Hawkeye SPECT/CT日常質(zhì)控中的均勻性校準(zhǔn)與分析

張峰，陳宇導(dǎo)，謝良駿，彭小林，陳誼，范日升

中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510630

Hawkeye SPECT/CT日常質(zhì)控中的均勻性校準(zhǔn)與分析

張峰，陳宇導(dǎo)，謝良駿，彭小林，陳誼，范日升

中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510630

目的總結(jié)Hawkeye SPECT/CT固有均勻性在日常質(zhì)量控制中的校準(zhǔn)方法，并分析其產(chǎn)生性能漂移的常見原因。方法選擇我院2013年1月～6月Hawkeye儀器日常質(zhì)控的部分?jǐn)?shù)據(jù)，分析儀器的均勻性等基本情況；針對我院Hawkeye探頭出現(xiàn)的中心視野“亮點”，而且中心視野均勻性（Center Field of View，CFOV）均勻性值偏離很大（23.17%）的現(xiàn)象，使用儀器提供的迭代校準(zhǔn)程序（Iterative Calibration，ITER）進(jìn)行校正。結(jié)果儀器固有均勻性通過校正后均可達(dá)到正常值（CFOV＜3.5%）。結(jié)論Hawkeye儀器均勻性值的漂移可以通過有效的日常質(zhì)量控制得到校準(zhǔn)，通過校準(zhǔn)可以使相機均勻性保持在較理想狀態(tài)、儀器整體性能得以保證。

SPECT；質(zhì)量控制；均勻性；能峰位置；能量分辨率

Hawkeye儀器是美國GE公司的第二代鷹眼顯像系統(tǒng)，是一種帶有符合線路的SPECT/CT，它不僅具有所有的SPECT功能,還兼具簡單的PET功能 和CT定位功能。

Hawkeye儀器比PET價格便宜，并兼?zhèn)溆袉喂庾覵PECT顯像和18F正電子探測功能，在國內(nèi)占有率高，是核醫(yī)學(xué)影像的主要儀器之一。該儀器能將CT圖像與核醫(yī)學(xué)圖像同機融合，把核醫(yī)學(xué)影像帶入到了一個新的高度。

由于大型儀器專業(yè)性較強，做好儀器日常的質(zhì)量控制和保養(yǎng)，對保證儀器性能和延長儀器使用壽命具有重要價值。儀器性能質(zhì)量控制是核醫(yī)學(xué)影像工作的重要組成部分，是保障圖像質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[1-4]。SPECT如果使用不當(dāng)或質(zhì)量控制不嚴(yán)格，很容易產(chǎn)生偽影或致圖像質(zhì)量低劣；相機均勻性不良會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降，將直接影響圖像質(zhì)量，進(jìn)而影響診斷結(jié)果[1,5]。均勻性指標(biāo)是SPECT顯像系統(tǒng)最重要的指標(biāo)之一。影響Hawkeye儀器顯像性能的因素有很多，其中影響較大且較容易波動的主要性能指標(biāo)是儀器固有均勻性，它在臨床使用上具有重要的作用[6]。均勻性性能檢測工作是日常質(zhì)量控制中必須做的，并且需要經(jīng)常測試并校準(zhǔn)以滿足臨床圖像質(zhì)量要求[7]，其中心視野均勻性（Center Field of View，CFOV）的監(jiān)測及校準(zhǔn)又是核醫(yī)學(xué)顯像工作中最受關(guān)注的質(zhì)量控制內(nèi)容之一。

1 Hawkeye儀器日常基本質(zhì)控

1.1 方法

該儀器提供了一些均勻性方面的質(zhì)量控制程序供用戶靈活選擇使用，日?；举|(zhì)控內(nèi)容和方法如下：

（1）準(zhǔn)備工作：選擇機器空檔時間，用數(shù)字多功能表面污染儀測試機房周圍環(huán)境，排除地面、墻壁、檢查床等的污染；使用放射源（99 mTc點源）活度在1.85×107Bq（0.5 mCi）左右，計數(shù)率約20 kc/s；卸去準(zhǔn)直器，裝上纖維隔片準(zhǔn)直儀（因主要檢測探頭固有均勻性），并置探頭于L模式，點源位于離被測探頭表面＞2.5 m處，且垂直于探頭中心點。開啟選擇的測試程序采集，儀器自動算出測試結(jié)果，兩個探頭分別用同樣方法測試。

（2）每日質(zhì)量控制（Daily QC）：適用于基本采集前的日常質(zhì)量控制、圖像質(zhì)量測試，主要用于儀器性能穩(wěn)定性的檢測。主要測試內(nèi)容包括：① 脈沖高度分析（Puke Height Analysis，PHA）采集、能量峰定位以及能量分辨率測試；② 圖像的靜態(tài)觀察、線性及靈敏度校正；③ 按照NEMA標(biāo)準(zhǔn)測量圖像的均勻性。測試方法：開啟Daily QC測試程序采集，觀察99 mTc的能峰位置、能量分辨率和CFOV的結(jié)果是否在正常范圍內(nèi)。當(dāng)結(jié)果偏離正常范圍時，需執(zhí)行每周質(zhì)量控制（Weekly QC）校正程序進(jìn)行校正。

（3）每周質(zhì)量控制：當(dāng)Daily QC測試值在規(guī)定值以外時，必須執(zhí)行Weekly QC程序校正。Weekly QC主要是進(jìn)行能量、線性及靈敏度微調(diào)，一般每周進(jìn)行一次[8]。測試方法為：開啟Weekly QC測試程序采集，得到測試結(jié)果，觀察99 mTc的能峰位置、能量分辨率和均勻性值是否在正常范圍內(nèi)。當(dāng)結(jié)果不理想時，可再一次執(zhí)行Weekly QC程序進(jìn)行校正，如果結(jié)果還是偏離正常值較大，就要考慮選用靈敏度校正圖（Sensitivity Table，SENTAB）程序進(jìn)行校正。

（3）創(chuàng)建SENTAB與均勻性校正：由于儀器使用年限較長，近年來在質(zhì)量檢測時發(fā)現(xiàn)，能量和線性都還比較穩(wěn)定，但儀器的均勻性逐漸下降，均勻性值波動較大，有時行Weekly QC校正后均勻性值無法恢復(fù)到正常范圍，這可能是由于硬件電路等性能改變，導(dǎo)致靈敏度、均勻性下降所致，此時需要重新建立均勻性校正圖。該系統(tǒng)提供的SENTAB維護(hù)程序，可以重新創(chuàng)建用于均勻性校正的靈敏度圖，使用該圖像給非均勻性提供實時校正。然后再執(zhí)行QC測試，結(jié)果一般可以恢復(fù)到正常范圍。開啟SENTAB維護(hù)校正程序采集，重新創(chuàng)建新的靈敏度校正圖，并對均勻性進(jìn)行實時校正，最后執(zhí)行Daily QC程序測試校正結(jié)果，結(jié)果通常可以達(dá)到理想值。

1.2 結(jié)果

選擇我院2013年1月～6月Hawkeye儀器日常質(zhì)控的部分?jǐn)?shù)據(jù)（表1），分析儀器的均勻性等基本情況。

儀器能峰峰值在139～141 keV，能量分辨率＜11.0%，積分均勻性＜5.0%，是符合儀器質(zhì)控的一般要求的。但當(dāng)Daily QC測試結(jié)果能峰位置＜139 keV或＞141 keV，能量分辨率＞11.0%，CFOV值＞3.5%時，建議應(yīng)用Weekly QC軟件進(jìn)行微調(diào)校準(zhǔn)，以免基本性能漂移過大。通過分析上表數(shù)據(jù)，1月、2月、5月份儀器的各項性能指標(biāo)比較穩(wěn)定，能峰位置介乎139～141 keV，能量分辨率＜11.0%，CFOV均勻性值＜3.5%，只做Weekly QC測試進(jìn)行微調(diào)就可以。但是3月、4月、6月份中性能指標(biāo)波動較大，特別是CFOV均勻性值達(dá)到6.0%左右，行Weekly QC無法得到理想結(jié)果。此時，在排除硬件故障等原因后，須行SENTAB維護(hù)程序?qū)崟r校正，再行Daily QC測試校正結(jié)果，均勻性恢復(fù)到2.0%左右的理想值。

表1 2013年1～6月Hawkeye儀器質(zhì)控部分檢測結(jié)果

2 Hawkeye均勻性的迭代校準(zhǔn)測試（Iterative Calibration，ITER）與分析

2.1 故障現(xiàn)象

某次做基本質(zhì)控時，1號探頭出現(xiàn)的中心視野“亮點”現(xiàn)象（圖1a），而且CFOV均勻性值偏離很大（23.17%），能峰位置139.64 keV，能量分辨率＜9.94%，Weekly QC無法調(diào)整過來。

2.2 故障分析

排除外界干擾后，確定應(yīng)該是光電倍增管（Photo Multiplier Tube，PMT）老化引起的問題，導(dǎo)致探頭探測到的信號不均勻。使圖像均勻化的方法之一是使用該儀器提供的ITER程序進(jìn)行校正，調(diào)整某些PMT的增益，使某一區(qū)域的光電峰更多或更少地落入脈沖幅度分析器的窗口中，改變探測器在該區(qū)域的探測效率，從而補償非均勻性[9]。雖然固有管子性能很難改變，但可通過運用電子學(xué)電路的軟件調(diào)節(jié)程序，調(diào)整PMT增益控制電路的電壓來進(jìn)行微調(diào)，最終達(dá)到校準(zhǔn)的目的。當(dāng)然，如果PMT固有管子性能波動較大或損壞，則無法通過上述增益調(diào)節(jié)來校準(zhǔn)，必須維修更換才能解決問題。

2.3 校準(zhǔn)測試及結(jié)果

開啟ITER測試程序，采集總計數(shù)720000，然后執(zhí)行SENTAB程序?qū)崟r校正，最后再執(zhí)行Daily QC測試，結(jié)果均勻性恢復(fù)到正常值（1.61%），原來的圖像中心亮點消失，圖像均勻度良好（圖1b），能峰位置139.69 keV，能量分辨率＜9.96%。

圖1 探頭1CFOV校正前后對比

3 總結(jié)與討論

相機的均勻性是儀器的重要指標(biāo)，均勻性的好壞直接影響到圖像質(zhì)量，只有符合均勻性要求的探頭，才能保證所采集的圖像能夠為臨床醫(yī)生提供準(zhǔn)確的信息[10]。對于Hawkeye鷹眼顯像系統(tǒng)，應(yīng)該在日常保養(yǎng)中加強質(zhì)控工作，特別是在使用年限較長、故障率高發(fā)期更應(yīng)加強維護(hù)和保養(yǎng)。均勻性指標(biāo)始終是重點監(jiān)測內(nèi)容之一，圖像的非均勻性會給儀器正常工作帶來重要影響。影響圖像非均勻性的主要因素中，一是由于各個PMT的脈沖幅度譜的小差別造成的探測效率不一致，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[11]。非均勻性結(jié)果將造成圖像濃度的變化和失真，會引起假陽性或假陰性的臨床診斷結(jié)果。一般要求儀器的積分均勻性（Integral Uniformity）為：有效視野均勻性UFOV＜4.5%，中心視野均勻性CFOV＜3.5%。

儀器沒有大的硬件故障情況下出現(xiàn)的一些性能漂移，可以通過儀器提供的一些比較方便的測試及校正工具進(jìn)行實時檢測，加強儀器質(zhì)量控制方面的工作，及時掌握儀器的基本情況，以保證儀器性能的穩(wěn)定。另外也要加強其它軟硬件方面的維護(hù)，比如加強晶體的日常護(hù)養(yǎng)，減少非正常開、關(guān)機，保持高壓、低壓供電恒定，定期清理儀器積塵以保證散熱系統(tǒng)的散熱效果等。雖然儀器使用年限較長，但只要在細(xì)微處重視儀器的日常質(zhì)控保養(yǎng)工作，就能保障儀器的長期正常運轉(zhuǎn)。

[1]劉洪陽,趙力,張海英.Discovery VH的符合成像原理及其質(zhì)量控制[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2014,29(11):72-74.

[2]王榮福.符合線路SPECT顯像原理及其應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2013,10(1):52-55.

[3]齊雪松,江泓,王式琦,等.核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的質(zhì)控方法[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志,2003,23(2):123-124.

[4]張峰,程木華,鄭子梅,等.探討符合線路SPECT/CT的日常質(zhì)量控制與質(zhì)量保證[J].分子診斷與治療雜志,2007,(3):32-35.

[5]劉興黨,邵鵬.上海市核醫(yī)學(xué)顯像儀器質(zhì)控檢測結(jié)果評估[J].核技術(shù),2002,25(5):371-374.

[6]林祥通.雙探頭SPECT、FDG、SPECT儀質(zhì)量控制中應(yīng)注意的幾個問題[J].中華核醫(yī)學(xué)雜志,2001,21(1):5.

[7]劉輝,安晶剛,宋穎.SPECT設(shè)備固有性能測試及結(jié)果分析[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2012,9(12):17-19.

[8]曾強生,賈曉娟,唐彩華.GE Hawkeye-SPECT儀“SENTAB”對均勻性校正價值[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2010,(7):114-115.

[9]金永杰.核醫(yī)學(xué)儀器與方法[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2010:107.

[10]魯向.核醫(yī)學(xué)儀器的質(zhì)量控制及圖像校正[D].鄭州:鄭州大學(xué),2005:38.

[11]金永杰.核醫(yī)學(xué)儀器與方法[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2010:82.

Uniformity Calibration and Analysis in Daily Quality Control of Hawkeye SPECT/CT

Objective To summarize the uniformity calibration method of daily quality control (QC) of Hawkeye device and to analyze the common causes of property drift. Methods Part of the QC data of Hawkeye device collected in our hospital from January 2013 to June 2013 was selected to make an analysis of its uniformity. The bright spot was found in the center field of Hawkeye probe in the hospital,and its CFOV (Center Field of View) uniformity values deviated greatly (23.17%). In view of this,the ITER (Iterative Calibration) procedure of Hawkeye device was initiated for correction of the CFOV uniformity values. Results The intrinsic uniformity of the device went back to normal value (CFOV＜3.5%) after correction. Conclusion Effective daily QC could correct the uniformity value drift of Hawkeye device,which enables the maintenance of its uniformity in perfect status and assures its complete performance.

Hawkeye device;single photon emission computerized tomography;quality control;uniformity;energy peak position;energy resolution

ZHANG Feng,CHEN Yu-dao,XIE Liang-jun,PENG Xiao-lin,CHEN Yi,FAN Ri-sheng
Department of Nuclear Medicine,the Third Hospital Affiliated to Sun Yat-sen University,Guangzhou Guangdong 510630,China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.09.033

1674-1633(2016)09-0116-03

2015-08-12

作者郵箱：zzzfff168@163.com