PET/CT的PET質(zhì)量控制

余冬蘭，劉陽萍，易暢，匡銘

中山大學附屬第一醫(yī)院 a.設(shè)備科；b.核醫(yī)學科，廣東 廣州 510080

PET/CT的PET質(zhì)量控制

余冬蘭a，劉陽萍a，易暢b，匡銘a

中山大學附屬第一醫(yī)院 a.設(shè)備科；b.核醫(yī)學科，廣東 廣州 510080

確保PET/CT設(shè)備安全穩(wěn)定運行，減少故障發(fā)生率，延長使用壽命，降低維修成本，必須嚴格執(zhí)行PET/CT的日常質(zhì)量控制。本文主要從PET的日常質(zhì)量控制（Daily QC）、均勻性測試、探測器歸一化校正、空間分辨率測試、PET/CT圖像融合測試等幾方面研究PET的質(zhì)量控制。實踐證明，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程和日常質(zhì)量控制，能降低PET/CT的故障發(fā)生率，最大限度地發(fā)揮其使用率，實現(xiàn)其價值。

PET/CT；探測器；質(zhì)量控制；預防性維護保養(yǎng)

0 前言

正電子發(fā)射斷層顯像/X線計算機體層顯像（PET/ CT），它將PET和CT完美地結(jié)合在一起，集功能與解剖影像于一身，其優(yōu)勢己經(jīng)被臨床所認識，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，尤其在腫瘤診斷、分期等方面有其絕對優(yōu)勢[1-2]。因此，越來越多的醫(yī)院已配置或準備配置這一核醫(yī)學科最先進的醫(yī)療設(shè)備。然而，機器的高成本勢必推高機器的維修成本，那么如何降低PET/CT的維修成本，提高機器的正常使用率成為核醫(yī)學科和設(shè)備科常規(guī)工作不可避免的問題。由于CT的質(zhì)控與維保知識已經(jīng)比較普及，本文通過對我院引進的飛利浦 GEMINI GXL-16型PET/CT設(shè)備的實踐工作，從PET的角度探討PET/CT的日常質(zhì)控和預防性維護保養(yǎng)，總結(jié)分析保障PET/CT日常運行的方式和方法。

對PET控制的項目包括：日常質(zhì)量控制（Daily QC），均勻性測試，探測器靈敏度校正（歸一化），空間分辨率測試，PET/CT圖像融合測試，共5項。

1 日常質(zhì)量控制

PET的Daily QC可確保探頭系統(tǒng)的完整性。其步驟如下：將Philips（飛利浦）提供的 Daily QC模型（專用支架上裝有放射性點源22Na，活度為3.7 MBq）置于PET機架的指定位置，選擇自帶的Daily QC程序進行每日質(zhì)控。包括：系統(tǒng)初始化、基準數(shù)據(jù)收集、光電倍增管增益檢測、能量測試與分析（表1）、發(fā)射掃描正弦圖收集與分析。要求：每天掃描計劃開始執(zhí)行前都要執(zhí)行該質(zhì)量控制程序，而且必須保證每個項目都通過，Daily QC才算通過。

表1 能量分辨率結(jié)果

2 均勻性測試

測定探測器對視野內(nèi)任一均勻活度源的探測能力。由于計數(shù)的統(tǒng)計漲落及探頭的非均勻響應(yīng)，在均勻源的圖像上會造成計數(shù)偏差，該偏差越小，均勻性越好[3]。模型的均勻性圖像可以分反映PET的性能狀況，同時也反映由CT或其他穿透源本身或（和）衰減校正后造成的圖像非均勻性。因此，通過每次測試模型的均勻性圖像，可以直觀地評價系統(tǒng)的運行狀況。

均勻性測試分為斷層均勻性、體積均勻性和系統(tǒng)均勻性。采用NEMA 1994標準模型及采集重建方法，在每一斷層圖像上，以中心為圓心，勾畫一直徑為175 mm的圓形感興趣區(qū)（ROI），再用正交的直線將該感興趣區(qū)分成多個邊長為10 mm的小正方形區(qū)域。用這些小正方形區(qū)域中的計數(shù)可計算各種均勻性。根據(jù)廠家提供的測試程序進行測試即可。

我院檢測條件：放射源為740 MBq（20 mCi）18F-FDG；采集矩陣128×128；采集層厚2.00 mm；重建層數(shù)115。采集完畢后，根據(jù)廠家提供的設(shè)備檢測程序，由計算機自動求出有效視野（UFOV）和中心視野（CFOV）的積分值（IU）和微分值（DU）。PET的斷層均勻性通常由UFOV和CFOV的IU和DU表示。我們分別對標準模型中的水散射體和不規(guī)則散射體中心層面的斷層均勻性進行測算（水散射體所處的中心層面為40～42層，不規(guī)則散射體所處的中心層面為69～71層，下同），其結(jié)果見表2～3。由于GB/T18988.1-2003《放射性核素成像設(shè)備、性能和實驗規(guī)則 第1部分：正電子發(fā)射斷層成像裝置》中未對均勻性以及PET/CT斷層圖像位置匹配誤差等參數(shù)給出具體評價指標，所以，我們結(jié)合實驗結(jié)果以及臨床實際圖像質(zhì)量進行綜合判斷，均勻性結(jié)果符合臨床要求，可供同行參考。

表2 水散射體中的斷層均勻性

表3 不規(guī)則散射體中的斷層均勻性

3 探測器歸一化校正

PET中有成千上萬個探測單元，受其各自幾何位置和性能差異的影響，例如晶體條發(fā)光效率、晶體條與光電倍增管的耦合、晶體條對符合線的張角不同等因素，使其探測效率不盡一致。其校正方法是利用均勻分布的放射源，測量每個測量單元的計數(shù)響應(yīng)Di，i=1，…，M，M是PET探測單元總數(shù)，算出歸一化因子（NOPMi）：

4 空間分辨率測試

重建圖像的半高寬（FWHM）能反映PET在最佳狀況下能達到的最高分辨性能[4]。測試方法：選用放射性同位素是18F離子，比活度1480～2220 MBq/mL。用注射器針頭滴1滴在玻璃板或膠片上，用長度為100 mm、內(nèi)徑≤1 mm、外徑≤2 mm的毛細管吸取2～5 mm18F溶液，制成活度為1.85～3.70 MBq的點源；將3個點源固定在一個XY平面支架上，用激光定位線將模型置于視野中心，分別在1/2軸向FOV和1/4軸向FOV兩個位置測量，每個位置測量3個點，分別為（0 cm，1 cm），（0 cm，10 cm），（10 cm，0 cm），每個點測量3個方向的FWHM。采集程序及數(shù)據(jù)處理均由儀器提供的測試程序自動完成，并給出空間分辨率測試結(jié)果。要求：PET軸向空間分辨率（0 cm及10 cm處）分別為＜6.5 mm，＜7.0 mm；橫向空間分辨率（1 cm及l(fā)0 cm）分別為＜5.7 mm，＜6.5 mm。我們對不規(guī)則散射體中心層面的斷層（斷層數(shù)69～71）的空間分辨率進行了測算（表4），其結(jié)果符合臨床需求。

表4 空間分辨率

5 PET/CT圖像融合測試

PET/CT最大的優(yōu)勢就是將PET和CT的圖像結(jié)合起來獲取功能信息與結(jié)構(gòu)信息，能大大提高診斷準確性[5]。PET/CT圖像融合的質(zhì)量控制至關(guān)重要，以下簡要介紹PET/ CT圖像融合的測試方法。

選用Philips提供的圓柱體空心模型（該模型直徑為300 mm），內(nèi)注入148 MBq的18F溶液，測試時，模型由支架固定在掃描床的前端，體模緊鄰其后，啟動臨床全身掃描程序，完成1次完整的PET/CT掃描采集，然后濾波重建CT及PET橫斷層圖像，并進行圖像融合，觀察PET和CT配準情況。從PET模型斷層圖像上觀察分辨最小球的直徑，作為空間分辨評估，利用PET和CT的位置偏移距離來計算圖像位置的匹配程度（用mm表示）。測量選取了不規(guī)則散射體中心層面的斷層（斷層數(shù)69～71）的圖像位置匹配程度，其結(jié)果見表5及圖1。要求PET和CT的匹配誤差≤1 mm，顯然機器的匹配誤差不符合要求，提示要進行校正，不然會影響圖像質(zhì)量。

表5 CT與PET斷層圖像位置匹配誤差

6 結(jié)語

PET/CT的安全穩(wěn)定的運行和質(zhì)量保證是PET/CT得以廣泛開展的前提，這就要求我們必須配備具有高素質(zhì)的技術(shù)人員，嚴格按照操作規(guī)程操作儀器，加上精心維護與保養(yǎng)，保證機器的使用率，降低故障發(fā)生率和誤操作率[6-8]。希望我們對飛利浦GEMINI GXL 16 PET/CT質(zhì)量控制的工作經(jīng)驗能啟示大家對PET的質(zhì)量控制與保養(yǎng)的認識，形成科學的標準化的統(tǒng)一管理體系，使核醫(yī)學的這一利器能發(fā)揮其巨大的臨床效用和社會效益。

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[3] 耿建華,陳盛祖.PET的質(zhì)量控制與驗收測試[C].全國PET/CT新技術(shù)研討會暨PET讀片會資料匯編,2005.

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Quality Control of PET/CT

YU Dong-lana, LIU Yang-pinga, YI Changb, KUANG Minga
a.Department of Medical Equipment; b.Department of Nuclear Medicine, The First Affiliated Hospital of Sun Yat-Sen University, Guangzhou Guangdong 510080, China

Daily QC (Quality Control) of PET/CT should be strictly implemented so as to ensure the secure and stable operation, the lower failure rate and reduced maintenance costs of the PET/CT equipment. The QC of PET was explored in this paper from multiple aspects including daily QC, uniformity testing, normalized calibration, spatial resolution testing and PET/CT image registration testing. According to the practice, strict implementation of the operational procedures and daily quality control could reduce the failure rate of PET/CT and maximize its utilization value.

positron emission tomography/computed tomography; detector; quality control; preventive maintenance

圖1 PET/CT圖像融合測試圖

R197.39; TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.05.041

1674-1633(2015)05-0125-03

2014-11-20

2015-03-18

本文作者：余冬蘭，碩士，助理工程師。

匡銘，博士，教授。

通訊作者郵箱：yysbk168@163.com