL 左右，比活度在点源各个方向的尺寸，最好不要超过2 mm，点源于准直器之间的距离不能超过15 cm。 设置采集矩阵为 128×128，采集 3 度为 1 帧，投影共120 帧，分别计数3 K。 在采集投影后，应用滤波反投影的方式，重建横断面。

2.2.5 积分均匀性的检测方法

将准直器从探测器上拆卸下来，在距中心位置大概5 倍视野的位置，制作并放置活度为15～30 kcps的点源。测量时，对单光子发射型计算机断层设备能峰进行设置，确定能峰为140 keV，能窗为20%。 同时，设置采集矩阵为256×256，采集总计数16 M。 由64×64 的采集数据替换 256×256 的采集数据， 同时将视野周边的5%像素剔除，对所有数据点根据相应的模板，实施9 点平滑。对视野范围内及其周围的像素进行分析，9 点滤波函数加权因子是0。平滑后，统一处理分析平滑后值与非零加权因子和的比。 经过处理后，于已经完成处理的DICOM 图像中，选中最大、最小计数，积分均匀性设置为IU，可得到计算公式（2）：

其中，C—计数；Cmax—计数最大值；Cmin—计数最小值。

3 结果

9 台单光子发射型计算机断层设备性能指标的检测结果详见表1。

表1 单光子发射型计算机断层设备性能指标的检测结果分析

在所检测的平面灵活度、系统空间分辨率、计数率特性、空间微分性、固有空间分辨率、积分均匀性和断层分辨率的性能指标检测中，若1 个探头的指标超出限值要求，则该项指标不合格。 在9 台设备中，存在性能指标不合格的设备有6 台。其中，合格率偏低的是空间微分性（40%）和积分均匀性（30%），计数率特性、固有空间分辨率的合格率偏高均为89%，平面灵敏度、系统空间分辨率和断层分辨率的合格率达到100%。 系统性能的指标检测结果均合格，不过固有性能相关的计数率指标、空间微分性指标、空间分辨率指标及积分均匀性指标的合格率偏低。 综合结果来看，需要进一步控制固有性能相关指标的质量。

在对单光子发射型计算机断层设备的性能进行检测前，掌握并明确相关性能指标是十分必要的。在本次研究中，主要选取的检测指标分别是平面灵敏度、系统空间分辨率、计数率特性、空间微分性、固有空间与断层空间分辨率、积分均匀性等。本文在检测前，就针对几项比较重要的指标进行分析。积分均匀性，也称为固有积分均匀性，是比较重要的参数[2]，主要指的是探头在无附加准直器的状态下，以分布均匀形式表现出的面源。在相对有效的视野环境中，不同位置观察的计数密度存在一定的差异性。 固有积分的均匀性，可有效实现对探头总体均匀性的表现与反映。 而微分均匀性则是对探头局部的均匀性加以反映。

在本次研究的7 项性能指标中， 固有积分均匀性、固有空间微分性指标，并未合格。而固有均匀性，在临床中对于单光子发射型计算机断层设备的使用有较大的影响。临床研究显示，固有均匀性性能与晶体和光电倍增管等均有密切关系[3]。 光电倍增管的性能参数一致性情况，会直接影响设备图像的质量。现阶段，临床中使用的多数单光子发射型计算机断层设备，均以碘化钠晶体为主，且直径较大。 该晶体的发光效率相对较高，最强的发射光谱波长在1 450 nm左右。 该光谱波长，可与光电倍增管光谱响应相匹配，且也有一定的透明度。 不过，该晶体也有明显的缺陷，主要体现为在潮湿的状态下容易降解。 因而，在使用或是保存晶体材料时，要保持密封状态。 同时，此类晶体较脆，在多种因素的影响下可能会出现碎裂。 在使用时要尽可能地避免晶体应用于过度震动环境中，或是变化差异较大的温度环境中[4]。 室内的温度要尽量控制23℃左右，湿度维持在50%左右，而且每日温度的温差最好在3℃之内。

固有空间微分线性是对图像位置的畸变程度进行描述。 一般来说，线性值越小，所体现的效果越好[5]。在设备应用环境中，湿温度和电压等变化是极为常见的现象。 设备中多个光电倍增管间传输时所产生的信号可能存在一致性，也可能会发生变化。从此角度来看，固有的积分均匀性、空间微分性指标，所发生的变化概率相对较高。 单光子发射型计算机断层设备使用的时间越长，其晶体、光电倍增管道组件间的故障发生率也就越大，会降低图像质量。固有的空间微分线性合格图像详见图1，固有的空间微分线性不合格图像详见图2。

图1 固有的空间微分线性合格图像

图2 固有的空间微分线性不合格图像

4 讨论

通过本次研究可知，山东济宁地区不少医疗机构，在使用单光子发射型计算机断层设备时，都缺乏对该设备的日常检修与维护。 此种现象会极大程度对该设备检测得到的图像质量产生影响。因而，日后医疗机构不仅要对其工作的环境进行严格控制，同时也要提高设备操作人员的专业水平和综合能力。一方面，根据温度、湿度等环境需求，严格规定单光子发射型计算机断层设备的使用环境。另一方面，定期对设备使用人员进行培训，培训内容包括设备使用方法、技巧和注意事项等。

综上所述，单光子发射型计算机断层设备性能测试十分重要，要加大对该设备性能的测试及质量的重视，提高检测人员的日常检修意识，制定合理的设备质量控制举措。