PET-CT質量及風險控制

尚長浩

PET-CT是將PET和CT兩個設備有機地組合在一起，通過計算機及特殊軟件進行連接和共處理的三位一體的復合影像系統，是目前最先進的功能分子影像設備。PET-CT利用圖像融合技術，綜合了PET功能、分子代謝影像與CT精細解剖影像的優勢，在惡性腫瘤早期診斷、腫瘤分期、分級、臨床療效評估、隨訪監測、良性及惡性病變鑒別、協助臨床治療方案決策以及放療生物靶區確定等方面具有極為重要的作用，在心腦血管疾病、神經變性疾病、癲癇等的診斷有獨特價值[1]。要想得到效果較好的融合圖像，為臨床診斷提供有力的保障，PET、CT都必須具備非常高的精確度和靈敏度，并且在為患者檢查掃描時需要精準的使用正電子放射性藥物。就設備使用而言，無論圖像采集、處理還是診斷，PET-CT不是獨立的PET和CT的結合，而是二者的有機結合。因此，要實現PET-CT的質量控制必須是在保證PET和CT質量控制的基礎上，加上PET-CT結合的質量控制。PET、CT和PET-CT融合三個方面，任何一個環節的質量控制做的不夠，都不可能為臨床的診療工作提供高質量的PET-CT影像保障。放射性藥物是PET-CT賴以生存和技術更新發展的支柱，也是臨床醫生能夠較好的診斷和治療以及取得良好效果的保證[2]。因此，在放射性藥物的制備、質量檢驗、配送及輻射防護等方面必須嚴格加以控制。

1 PET-CT基本原理及其臨床應用

1.1 PET-CT基本原理

PET是利用正電子衰變核素標記的放射性藥物在人體內放出的正電子與組織相互作用，發生正電子湮滅(annihilation)，向相反的方向發射兩個能量為511 keV的γ光子，在相反方向可同時探測兩個γ光子。當γ光子與檢測器相互作用，形成一個電脈沖(electrical pulse)，脈沖高度分析器選擇能量符合511 keV電脈沖送入電子學線路，電子學線路把呈相反方向發生的兩個電脈沖信號送入顯像系統，計算機以此閃爍數據為基礎，重建生成PET。CT是建立在X射線成像的基礎上，依據各組織吸收X射線的程度不一樣，采用結構解剖顯像來診斷疾病。CT在PETCT中有三種基本功能：①能采用低輻射劑量技術進行局部和全身CT掃描，對檢查部位的病灶進行準確定位；②采用X射線對PET圖像進行衰減校正以提高PET圖像的質量；③CT的應用可避免放射性藥物攝取陰性腫瘤的漏檢。PET-CT檢查可以一次連續成像，得到全身檢查影像，從而對全身組織器官的功能和代謝狀況進行評估。

1.2 PET-CT臨床應用

PET-CT適用范圍非常廣泛，可用于臨床多種疾病的發現診斷及療效評估。PET-CT可用于人體多種腫瘤疾病的前期診斷，腫瘤的分期、分型和患者全身病情的評估；多種腫瘤治療療效評估及對腫瘤轉移灶的全身監測。PET還可用于各種精神系統疾病及神經方面的疾病診斷，可對癲癇患者進行術前定位、早期老性癡呆的診斷、精神系統疾病的評估、吸毒成癮的情況評估、戒毒效果鑒定、腦外傷患者的腦代謝狀況評估、其他腦代謝功能障礙判斷、腦缺血性疾病的早期診斷等[3]。PET在心血管疾病診斷方面也有著重要意義，只需一次掃描檢查就能對心臟血管硬化狀況和心肌缺血情況進行分析并提供精準的數據，對冠心病的早期診斷和評估有著重要作用。

2 PET-CT質量及風險控制

2.1 PET的質量控制

為檢驗PET探頭系統的完好，在每次執行掃描計劃前，需要執行質量控制程序。常規的質量控制通常使用容積模型掃描，用于判斷掃描儀的當前性能狀況。PET的日常質量控制主要是分以下步驟：①定位均勻性模型；②用激光燈將模型垂直居中；③激光應剛好與模型的邊緣相接，選擇日常質量控制程序。以便系統執行下面一系列操作：①根據輸入的計數進行掃描，計算出標準質量控制和日常質量控制模型掃描之間的卡方值；②將日常質量控制掃描和標準質量控制掃描進行對比，逐個進行效率計算，并對超出效率范圍的加以標記；③質量控制掃描完成后根據顯示的日常質量控制掃描結果查看正弦圖是否有異常，如果卡方值＞10，則PET需要維修，不能對患者實施掃描檢查。在PET質量控制過程中，需要重點關注均勻度、旋轉中心以及探頭和床的關系等方面的指標[4]。

2.2 CT的質量控制

為了達到獲得最佳圖像質量的目的，在CT的日常檢查和校正時可及時發現CT系統缺陷或校正偏差而導致的偽影。如開機后不執行該程序，則可能導致圖像質量下降，情況嚴重時甚至會導致對患者疾病的誤診。CT的質量控制主要有以下幾個步驟：開機啟動后，對檢查床進行定位，將水模置于掃描中心，對CT進行檢查與校正。CT的檢查與校正主要是對水模的3個參數進行檢測：CT值(HU)、圖像的像素噪聲、管電壓。

2.3 PET-CT的質量控制

PET-CT質控是建立在良好的PET和CT質量控制的基礎上，使兩種圖像達到準確配準的目的。準確配準的目的主要有二方面：

(1)獲得一個幾何位置非常準確的CT透射圖，對核素顯像進行衰減校正；其次準確的CT定位圖像是PET-CT圖像精確融合的重要依據。同機圖像融合技術的關鍵是兩種影像系統的準確對位，但一些客觀因是無法完全避免的，例如：外力作用力導致檢查床位置發生變化等。因此，在PET-CT日常的設備維護、質量控制工作中，要盡量將對圖像融合造成影響的各種因素降低至最小化。為保證PET和同機CT之間圖像幾何配準的準確，與單純的PET相比，對PET-CT檢查床的要求則更多。在圖像采集過程中，要采取必要的措施以控制兩者采集過程中因床板下沉而產生的不一致性所引起的兩者圖像失匹配。必須使床板高度的調節達到這一要求。

(2)患者的受檢查部位一定要置于檢查床上規定的位置。在PET-CT采集過程中最基本的、也是最重要的要求是受檢查者不能有任何的位置移動。如果受檢查者在PET采集過程中移動只有1.5個像素的位置，也可能導致本應正常的PET圖像出現異常。受檢查者的移動還可引起CT和PET幾何位置失配準，從而導致用于衰減校正的X射線透射圖定位不準確，其結果為核素顯像圖像不能得到正確的衰減校正以致于最終圖像采集失敗。

2.4 PET-CT維護和保養

2.4.1 工作環境的維護

機房應配備大功率的空調，確保溫度維持在20～22 ℃之間。PET水冷機或風冷機連續24 h工作，溫度設定在(19±1) ℃，壓力為2.14×105Pa；CT水冷機壓力在2×105Pa左右，如果低于1×105Pa時須及時加水。非工作時間需要有專職人員值班或巡視，發現機房溫度異常時需及時調整或報告。機房的濕度應保持在40%～60%之間。如機房濕度過大，可能會導致LSO晶體潮解或電路短路；如機房內太干燥，則使機房內出現灰塵多的情況，灰塵很容易使儀器表面易產生靜電從而導致機器損壞[5]。

2.4.2 機器保養

機器日常的預防性保養非常重要，做好預防性保養可將機器的故障率降到最低，使系統性能達到長期穩定的目的。同時，對機架或檢查床的運動部件、軸承的日常保養也不可忽視，定期添加合格的潤滑油，定期對CT滑環上的碳刷和空氣過濾器進行清潔、更換等工作，檢測水冷機水壓。檢查各部位的螺絲是否擰緊、限位開關是否有效、各接插件連接是否牢靠。

2.4.3 從業人員素質培養

目前，多數醫院核醫學科和影像科醫師、技師對彼此學科的知識掌握有限，對PET-CT的維護和使用也缺乏經驗，為了熟悉機器及操作、維修，合理制定和完成掃描檢查計劃，使機器處于最佳的工作狀態，必須對相關醫技人員進行技術培訓，加強兩學科人員間的相互學習，做到高質量地分析、解釋圖像，為臨床診療工作提供保障。

3 放射性藥物的質量控制

用于PET-CT顯像的放射性核素11C、13N、15O、18F等壽命短(半衰期分別為20.40 min、9.96 min、2.0 min、4 min、109.70 min)、能量單一，可對心臟、腦、腫瘤、神經等各種重要臟器生理代謝、受體結合反應、免疫等生物過程選擇性地動態顯像。但是由于以上放射性藥物半衰期短，不得不在醫院或接近醫院的地方制備，因此時間成為制約此類藥物質量控制的重要因素，所以要有更加簡便、快捷、準確并和制備合二為一的分析方法支持以及法規控制下的研制過程(GLP和GCP)和生產過程(GMP)的質量保證[6]。放射性藥物的質量控制包括原材料的質量和最終產品的質量控制兩部分。其中原材料包含靶材、所用化學試劑以及配制溶液、緩沖液的用水等。雖然日常不需要對所有的原材料都進行控制，但關鍵原材料和使用無菌、無熱原的水必須要加以控制，原材料的純度可通過中子活化和色譜法來進行分析。最終產品的質量控制包括對放射性核素純度、放射性比活度、放化純度、化學純度、無菌和無熱原等的數據分析及質量檢驗。

4 PET-CT及放射性藥物的輻射防護

PET-CT檢查是臨床核醫學，也屬于醫用輻射的一種。近年來，PET-CT的技術迅速發展，在臨床很多疾病的診斷起到重要作用，同時如何趨利避害，盡可能避免和減少醫用輻射可能產生的潛在危害也引起社會各界的普遍關注，醫用輻射防護上升到了一定的高度。輻射防護的主要目的是為醫患提供一個適宜的防護標準，但也不致過分地限制產生輻射照射的有益的實踐。

4.1 工作場所的輻射防護

根據核醫學科的設置要求，①功能區域應分為活性區、中間區和清潔區，放射化學實驗室、給藥室輻射劑量較大，應劃至控制區；②顯像室、患者床位區、放射性廢物儲存區等也有一定量的輻射劑量，應劃為監督區；③候診區、工作人員辦公室、電梯及走廊等應該為非限制區，監督區的地面、墻面和天花板應選擇易于去污的表面材料裝修；④控制區向外的通道，應設置表面污染檢測儀器、淋浴設備和更衣專用房間。

4.2 醫護人員的輻射防護

在PET-CT中心工作的醫護人員，包括操作PET-CT設備和讀片的醫生、分裝放射性核素及注射核素的人員以及醫院運輸放射性藥物的人員在日常工作中會受到職業照射。放射性藥物的操作既有內照射的防護問題，又有外照射的防護問題[7]。對于內照射的防護，應嚴格按規定在通風櫥或手套箱內處理放射性藥品，工作人員必須整齊、正確的穿戴所有的個人防護用品，如衣服、帽子、靴鞋、手套和口罩等。由于PET 所常用的放射性藥物放射線能量較高，因此工作人員還應充分利用時間、距離和屏蔽等各種措施進行外照射防護，例如用非放射性溶液進行抽取藥液的練習，熟練的掌握取藥和給藥技巧，盡量在最短的時間完成放射性藥物的操作。還可以用長距離操作工具操作放射性藥物；在操作給藥時，使用注射器鉛桶以及使用鉛屏風等。工作人員按國家規定應該在胸前佩戴個人劑量儀，定期檢測。

4.3 受檢者的輻射防護

受檢者的輻射防護關鍵在于對放射性藥物用量的控制。藥物的劑量問題十分重要，如果劑量大則違背輻射防護的最優化原則，使受檢者遭受不必要的照射；如果劑小則可能造成影像不清晰，影響臨床診斷。因此，必須根據不同診斷要求為患者制定嚴謹的用藥計劃，使放射性藥物的劑量選擇有充分的依據。CT掃描應采用劑量關懷程序，在不影響圖像質量的前提下盡量選擇較低的掃描參數。注射放射性藥物后，受檢者要避免互相輻射，排出的痰液、尿液應按放射性污物收集、處理。注射放射性藥物的受檢者也成為了放射源，形成了一個活動的輻射場, 極可能對其周圍人員造成潛在的輻射危害，為了避免對其他人員造成這些不必要的輻射，應該對這類受檢者采取設立單獨病房的措施，在其輻射劑量降到一定程度再出院。

5 結語

PET是20世紀90年代之后逐漸被廣泛應用于臨床的影像診斷手段，它代表了目前醫學影像技術的最高水平，其技術的發展和應用必將對疾病的診治水平產生極大的影響。PET-CT，不是簡單的PET與CT的機械合并，而是二者有機結合。只有認真做好儀器設備各項指標的質量控制和風險控制，才能使設備始終保持完好的性能狀態，從而獲得最佳的影像質量，為臨床的診療工作提供有力的技術支持。也只有堅持做好日常的監測工作，才能準確掌握設備及放射性藥物的性能，把握其變化規律，及時發現并排除可能出現的潛在問題，防患于未然。

[1]田嘉禾.PET、PET/CT診斷學[M].北京:化學工業出版社,2007.

[2]黨淑琴,夏振民.PET放射性藥物的質量保證和質量控制[J].同位素,2001,14(3-4):241-245.

[3]裴著果.當代顯像技術的優勢與臨床應用進展[J].中國臨床醫學影像雜志,1999,10(1):9-11.

[4]王昌軍.PET/CT圖像融合的儀器質量控制探討[J].臨床工程,2010,25(7):103-104.

[5]楊軍,吳建偉,艾書月,等.PET-CT的質量控制和質量管理[J].質控與安全,2006,27(9):71-73.

[6]Emran AM. New Trends in radiopharmaceutical synthe is. quality assurance and regulatory control[M].New York: Plemum Press,1991.

[7]Chiesa C, De Sanctis V, Crippa F, et al. Radiation dose to technicians per nuclear medicine procedure: comparison between technetium-99m, gallium-67, and iodine-131 radiotracers and fluorine-18 fluorodeoxyglucose[J].Eur J Nucl Med, 1997,24(11):1380-1389.