SPECT/CT质量控制常见问题分析与解决方案研究

2020-12-05陈兴华李亚明李德顺

中国医学装备 2020年11期

陈兴华李亚明* 刁尧李德顺

随着核医学影像设备的普及，愈来愈多的单光子发射计算机断层显像(single photon emission computed tomography，SPECT)设备和单光子发射计算机断层显像/计算机断层扫描(SPECT/CT)设备进入到各级医院和医疗机构。Symbia T系列SPECT作为一款主流核医学影像设备，因其良好的性能，稳定的表现被多家医院和医疗机构所采购和使用。随着国家对核医学设备的重视，尤其是2019年1月25日国家卫健委发布的《伽玛照相机、单光子发射断层成像设备(SPECT)质量控制检测规范》(WS523-2019)[1]要求，伽马照相机、SPECT使用单位应制定包括质量控制检测计划的质量保证方案并保证其正确实施，明确指出固有均匀性和旋转中心等强制质量控制项目和检测标准，表明核医学影像设备质量控制的重要性。

质量控制是保证设备稳定可靠运行的重要手段，日常操作的规范性和准确性成为质量控制的重中之重[2]。然而在日常质量控制中，经常会发现说明书上未提到的问题，或是未遇到过的问题让质量控制人员不知所措。为此，本研究就Symbia T系列的SPECT/CT日常质量控制流程和常见问题及解决方法进行汇总。

1 SPECT/CT质量控制

SPECT/CT是由SPECT和X射线计算机断层成像扫描(computed tomography，CT)组成的一体化影像检查设备，而Symbia T系列SPECT/CT是其中被多家医疗机构采用的一款比较主流的SPECT/CT，一次检查不仅能提供病变部位细微的解剖结构变化，还能观察病变部位的功能和代谢改变，具备了SPECT和CT的优点，能提高影像诊断的准确性[3-4]。

1.1 固有均匀性质量控制

固有均匀性测试的目的是了解每日患者检查前仪器探头内部各光电倍增管(photomultiplier tube，PMT)的放大效率的一致性，补充不足和过度放大的信号，使各PMT受到的电源电压的波动、温度的改变以及晶体灵敏度的差异等因素对成像的干扰降到最低[5-6]。固有均匀性测试结果是不同深浅颜色代表的各PMT实时测量值的积分和微分加权后的差异大小的体现，可通过调节和补偿各不同PMT的差异，获得均匀的图像。固有均匀性测试PMT真实值见图1。

图1 固有均匀性测试的光电倍增管(PMT)真实值

1.1.1 固有均匀性测定

卸掉准直器，确定患者位置监视器(patient positioning monitor，PPM)上显示的背景计数率＜0.4 kcts/sec，配制一个放射性活度为35 μCi的核素锝99(99Tcm)点源，将一小块卷紧的棉花(直径＜3 mm)放入随系统一起提供的特制小瓶的锥体部分[7]。将99TCm按推荐量滴到棉花上，检查监视器上的显示计数率介于15～50 kcts/sec，以确保放射源强度适当。拉出位于机架方向的集成放射源固定装置，将装有点源的特制小瓶固定到机架质量控制拉杆上。配套放置99TCm点源的小瓶见图2，固定特制小瓶的机架质量控制拉杆见图3。

图2 配套放置99TCm点源的特制小瓶

图3 固定特制小瓶的机架质量控制拉杆

登记1 例新患者，在该患者目录下打开N M Daily QC程序。依次完成第一个tuning程序和第二个tuning程序，该tuning调谐程序不需要每日均进行调谐，但至少每周应执行一次。下一步执行固有均匀性测试，系统将自动调整检查床的高度，使放射源位于两个探测器中心，系统将同时为两个探测器采集一个1千万计数均匀度校正泛源，采集泛源完成后，工作流将继续进行泛源计算程序[8]。满足固有均匀性检测标准即完成固有均匀性测试。NM Daily QC程序患者登记界面见图4，固有均匀性检测正常值见表1。

图4 NM Daily QC程序患者登记界面

表1 固有均匀性检测正常值(%)

1.1.2 固有均匀性测试常见问题

固有均匀性测试常出现的错误代码为：“A motion error has occurred(1200：0079)”，该代码显示为一种运动错误，其发生是由于准直器在归位过程中未回归原位，位置传感器未收到正确的信号造成的一种运动错误。通常有两种原因：①由于准直器托架回归准直器车的过程中因地面下沉或轨道磨损增大摩擦力，发生嵌顿或用力过大造成的反弹，使SPECT/CT准直器车的位置传感器未接收到准直器回归入位的信号导致报错；②由于准直器车下方的锁止装置未能完全复位，造成的报错。准直器托盘未完全回归原位示例见图5。

图5 准直器托盘未完全回归原位示例

由于准直器锁止装置流程上会在更换完准直器后降低检查床时回归原位，当检查室地面不平或准直器车与检查床高度对位调校过后，因重力造成的设备内部应力会导致准直器托架的轻微移位，导致准直器车上托架锁止装置未能完全归位，并在下次连接准直器车时接收到“A motion error has occurred(1200：0079)”的错误代码[9]。准直器锁止装置未能完全复位示例见图6。

图6 准直器锁止装置未能完全复位示例

1.1.3 解决方法

“A motion error has occurred(1200：0079)”错误的解决方法有两种。①对因地面下沉或轨道磨损原因造成的准直器托架未回归原位造成的报错，常见于2号、3号和4号准直器托架未能完全回位，可将该3排准直器依次向内推入准直器车，后点击PPM界面绿色回车标志即可消除错误提示进行后续操作；②对因准直器车锁止装置未能完全复位造成的准直器车锁止装置未回归原位造成的报错，常见于1号准直器托架，应先将位于准直器车右下方的白色锁止装置向上移动，解锁该装置，然后向准直器车内推动1号准直器托架，使其完全归位，松开白色准直器托架锁止装置，点击PPM界面绿色回车标志，即可消除错误提示进行后续操作。

1.2 旋转中心质量控制

旋转中心是机械坐标系统、探头电子坐标和计算机图像重建坐标共同的重合点，是虚设的机械点，位于旋转轴上，是SPECT/CT中SPECT部分的重要断层指标。旋转中心的质量控制目的是在SPECT/CT中的SPECT部分做点源360°采集中在任何方向上的投影时，该点源的投影均定位于图像中心，防止设备由于机械精度不良和其他原因造成旋转中心位置变化，即旋转中心飘移造成设备采集或重建的点源图像发散或形成环状伪影，降低图像分辨能力，影响影像诊断的准确性[10-11]。

1.2.1 旋转中心测定

旋转中心测定分为H方式和L方式两种模式，其区别在于两个探头的方向不同和夹角不同[12]。H方式的探头夹角为180°，L方式的探头夹角为90°，其他的操作方法均相同，仅在选择扫描程序时分别对应选择多头配准(multiple head registration，MHR)/旋转中心(centre of rotation，COR)180 Calibration 5 Points Study和 MHR/COR 90 Calibration 5 Points Study即可[4]。L方式下的旋转中心测试见图7，旋转中心测试应用程序见图8。

图7 L方式下旋转中心测试

图8 旋转中心测试应用程序

旋转中心测定采集条件。①选择矩阵：128×128；②ZOOM：1.00；③Detectors：Both Detectors；④Degrees of Rotation：360；⑤Number of Views：120；⑥First View by Counts：50Kcts Either Detector。配置5个剂量为1～2 mCi(1 mCi=37 MBq)的核素99Tcm点源放置于随系统配备的专用MHR/COR模型支架中，将该模型放置于检查床对应位置，点击质量控制程序开始按钮，SPECT/CT检查床自动调整床位，调整探头距离，匹配对应的探头夹角方式，开始进行旋转中心质量控制测试。

旋转中心测试L方式正常范围为：旋转中心≤10 mm(相对于系统旋转中心，探测器中心的偏移量)，轴向移动≤5 mm(探测器之间的轴向偏移量)，反投影角≤0.8 mm(探测器之间的相对角偏移量)。满足旋转中心测试正常范围要求即为测试合格，可单击提示“接受这些校准并设置为当前值”将信息保存到校准数据库中，反之可拒绝。

1.2.2 旋转中心测试常见问题

旋转中心测试常见的错误提示为：“The expected number of point sources were not found in the input series.Series＜colimator name>”，该代码是一个点源数量不正确的错误提示。根据SPECT/CT设备使用手册要求，该质量控制程序需要一个5点的点源模型进行测试，但点源放入的位置和数量并没有错误，而提示错误的原因是系统识别出的点源数量不符合5个。常见原因为：①因配置的点源由于放射性活度计不准确，配置人员疏忽造成放射性活动过低(＜1 mCi)或过高(＞2 mCi)(1 mCi=37 MBq)，或5个点源各自匹配＞20%，超过系统的宽容度，导致系统识别的点源数量少于要求数量；②配置好的点源在提取和转移以及放置MHR/COR模型过程中有倾倒或横置造成点源挂壁在配套的小瓶中，分散为2个或多个点源，使总点源数量改变，每个点源间的差异＞20%，导致系统识别的点源数量不符合系统要求。

1.2.3 解决方法

“The expected number of point sources were not found in the input series.Series＜colimator name>”错误的解决方法为：对于点源放射性活度计测量不准确情况，需专业检测机构对活度计进行校准。对于点源匹配活度不达标或点源分散问题，需重新配置放射性活度合格的点源，保证每个点源之间的活度差异在20%以内，同时在转移放置过程中保持承装点源的配套小瓶直立。通过上述方法重新进行旋转中心测定通常即可通过测试。旋转中心测试结果见图9。

图9 旋转中心测试结果

2 SPECT/CT质量控制效果

SPECT/CT各种运动故障多来自于检查床和准直器车接口[5]。SPECT/CT设备说明书上并未提到上述问题也无解决方法，设备出现故障将造成质量控制无法正常完成。

归纳总结本研究的质量控制解决方法，之前设备出现故障只能通过报修设备厂家远程指导或指派工程师到场维修，平均每次用时约2～8 h方可解决，如无本地工程师甚至用时更长，而采用本研究的方法可在20 min内解决无法完成的质量控制问题。若设备质量控制不能顺利通过，将造成预约患者检查延期，将本研究方法总结并普及设备相关使用人员后，每次设备维修时间仅需20 min即可完成，仅此每月还可延长设备使用时长20 h，极大减少使用人员和患者的等待时间。