【转贴】核医学显像的质量控制和保证(上)

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核医学显像的质量控制和保证
                                                    林样通 朱汇庆
摘要：核医学显像质量控制对质量保证的／重要性是不言而喻的。近十年来我国的核医学显像有了较大的发展，仪器状况也较十几年前有了较大改观，核医学显像质量控制的水平在不断提高，并在多地区成立了相关的核医学质控机构。本文就核医学显像质量控制和质量保证的概念作了简单的概述，并就核医学显像仪器(照相机、SPECT和PET)的主要质控内容和操作以及核素标记药物作了介绍。对照相机和SPECT而言，质控项目主要是空间分辨率、均匀性、平面灵敏度、断层灵敏度、分辨率、空间线性、旋转中心等；PET的质控内容主要为空间分辨率、散射测量、灵敏度、均匀性、衰减校正等；放射性药物的质控亦略作讨论，同时文章还指出当前核医学显像质控方面存在着一些带有普遍意义的不足。相信随着大家对核医学显像质控的不断重视，核医学显像质量将更上一层楼。

基本概念


　　1．质量与医疗质量 质量是指产品和服务的优劣程度，它是满足规定和顾客潜在需求的特征总和。它一般有3个层次的含义，即规定质量(conformance quality)、需求质量(requirements quality)和魅力质量(quality of kinds)；医疗质量通常是指医疗服务的及时性、有效性和安全性，又称诊疗质量，但它还有更广泛的内容。全面质量管理是通过专门组织制订计划，在行业内开展一系列的医疗服务改善活动，保证服务质量达到预定目标的管理，而在我国医疗卫生领域，由于管理部门的条块分割，管理自有其自身的敏感性、特殊性和复杂性，合理运用全面质量管理的思想，提高诊疗质量仍是-个值得引起重视和探讨的问题。

　　2．核医学显像的质量控制和保证 核医学显像质量控制(qualitycontrol)和质量保证(quality assurance)的概念：IAEA(international atonmicenergy agency)在其出版的《核医学仪器质量控制1991》一书中是这样定义的"质量保证是使检查结果最大程度地接近于真实而无任何差错或伪影；质量控制是为达到质量保证这一目的所做的一切努力。"

　　　　　　　　　　　　　　　　　核医学质量控制的内容


　　何谓核医学显像?就是将放射性药物引入体内(口服、静脉、皮内或鞘内注射)用显像仪器记录时间-放射性变化图像及曲线或经过一定时间后，示踪剂聚集在某一特定脏器或病变部位，用显像仪器( γ照相机、SPECT或PET)成像。由于应用示踪剂，核医学成像有可能反应人体的生理、生化改变，即所谓功能性成像，它不仅能反应某一病变的血流、代谢变化，亦可反应受体和基因变化。由此，不难看出决定核医学显像质量有以下3个主要因素：①仪器设备；②放射性示踪药物；③工作人员技术水平和临床训练。

　　以下分别简单介绍常见核医学仪器的质控指标及放射性药物的质控指标。

　　1．照相机的质控项目

　　（1）均匀性：γ照相机的均匀性是指γ照相机的探头对一均匀泛源(flood source)的响应。包括固有均匀性(intrinsic uniformity)和系统均匀性(system uniformity)。固有均匀性是指γ照相机探头不带准直器时的均匀性。系统均匀性则是指包括准直器的γ照相机探头的均匀性。系统均匀性与准直器的关系很大，应对不同的准直器分别进行测量。对γ照相机的均匀性的评价有定性法和定量法两种。定性法用肉眼观察图像中放射性的分布是否均匀，用感兴趣区技术测量单位时间内的放射性计数，评价均匀性在±10％的范围。定量法用于对均匀性更为精确的评价，常用方法有积分均匀性(integral uniformity)和微分均匀性(differential uniformity)两种。

　　积分均匀性反应的是照相机视野内最大计数与最小计数之差的相对百分比。

　　　U1＝[(Cmax－Cmin)/(Cmax＋Cmin)]×100%

　　微分均匀性指的是均匀性随距离的变化。NEMA规定应考察5-6个象素单元内视野在x、Y两个方向最大计数和最小计数的相对百分比。

　　　UD＝[(CH－CL)/(CH＋CL)]×100%

　　(2)空间分辨率：空间分辨率表示γ照相机探头分辨两个点源或线源最小距离的能力。它同样分为固有分辨率和系统空间分辨率。系统空间分辨率由固有分辨率加准直器共同决定。经常用公式及Rs＝(RI2+Rc2)1／2表示，其中Rs为系统分辨率，RI为固有分辨率，Rc为准直器的分辨率。空间分辨率的测定有3种方法：四象限铅栅测定法；线伸展函数测定法；线性模型测试法。

　　(3)平面源灵敏度：平面源灵敏度指某一采集平面对平行于该面放置的特定平面源的灵敏度，单位为计数／(分·uci)。测量平面源灵敏度的模型为圆盘，容器深5mm，内直径为100mm。测量前应将注入容器内的放射源经活度计测量，活度计应校正到土5％的精确度。测量条件与均匀性测量时相同。采集总计数要达到104，并记下采集时间。采集完毕，移去平面源模型，测量本底计数1分钟，将平面源计数经衰减校正和减本底后以计数／(分·uci)表示。平面源灵敏度测试主要用来检验仪器工作是否正常和比较各种准直器的计数效率。灵敏度明显下降反应γ照相机有问题，灵敏度增高则是有污染等因素造成。

　　(4)空间线性：空间线性描述γ照相机的位置畸变。测定按NEMA规定应用圆形线性模型，该模型与测量空间分辨率的模型为同一模型。测量条件和模型放置均与空间分辨率测定时相同。它也分为固有线性和系统空间线性两种。空间线性应在中心视野(CFOV)和有效视野(UFOV)中测量。

　　(5)最大计数率：最大计数率反应γ照相机对高计数率的响应特性，包括五方面的性能：20％的输入计数率；最大计数率；入射计数率与观察计数率关系曲线；75000CPS时的固有均匀性；75000CPS时的固有空间分辨率。

　　(6)多窗空间位置重合性：不同能量窗对一点源图像的X、Y方向的最大位置偏移是检验多窗重合性的指标。测量点源为准直的68Ca点源。分别将点源置于X轴和Y轴的两个不同位置，窗位分别位于能量93keV、184keV和296kev，测量点源在两个位置时的位移，用mm为单位表示。具体测定方法以X轴位移测定为例：点源的空间取样间隔要小于或等于0．1FWHM(Full Width at Half Maximum)。点源置于+X方向与中心视野相切割的边界上，对每窗位峰值计数应不少于10000。峰的中心应以点源响应函数FWHM的-半为标准。在296keV和184keV窗位相对于93keV窗位的位移称为峰中心位移。将点源移至-X方向相同位置，重复上面的测量。用已知两点的距离将点响应函数的峰值转换为mml。最大位移，在上述各窗位位移的最大值为最大位移。在+X方向有两个位移值，在-X方向上有两个位移值，总共4个位移值。Y方向的最大位移值测量与X方向相同。

　　(7)固有能量分辨率的测定：卸掉准直器，置点源于探头下方，使点源照射探头全视野，用多道分析器测量能谱曲线，能谱曲线峰值为分母，半高宽为分子的相对百分比即为了照相机的能量分辨率。

　　2．SPECT的质控项目 γ照相机的所有质控项目都应是SPECT的质控项目的重要内容，只是根据SPECT的断层显像特点，增加了针对断层邪像的质控项目。

　　(1)断层均匀性：SPECT断层均匀性通常较γ照相机差。主要原因有三方面：构成断层图像的原始信息量低，统计噪声高；探头旋转造成均匀性变化；重建过程对非均匀性要加以放大。保证断层图像的均匀性不仅要把γ照相机探头本身的均匀性调节好，还要加大计数，加准直器和散射媒质。对64×64矩阵，校正总计数32M；对128×128矩阵，校正总计数128M。校正后的均匀性应好于1％。

　　(2)旋转中心：旋转中心是SPECT质控的一个重要指标。SPECT的旋转中心是-个虚设的机械点，它位于旋转轴上，它应是机械坐标系统、γ照相机探头电子坐标和计算机图像重建坐标共同的重合点。任何不重合表现为旋转轴倾斜和旋转中心漂移。对旋转中心漂移与否有多种方法进行测量。一种是观察点源的正弦曲线，将一点源置于旋转中心10-15cm的距离，然后沿360度轨道采集32帧图像，用重心法确定图像中点源的X、Y位置。用直角坐标画点源位置-角度关系曲线应为一正弦曲线。正弦曲线不连续，中线偏移均表示旋转中心有漂移。Y坐标与角度的关系曲线应为一直线，距离平均值的差异表示旋转轴倾斜的情况。另一种是测量点源在两个180度位置上的距离差。如果旋转中心无漂移，则对应两点所测的距离应相等；漂移越大，两者相差就越大。

　　(3)空间分辨率：SPECT的空间分辨率是指断层面内的空间分辨率。可用线伸展函数半高宽(FWHM)表示。具体测量方法为：模型为圆柱形模型加线源，模型内充水，线源内99mTc溶液，活度要求不大于29kCPS。 线源共3根，1根与旋转轴重合，另2根分别距离旋转轴7.5cm，相距90度，旋转半径15cm，采集矩阵128×128，Zoom为2，重建厚度10mm，沿X、Y两个方向分别计算线伸展函数的半高宽，所得即为SPECT断层面内的空间分辨率。

　　(4)断层厚度：SPECT断层厚度指轴向空间分辨。测量方法仍用测量线伸展函数半高宽的办法，又称为z方向的空间分辨。

　　(5)断层灵敏度和总灵敏度：断层灵敏度和总灵敏度是指SPECT的计数效率。断层灵敏度定义为断层内总计数被放射性浓度去除。总灵敏度为所有断层计数和被放射性浓度去除。SPECT的灵敏度与多种因素有关，作为临床使用时的参考。模型本身几何特征，衰减及散射影响，准直器的类型等都会直接影响SPECT的灵敏度。

　　(6)对比度：对比度的定义为计数与本底计数的差的相对百分比。测量时用一圆柱形模型，内有不同直径的圆柱棒若干个，直径从7.5mm至30mm。计算每个圆柱棒的计数与本底计数的差的相对百分比。圆柱棒为靶区、冷区；本底区为充满99mTc的活性区。对比度与散射线、单道分析器窗宽等因素有关。

　　3．PET的质控项目 PET仪器质控项目主要有空间分辨率、散射、灵敏度、计数特性和随机符合、均匀性、散射校正精度等。在可行2D、3D采集的PET显像仪还需要对2D及3D模式进行相同内容的测试。测试所用核素为可发出正电子的核素，一般多为18F。对PET性能测试标准NEMA Standards Publication NU 2-1994的"Performance Standard in Positron

Emission tomography"一节有较为详尽介绍。

g****g

新手鼓励一下

爱**魂

是的，不好意思楼主。没有读到您这个帖子，早该给您鼓励，很失职，请您谅解。

m****w

sssssssssss

一**帆

为核医学战友鼓掌!!

夸**7

核医学，需要共同努力