Hawkeye SPECT/CT日常質控中的均勻性校準與分析

張峰，陳宇導，謝良駿，彭小林，陳誼，范日升

中山大學附屬第三醫院 核醫學科，廣東 廣州 510630

Hawkeye SPECT/CT日常質控中的均勻性校準與分析

張峰，陳宇導，謝良駿，彭小林，陳誼，范日升

中山大學附屬第三醫院 核醫學科，廣東 廣州 510630

目的總結Hawkeye SPECT/CT固有均勻性在日常質量控制中的校準方法，并分析其產生性能漂移的常見原因。方法選擇我院2013年1月～6月Hawkeye儀器日常質控的部分數據，分析儀器的均勻性等基本情況；針對我院Hawkeye探頭出現的中心視野“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%）的現象，使用儀器提供的迭代校準程序（Iterative Calibration，ITER）進行校正。結果儀器固有均勻性通過校正后均可達到正常值（CFOV＜3.5%）。結論Hawkeye儀器均勻性值的漂移可以通過有效的日常質量控制得到校準，通過校準可以使相機均勻性保持在較理想狀態、儀器整體性能得以保證。

SPECT；質量控制；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，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，并兼備有單光子SPECT顯像和18F正電子探測功能，在國內占有率高，是核醫學影像的主要儀器之一。該儀器能將CT圖像與核醫學圖像同機融合，把核醫學影像帶入到了一個新的高度。

由于大型儀器專業性較強，做好儀器日常的質量控制和保養，對保證儀器性能和延長儀器使用壽命具有重要價值。儀器性能質量控制是核醫學影像工作的重要組成部分，是保障圖像質量的重要環節[1-4]。SPECT如果使用不當或質量控制不嚴格，很容易產生偽影或致圖像質量低劣；相機均勻性不良會導致系統性能的下降，將直接影響圖像質量，進而影響診斷結果[1,5]。均勻性指標是SPECT顯像系統最重要的指標之一。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量控制中必須做的，并且需要經常測試并校準以滿足臨床圖像質量要求[7]，其中心視野均勻性（Center Field of View，CFOV）的監測及校準又是核醫學顯像工作中最受關注的質量控制內容之一。

1 Hawkeye儀器日常基本質控

1.1 方法

該儀器提供了一些均勻性方面的質量控制程序供用戶靈活選擇使用，日常基本質控內容和方法如下：

（1）準備工作：選擇機器空檔時間，用數字多功能表面污染儀測試機房周圍環境，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，計數率約20 kc/s；卸去準直器，裝上纖維隔片準直儀（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果，兩個探頭分別用同樣方法測試。

（2）每日質量控制（Daily QC）：適用于基本采集前的日常質量控制、圖像質量測試，主要用于儀器性能穩定性的檢測。主要測試內容包括：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 圖像的靜態觀察、線性及靈敏度校正；③ 按照NEMA標準測量圖像的均勻性。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的結果是否在正常范圍內。當結果偏離正常范圍時，需執行每周質量控制（Weekly QC）校正程序進行校正。

（3）每周質量控制：當Daily QC測試值在規定值以外時，必須執行Weekly QC程序校正。Weekly QC主要是進行能量、線性及靈敏度微調，一般每周進行一次[8]。測試方法為：開啟Weekly QC測試程序采集，得到測試結果，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。當結果不理想時，可再一次執行Weekly QC程序進行校正，如果結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）程序進行校正。

（3）創建SENTAB與均勻性校正：由于儀器使用年限較長，近年來在質量檢測時發現，能量和線性都還比較穩定，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到正常范圍，這可能是由于硬件電路等性能改變，導致靈敏度、均勻性下降所致，此時需要重新建立均勻性校正圖。該系統提供的SENTAB維護程序，可以重新創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。然后再執行QC測試，結果一般可以恢復到正常范圍。開啟SENTAB維護校正程序采集，重新創建新的靈敏度校正圖，并對均勻性進行實時校正，最后執行Daily QC程序測試校正結果，結果通常可以達到理想值。

1.2 結果

選擇我院2013年1月～6月Hawkeye儀器日常質控的部分數據（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%，是符合儀器質控的一般要求的。但當Daily QC測試結果能峰位置＜139 keV或＞141 keV，能量分辨率＞11.0%，CFOV值＞3.5%時，建議應用Weekly QC軟件進行微調校準，以免基本性能漂移過大。通過分析上表數據，1月、2月、5月份儀器的各項性能指標比較穩定，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測試進行微調就可以。但是3月、4月、6月份中性能指標波動較大，特別是CFOV均勻性值達到6.0%左右，行Weekly QC無法得到理想結果。此時，在排除硬件故障等原因后，須行SENTAB維護程序實時校正，再行Daily QC測試校正結果，均勻性恢復到2.0%左右的理想值。

表1 2013年1～6月Hawkeye儀器質控部分檢測結果

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

2.1 故障現象

某次做基本質控時，1號探頭出現的中心視野“亮點”現象（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無法調整過來。

2.2 故障分析

排除外界干擾后，確定應該是光電倍增管（Photo Multiplier Tube，PMT）老化引起的問題，導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程序進行校正，調整某些PMT的增益，使某一區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電路的軟件調節程序，調整PMT增益控制電路的電壓來進行微調，最終達到校準的目的。當然，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節來校準，必須維修更換才能解決問題。

2.3 校準測試及結果

開啟ITER測試程序，采集總計數720000，然后執行SENTAB程序實時校正，最后再執行Daily QC測試，結果均勻性恢復到正常值（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 總結與討論

相機的均勻性是儀器的重要指標，均勻性的好壞直接影響到圖像質量，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生提供準確的信息[10]。對于Hawkeye鷹眼顯像系統，應該在日常保養中加強質控工作，特別是在使用年限較長、故障率高發期更應加強維護和保養。均勻性指標始終是重點監測內容之一，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的光耦合部分區域不良，高壓電路或設備穩定性差等[11]。非均勻性結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行實時檢測，加強儀器質量控制方面的工作，及時掌握儀器的基本情況，以保證儀器性能的穩定。另外也要加強其它軟硬件方面的維護，比如加強晶體的日常護養，減少非正常開、關機，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的散熱效果等。雖然儀器使用年限較長，但只要在細微處重視儀器的日常質控保養工作，就能保障儀器的長期正常運轉。

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

[2]王榮福.符合線路SPECT顯像原理及其應用[J].中國醫學裝備,2013,10(1):52-55.

[3]齊雪松,江泓,王式琦,等.核醫學影像設備的質控方法[J].中華放射醫學與防護雜志,2003,23(2):123-124.

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

[5]劉興黨,邵鵬.上海市核醫學顯像儀器質控檢測結果評估[J].核技術,2002,25(5):371-374.

[6]林祥通.雙探頭SPECT、FDG、SPECT儀質量控制中應注意的幾個問題[J].中華核醫學雜志,2001,21(1):5.

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[9]金永杰.核醫學儀器與方法[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2010:107.

[10]魯向.核醫學儀器的質量控制及圖像校正[D].鄭州:鄭州大學,2005:38.

[11]金永杰.核醫學儀器與方法[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,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