SPECT/CT質(zhì)量控制常見問題分析與解決方案研究

陳興華 李亞明* 刁 堯 李德順

隨著核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的普及，愈來愈多的單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(single photon emission computed tomography，SPECT)設(shè)備和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像/計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT/CT)設(shè)備進(jìn)入到各級醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)。Symbia T系列SPECT作為一款主流核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，因其良好的性能，穩(wěn)定的表現(xiàn)被多家醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)所采購和使用。隨著國家對核醫(yī)學(xué)設(shè)備的重視，尤其是2019年1月25日國家衛(wèi)健委發(fā)布的《伽瑪照相機(jī)、單光子發(fā)射斷層成像設(shè)備(SPECT)質(zhì)量控制檢測規(guī)范》(WS523-2019)[1]要求，伽馬照相機(jī)、SPECT使用單位應(yīng)制定包括質(zhì)量控制檢測計(jì)劃的質(zhì)量保證方案并保證其正確實(shí)施，明確指出固有均勻性和旋轉(zhuǎn)中心等強(qiáng)制質(zhì)量控制項(xiàng)目和檢測標(biāo)準(zhǔn)，表明核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備質(zhì)量控制的重要性。

質(zhì)量控制是保證設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行的重要手段，日常操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性成為質(zhì)量控制的重中之重[2]。然而在日常質(zhì)量控制中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)說明書上未提到的問題，或是未遇到過的問題讓質(zhì)量控制人員不知所措。為此，本研究就Symbia T系列的SPECT/CT日常質(zhì)量控制流程和常見問題及解決方法進(jìn)行匯總。

1 SPECT/CT質(zhì)量控制

SPECT/CT是由SPECT和X射線計(jì)算機(jī)斷層成像掃描(computed tomography，CT)組成的一體化影像檢查設(shè)備，而Symbia T系列SPECT/CT是其中被多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用的一款比較主流的SPECT/CT，一次檢查不僅能提供病變部位細(xì)微的解剖結(jié)構(gòu)變化，還能觀察病變部位的功能和代謝改變，具備了SPECT和CT的優(yōu)點(diǎn)，能提高影像診斷的準(zhǔn)確性[3-4]。

1.1 固有均勻性質(zhì)量控制

固有均勻性測試的目的是了解每日患者檢查前儀器探頭內(nèi)部各光電倍增管(photomultiplier tube，PMT)的放大效率的一致性，補(bǔ)充不足和過度放大的信號，使各PMT受到的電源電壓的波動、溫度的改變以及晶體靈敏度的差異等因素對成像的干擾降到最低[5-6]。固有均勻性測試結(jié)果是不同深淺顏色代表的各PMT實(shí)時(shí)測量值的積分和微分加權(quán)后的差異大小的體現(xiàn)，可通過調(diào)節(jié)和補(bǔ)償各不同PMT的差異，獲得均勻的圖像。固有均勻性測試PMT真實(shí)值見圖1。

圖1 固有均勻性測試的光電倍增管(PMT)真實(shí)值

1.1.1 固有均勻性測定

卸掉準(zhǔn)直器，確定患者位置監(jiān)視器(patient positioning monitor，PPM)上顯示的背景計(jì)數(shù)率＜0.4 kcts/sec，配制一個(gè)放射性活度為35 μCi的核素锝99(99Tcm)點(diǎn)源，將一小塊卷緊的棉花(直徑＜3 mm)放入隨系統(tǒng)一起提供的特制小瓶的錐體部分[7]。將99TCm按推薦量滴到棉花上，檢查監(jiān)視器上的顯示計(jì)數(shù)率介于15～50 kcts/sec，以確保放射源強(qiáng)度適當(dāng)。拉出位于機(jī)架方向的集成放射源固定裝置，將裝有點(diǎn)源的特制小瓶固定到機(jī)架質(zhì)量控制拉桿上。配套放置99TCm點(diǎn)源的小瓶見圖2，固定特制小瓶的機(jī)架質(zhì)量控制拉桿見圖3。

圖2 配套放置99TCm點(diǎn)源的特制小瓶

圖3 固定特制小瓶的機(jī)架質(zhì)量控制拉桿

登記1 例新患者，在該患者目錄下打開N M Daily QC程序。依次完成第一個(gè)tuning程序和第二個(gè)tuning程序，該tuning調(diào)諧程序不需要每日均進(jìn)行調(diào)諧，但至少每周應(yīng)執(zhí)行一次。下一步執(zhí)行固有均勻性測試，系統(tǒng)將自動調(diào)整檢查床的高度，使放射源位于兩個(gè)探測器中心，系統(tǒng)將同時(shí)為兩個(gè)探測器采集一個(gè)1千萬計(jì)數(shù)均勻度校正泛源，采集泛源完成后，工作流將繼續(xù)進(jìn)行泛源計(jì)算程序[8]。滿足固有均勻性檢測標(biāo)準(zhǔn)即完成固有均勻性測試。NM Daily QC程序患者登記界面見圖4，固有均勻性檢測正常值見表1。

圖4 NM Daily QC程序患者登記界面

表1 固有均勻性檢測正常值(%)

1.1.2 固有均勻性測試常見問題

固有均勻性測試常出現(xiàn)的錯誤代碼為：“A motion error has occurred(1200：0079)”，該代碼顯示為一種運(yùn)動錯誤，其發(fā)生是由于準(zhǔn)直器在歸位過程中未回歸原位，位置傳感器未收到正確的信號造成的一種運(yùn)動錯誤。通常有兩種原因：①由于準(zhǔn)直器托架回歸準(zhǔn)直器車的過程中因地面下沉或軌道磨損增大摩擦力，發(fā)生嵌頓或用力過大造成的反彈，使SPECT/CT準(zhǔn)直器車的位置傳感器未接收到準(zhǔn)直器回歸入位的信號導(dǎo)致報(bào)錯；②由于準(zhǔn)直器車下方的鎖止裝置未能完全復(fù)位，造成的報(bào)錯。準(zhǔn)直器托盤未完全回歸原位示例見圖5。

圖5 準(zhǔn)直器托盤未完全回歸原位示例

由于準(zhǔn)直器鎖止裝置流程上會在更換完準(zhǔn)直器后降低檢查床時(shí)回歸原位，當(dāng)檢查室地面不平或準(zhǔn)直器車與檢查床高度對位調(diào)校過后，因重力造成的設(shè)備內(nèi)部應(yīng)力會導(dǎo)致準(zhǔn)直器托架的輕微移位，導(dǎo)致準(zhǔn)直器車上托架鎖止裝置未能完全歸位，并在下次連接準(zhǔn)直器車時(shí)接收到“A motion error has occurred(1200：0079)”的錯誤代碼[9]。準(zhǔn)直器鎖止裝置未能完全復(fù)位示例見圖6。

圖6 準(zhǔn)直器鎖止裝置未能完全復(fù)位示例

1.1.3 解決方法

“A motion error has occurred(1200：0079)”錯誤的解決方法有兩種。①對因地面下沉或軌道磨損原因造成的準(zhǔn)直器托架未回歸原位造成的報(bào)錯，常見于2號、3號和4號準(zhǔn)直器托架未能完全回位，可將該3排準(zhǔn)直器依次向內(nèi)推入準(zhǔn)直器車，后點(diǎn)擊PPM界面綠色回車標(biāo)志即可消除錯誤提示進(jìn)行后續(xù)操作；②對因準(zhǔn)直器車鎖止裝置未能完全復(fù)位造成的準(zhǔn)直器車鎖止裝置未回歸原位造成的報(bào)錯，常見于1號準(zhǔn)直器托架，應(yīng)先將位于準(zhǔn)直器車右下方的白色鎖止裝置向上移動，解鎖該裝置，然后向準(zhǔn)直器車內(nèi)推動1號準(zhǔn)直器托架，使其完全歸位，松開白色準(zhǔn)直器托架鎖止裝置，點(diǎn)擊PPM界面綠色回車標(biāo)志，即可消除錯誤提示進(jìn)行后續(xù)操作。

1.2 旋轉(zhuǎn)中心質(zhì)量控制

旋轉(zhuǎn)中心是機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)、探頭電子坐標(biāo)和計(jì)算機(jī)圖像重建坐標(biāo)共同的重合點(diǎn)，是虛設(shè)的機(jī)械點(diǎn)，位于旋轉(zhuǎn)軸上，是SPECT/CT中SPECT部分的重要斷層指標(biāo)。旋轉(zhuǎn)中心的質(zhì)量控制目的是在SPECT/CT中的SPECT部分做點(diǎn)源360°采集中在任何方向上的投影時(shí)，該點(diǎn)源的投影均定位于圖像中心，防止設(shè)備由于機(jī)械精度不良和其他原因造成旋轉(zhuǎn)中心位置變化，即旋轉(zhuǎn)中心飄移造成設(shè)備采集或重建的點(diǎn)源圖像發(fā)散或形成環(huán)狀偽影，降低圖像分辨能力，影響影像診斷的準(zhǔn)確性[10-11]。

1.2.1 旋轉(zhuǎn)中心測定

旋轉(zhuǎn)中心測定分為H方式和L方式兩種模式，其區(qū)別在于兩個(gè)探頭的方向不同和夾角不同[12]。H方式的探頭夾角為180°，L方式的探頭夾角為90°，其他的操作方法均相同，僅在選擇掃描程序時(shí)分別對應(yīng)選擇多頭配準(zhǔn)(multiple head registration，MHR)/旋轉(zhuǎn)中心(centre of rotation，COR)180 Calibration 5 Points Study和 MHR/COR 90 Calibration 5 Points Study即可[4]。L方式下的旋轉(zhuǎn)中心測試見圖7，旋轉(zhuǎn)中心測試應(yīng)用程序見圖8。

圖7 L方式下旋轉(zhuǎn)中心測試

圖8 旋轉(zhuǎn)中心測試應(yīng)用程序

旋轉(zhuǎn)中心測定采集條件。①選擇矩陣：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個(gè)劑量為1～2 mCi(1 mCi=37 MBq)的核素99Tcm點(diǎn)源放置于隨系統(tǒng)配備的專用MHR/COR模型支架中，將該模型放置于檢查床對應(yīng)位置，點(diǎn)擊質(zhì)量控制程序開始按鈕，SPECT/CT檢查床自動調(diào)整床位，調(diào)整探頭距離，匹配對應(yīng)的探頭夾角方式，開始進(jìn)行旋轉(zhuǎn)中心質(zhì)量控制測試。

旋轉(zhuǎn)中心測試L方式正常范圍為：旋轉(zhuǎn)中心≤10 mm(相對于系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)中心，探測器中心的偏移量)，軸向移動≤5 mm(探測器之間的軸向偏移量)，反投影角≤0.8 mm(探測器之間的相對角偏移量)。滿足旋轉(zhuǎn)中心測試正常范圍要求即為測試合格，可單擊提示“接受這些校準(zhǔn)并設(shè)置為當(dāng)前值”將信息保存到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中，反之可拒絕。

1.2.2 旋轉(zhuǎn)中心測試常見問題

旋轉(zhuǎn)中心測試常見的錯誤提示為：“The expected number of point sources were not found in the input series.Series＜colimator name>”，該代碼是一個(gè)點(diǎn)源數(shù)量不正確的錯誤提示。根據(jù)SPECT/CT設(shè)備使用手冊要求，該質(zhì)量控制程序需要一個(gè)5點(diǎn)的點(diǎn)源模型進(jìn)行測試，但點(diǎn)源放入的位置和數(shù)量并沒有錯誤，而提示錯誤的原因是系統(tǒng)識別出的點(diǎn)源數(shù)量不符合5個(gè)。常見原因?yàn)椋孩僖蚺渲玫狞c(diǎn)源由于放射性活度計(jì)不準(zhǔn)確，配置人員疏忽造成放射性活動過低(＜1 mCi)或過高(＞2 mCi)(1 mCi=37 MBq)，或5個(gè)點(diǎn)源各自匹配＞20%，超過系統(tǒng)的寬容度，導(dǎo)致系統(tǒng)識別的點(diǎn)源數(shù)量少于要求數(shù)量；②配置好的點(diǎn)源在提取和轉(zhuǎn)移以及放置MHR/COR模型過程中有傾倒或橫置造成點(diǎn)源掛壁在配套的小瓶中，分散為2個(gè)或多個(gè)點(diǎn)源，使總點(diǎn)源數(shù)量改變，每個(gè)點(diǎn)源間的差異＞20%，導(dǎo)致系統(tǒng)識別的點(diǎn)源數(shù)量不符合系統(tǒng)要求。

1.2.3 解決方法

“The expected number of point sources were not found in the input series.Series＜colimator name>”錯誤的解決方法為：對于點(diǎn)源放射性活度計(jì)測量不準(zhǔn)確情況，需專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)對活度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。對于點(diǎn)源匹配活度不達(dá)標(biāo)或點(diǎn)源分散問題，需重新配置放射性活度合格的點(diǎn)源，保證每個(gè)點(diǎn)源之間的活度差異在20%以內(nèi)，同時(shí)在轉(zhuǎn)移放置過程中保持承裝點(diǎn)源的配套小瓶直立。通過上述方法重新進(jìn)行旋轉(zhuǎn)中心測定通常即可通過測試。旋轉(zhuǎn)中心測試結(jié)果見圖9。

圖9 旋轉(zhuǎn)中心測試結(jié)果

2 SPECT/CT質(zhì)量控制效果

SPECT/CT各種運(yùn)動故障多來自于檢查床和準(zhǔn)直器車接口[5]。SPECT/CT設(shè)備說明書上并未提到上述問題也無解決方法，設(shè)備出現(xiàn)故障將造成質(zhì)量控制無法正常完成。

歸納總結(jié)本研究的質(zhì)量控制解決方法，之前設(shè)備出現(xiàn)故障只能通過報(bào)修設(shè)備廠家遠(yuǎn)程指導(dǎo)或指派工程師到場維修，平均每次用時(shí)約2～8 h方可解決，如無本地工程師甚至用時(shí)更長，而采用本研究的方法可在20 min內(nèi)解決無法完成的質(zhì)量控制問題。若設(shè)備質(zhì)量控制不能順利通過，將造成預(yù)約患者檢查延期，將本研究方法總結(jié)并普及設(shè)備相關(guān)使用人員后，每次設(shè)備維修時(shí)間僅需20 min即可完成，僅此每月還可延長設(shè)備使用時(shí)長20 h，極大減少使用人員和患者的等待時(shí)間。

3 討論

SPECT/CT設(shè)備長時(shí)間工作和機(jī)械磨損后，均會造成性能下降和運(yùn)動故障。為保證圖像質(zhì)量，滿足臨床需求，離不開對設(shè)備的質(zhì)量控制[13]。只有深入了解和掌握SPECT/CT的設(shè)備原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)，并在平時(shí)的質(zhì)量控制中多總結(jié)歸納遇到的問體及解決方法，可延長設(shè)備使用壽命，避免設(shè)備宕機(jī)[14]。

4 結(jié)論

本研究的SPECT/CT常見問題解決方法能在較短時(shí)間內(nèi)解決SPECT/CT設(shè)備自身無法完成的質(zhì)量控制問題，使設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)，延長設(shè)備使用時(shí)長，減少使用人員和患者等待時(shí)間。