目前,单光子发射计算机断层扫描装置(SPECT机)在临床的应用逐渐增多,对于多项疾病的诊断和治疗起到十分重要的作用。它作为核医学影像诊断中精密的显像装置,SPECT机的质量控制是可靠影像结果的质量保证。为了解广东省临床上使用SPECT机的性能状况,探讨提高SPECT机的影像质量控制措施,依照2007版NEMA(美国电气制造商协会)标准[1]及各厂家标准,通过SPECT性能检测模体和SPECT设备质量控制专用分析软件,对广东省三个厂家的21台SPECT设备性能进行定量检测和结果分析。
1 对象与方法 1.1 对象与检测项目对广东21台SPECT机进行了性能检测,其中西门子公司7台,GE公司9台,飞利浦公司5台,均为双探头设备,碘化钠晶体厚度为3/8英寸的有17台,1英寸的4台。生产年限最早为2000年,最近为2017年。检测项目分为两大部分:①固有性能指标:固有积分均匀性、固有空间分辨力、固有空间微分线性、固有最大计数率;②系统性能指标:系统平面灵敏度、系统空间分辨力、断层空间分辨力、全身平面空间分辨力。使用的检测设备是SPECT设备性能测试专用模体和SPECT设备质量控制专用分析软件,CAPINTEC公司的CRC-25R放射性活度计。
1.2 方法按照2007版NEMA(美国电气制造商协会)标准进行性能检测。检测时,使用的放射性药物为99mTc。SPECT机能峰设置为140 keV,能窗设置为20%。检测固有性能项目时卸去准直器,检测系统性能项目时使用低能高分辨准直器。检测完成后,将DICOM格式的图像文件,导入到计算机,使用SPECT设备质量控制专用分析软件进行计算,得出结果。
1.3 评价标准根据厂商技术指标要求,对所检测的项目进行评价,其评价标准见表 1。
对广东省的21台SPECT机进行性能检测,其中3台为验收检测,18台为状态检测。检测结果见表 2、表 3。表 2给出的是21台SPECT机42个探头的检测结果,当任何一个探头不符合限值要求时,则该项结果判定为不合格。
检测结果表明,在21台SPECT机中,固有积分均匀性和固有空间微分线性均不合格的有6台,占总数的29%,固有积分均匀性、固有空间微分线性和全身空间分辨力均不合格的有1台, 占总数的5%,全部检测项目合格的有12台,占总数的57%。碘化钠晶体厚度是1 in并有不合格项的有3台,占晶体厚度是1 in设备总数的75%,碘化钠晶体厚度是3/8 in并有不合格项的有6台,占晶体厚度是3/8 in设备总数的35%。验收检测设备合格率为100%,状态检测设备合格率为50%。不合格检测项目主要集中在固有积分均匀性和固有空间微分线性,与刘辉、卢峰、宋颖等分析结果一致[2-4]。有一台机的其中一个探头的“全身平面空间分辨力”结果为14.36 mm,结果判定为不合格,与该探头的固有积分均匀性和固有空间微分线性的结果较差有很大关系[5]。
3 讨论 3.1 固有积分均匀性与固有空间微分线性的结果对图像质量的影响这两个项目均属于设备的固有性能指标, 均是SPECT的重要质控项目,对SPECT机的图像质量有重要的意义。固有积分均匀性的变化将直接影响SPECT图像的分辨率及伪影的出现等[5],是造成临床上假阳性和假阴性最常见的原因之一。固有空间微分线性的变化是决定图像畸变的重要因素,如偏差过大,可能造成阳性灶的定位误差,导致临床误诊[3]。固有空间微分线性与固有积分均匀性有着密切的关系。如果图像发生严重位移,则在相同区域内均匀性会变差,需要同时进行校正,否则影像质量得不到保证。做好此两项的日常质控工作对保证临床图像质量具有重要意义。
3.2 不同晶体厚度对检测结果的影响从理论上说,在相同晶体种类和相同准直器的条件下,晶体厚度是影响设备性能指标的重要参数之一,但除此之外,设备性能指标还和光电倍增管的能量分辨率、电子线路的性能和不同厂家的图像处理函数等因素相关。此次所检的SPECT机,4台为1 in的碘化钠晶体厚度,17台为3/8 in的碘化钠晶体厚度。4台晶体厚度为1 in的检测结果未优于17台晶体厚度为3/8 in的检测结果,其原因为:①4台晶体厚度为1 in的设备使用年限均较长,使用年限都超过8年以上,存在晶体老化的原因;②不同设备存在电倍增管的能量分辨率、电子线路的性能和不同厂家的图像处理函数等因素的影响;③医院对设备保养和维护的意识不足,工作人员在日常工作中疏于对设备的管理。
3.3 状态检测十分重要检测结果表明,验收检测设备合格率为100%,状态检测设备合格率仅为50%,说明在设备经过验收检测合格后,日常的维护、保养和质量控制是非常重要的,是保证临床影像诊断的关键,而状态检测正是检查日常维护、保养和质量控制效果的重要手段。目前,大多数是医院对SPECT机的质量控制工作不够重视,有些单位出于经济成本的考虑,甚至即使发现问题也要将就着用于临床诊断,这对设备的正常使用、延长寿命、提高影像质量、降低受检者的受照剂量等有着不良影响,是医患矛盾形成的因素之一。所以,状态检测的执行不但能有效保证临床影像质量,保证设备是在良好的状态下运行,还可以提高临床诊断的正确率,避免医患矛盾的发生。
3.4 质量控制意识与技术水平有待提高SPECT是精密的大型医用设备,对环境的温度和湿度的要求苛刻,设备的影像质量与诸多因素有关,其工作状态往往会产生漂移,操作人员应具备一定的日常维护技能和意识,从而保证影像质量。
影响固有积分均匀性和固有空间微分线性的因素相同,有以下四个方面:①设备的使用年限较长,晶体和探测器老化或损坏;②设备未能做好日常的质控工作,导致探头中的光电倍增管增益而出现故障;③光电倍增管失效;④空间的非线性。固有积分均匀性是在日常操作人员就可以校正的,且测试简单,只需要配置简单的点源即可,所以固有积分均匀性应在日常定期进行质控检查,若该项目明显变差,还应对固有空间微分线性进行校正。检测结果表明,占半数的医院对设备的质控意识不够或操作人员的技术水平差,无法及时对设备进行质控工作,导致设备带故障工作,直接影响影像质量。SPECT机的日常质量控制是保证影像质量的重要环节,是检测设备工作状态、早期判断设备故障的重要手段,因此,加强医院操作人员的培训,做好医院设备质控管理的流程,提高工作人员的质控意识和技术水平是保证影像质量的重要工作。
3.5 SPECT质量控制标准有待完善在质量控制标准方面,在我国注册上市的国外SPECT生产厂商均认可NEMA标准,且在设备的技术文件中均有按NEMA标准方法检测的技术指标数据,近年来,NEMA NU 1-2007已转化为国家标准(GBT 18989-2013、GBT 18988.2-2013和GBT 18988.3-2013)。2011年,国家放射卫生标准委员会启动制定在我国切实可行的有关标准,“SPECT质量控制检测规范WS/T-XXX-XXXX”已通过标委会审查,并上报批准,待发布[6]。目前我国SPECT机的质控标准要求是按厂商的技术指标来判定,缺乏一个统一判定要求的国家标准,导致许多检测机构只能按国家标准方法来对设备进行检测,而无国家标准的限值要求对检测的结果进行评价。通过对21台SPECT机的检测结果进行分析,为新标准的发布提供数据支持,如固有空间分辨力、系统平面灵敏度、固有最大计数率、系统空间分辨力、断层空间分辨力、全身平面空间分辨力等状态检测合格率较高的项目,应尽量减少状态检测的频率,从而降低检测对临床工作的影响,而固有积分均匀性、固有空间微分线性等状态检测不合格率较高的项目,应尽量提高检测的频率,从而保证临床影像诊断质量。
[1] |
NEMA.Standards publication NU1-2007: performance measurements of gamma cameras[S]. NEMA, 2007.
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[2] |
刘辉, 安晶刚, 宋颖. SPECT设备固有性能测试及结果分析[J]. 中国医学装备, 2012, 9(12): 17-19. |
[3] |
卢峰, 宋钢, 李全太, 等. 9台SPECT设备性能测试及结果分析[J]. 中国辐射卫生, 2013, 19(4): 417. |
[4] |
宋颖, 刘辉. 核医学设备单光子发射计算机成像系统性能现状调查[J]. 中国医学装备, 2015, 12(10): 9-11. DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.10.003 |
[5] |
李永钊, 林伟, 丁志辉. SPECT质量控制管理[J]. 现代临床医学生物工程学杂志, 1999, 5(3): 174-176. |
[6] |
姚树林, 陈英茂, 耿建华, 等. SPECT质量控制检测系统的设计与实现[J]. 中国医学装备, 2016, 13(9): 6-10. DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.09.002 |