引用本文： 沈國華, 周綠漪, 賈志云, 楊小川, 鄧候富. Philips-Precedence雙探頭單光子發射計算機斷層成像儀的五年質量控制監測. 華西醫學, 2015, 30(10): 1906-1909. doi: 10.7507/1002-0179.20150545 復制
單光子發射型計算機斷層顯像儀（SPECT）是核醫學重要的顯像儀器，對其定期進行常規的質量控制（質控）是保證圖像質量和診斷結果所必需的，同時也可以幫助我們很好地監測儀器設備狀態，對其進行保護和維修。質控的程序可以依照美國全國電器制造商協會、國際電工委員會、國際原子能機構等的指南制定，同時還要遵守生產廠家自己的一些程序規定[1]。質控的內容有很多，如能量窗、能量分辨率、均勻性、空間分辨率、旋轉中心等等[2-3]，其中日常的、簡單的檢測項目由我們醫務人員來定期操作，而當機器有器件更新、修理等情況時，要讓專業的工程師來進行質控。本研究就我院SPECT日常的質控項目如能峰、固有均勻性、旋轉中心等項目進行分析，以期通過日常的質控可以早期發現儀器性能變化，及時作出調整，保證儀器的正常運行，提高使用效率。現報告如下。
1 材料與方法
1.1 檢測設備材料和頻率
我院設備為Philips Precedence雙探頭SPECT [美國飛利浦電氣（集團）有限公司]，每周進行2次能峰、固有均勻性的質控，1次旋轉中心的質控。每年的質控頻率和次數基本相同（能峰和均勻性為96次/年，旋轉中心為48次/年）。
點源：99mTc或57Co制成，直徑一般要求在5 mm以內，點源的強度應保證其產生的計數率≤20 kcps[4]。我院一般采用小注射器吸入高比活度的99mTc-DTPA，使與針頭接口的注射器頸部裝有0.6～0.8 mCi左右的放射性藥物，值得注意的是要拔去沾染放射性藥物的針頭，換一個清潔的針頭，這樣注射器的其他部分就無放射性藥物的污染，而藥物主要集中在注射器的頭頸部。
1.2 質控方法
1.2.1 SPECT的能峰的采集和定位
卸下探頭的準直器，將2支上面方法獲得的針管放在質控標志點的托墊上，點源到探頭的距離大約是探頭有效視野（UFOV）最大直線長度的5倍，矩陣512×512，開始采集后觀察光電峰的位置，看其是否對準主峰，如果發生能峰漂移可以拖動中心線來對準能峰的中心，進行簡單的校正。
1.2.2 SPECT探頭的固有均勻性
取上面方法所制備的點源2個，依然是卸掉準直器，將點源放置在距探頭5倍UFOV最大直線長度的質控標志點處，矩陣 512×512 ，查看計數率，確認在20～50 kcps以內時，開始采集，采集15 Mcps計數后，用系統自帶的軟件程序檢測中心視野（CFOV）和UFOV的均勻度。由于探頭的邊緣區或者UFOV的影響，再進行計算前，一般需要修改參數，采用輸入寬度：51，高度：38。且正常的圖像應該均勻，無明顯的亮區或者暗區，探頭UFOV和CFOV的誤差應＜4.5% [5-7]。見圖 1、2。
圖1
UFOV的固有均勻性
UFOV為2.01%，＜4.5%，在參考值范圍內。并且右圖可見圖像均勻，無明顯的亮區或暗區
圖2
CFOV的固有均勻性
CFOV為1.82%，在參考值范圍內（＜4.5%），右側圖像可見圖像均勻，無明顯失真
1.2.3 旋轉中心檢測
點源的制備同上，但是要將其放在旋轉中心的質控模型中的一個玻璃管中，并一起放在斷層床上。探頭上裝有低能高分辨型準直器或者低能通用型準直器，并將探頭移到斷層采集位置，將探頭置于90、180°的位置，通過顯示器觀察，利用床的移動使點源的影像位于視野中心。使用512×512矩陣采集，我院的系統是分為32個角度來采集，每個角度采集10 s，共320 s，20%能窗，能峰140.511 keV，需要采集90°和180°兩幅點源圖像。采集完畢后，使用系統自帶的軟件處理獲得在X、Y方向上旋轉中心的偏離程度，并進行實時校正。當探頭旋轉90°和180°時，探頭1和探頭2在X、Y軸上的平均值和偏移范圍的正常范圍參考值為：平均值＜2.0 mm，偏移范圍＜4.5 mm [8]。
1.3 統計學方法
應用SPSS 13.0軟件進行統計學處理。計量資料以均數±標準差表示，組間比較行t檢驗。分別計算5年來兩探頭的能峰平均值，其參考值為（140±3）keV [9-10]。此外，將每年的UFOV和CFOV固有均勻性與2008年的數據比較（2008年的數據是機器裝機以后廠家進行校正后的參考標準值）；并比較同年兩探頭的均勻性。最后，計算得出5年中旋轉中心在X、Y軸上的平均偏移值和偏移范圍。
2 結果
2.1 能峰
2008年－2012年，探頭1的能峰5年平均值為（139.23±0.32）keV，探頭2的能峰5年平均值為（138.97±0.45）keV，均在參考值范圍內。
2.2 固有均勻性
5年內的UFOV和CFOV所有指標均在參考值范圍內（＜4.5%）。此外，分別將每年雙探頭的CFOV和UFOV與2008年比較，結果顯示：探頭1，在2009年、2010年和2011年的指標值與2008年的值比較差異均無統計學意義（P＞0.05），只有2012年的CFOV和UFOV與2008年相比差異有統計學意義（P＜0.05）。探頭2在2009年、2011年的指標值與2008年差異無統計學意義（P＞0.05），而在2010年和2012年的指標值與2008年差異有統計學意義（P＜0.05）。此外，5年內兩探頭的均勻性相互之間差異無統計學意義（P＞0.05）。見表 1。
表1
2008年－2012年質控數據CFOV和UFOV固有均勻性（n=96，2.3 旋轉中心
5年內，雙探頭旋轉90°和180°的旋轉中心質控數據均在正常范圍內，且穩定性很好。見表 2、3。
表2
2008年－2012年旋轉90°旋轉中心質控數據（n=48，
表3
2008年－2012年旋轉180°旋轉中心質控數據（n=48，3 討論
核醫學是一門非常依賴放射性計數采集、圖像采集進而進行影像診斷的學科。而質控是在一定的、可接受的范圍內確保設備和程序順利進行的辦法或措施，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。
SPECT系統是重要的成像系統，能峰漂移、均勻性下降、旋轉中心漂移等等都會對系統的性能造成影響，進而造成圖像質量下降，影響醫師的診斷結果。其中能峰可能因電壓不穩定變化、機房內溫度影響探頭晶體溫度、光電管老化等等問題而發生漂移改變，光電峰未對準主峰，顯像時不能采集足夠多的計數信號，導致采集時間延長和統計噪聲增加，降低了均勻性和靈敏度，使圖像質量下降[11]。從上面的結果可知，我們的SPECT儀器能峰在5年內都保持在參考值范圍內（140±3）keV，且性能穩定，保證了臨床圖像采集的順利進行。
均勻性是指一個標準的放射源在適當的距離照射到未裝準直器的探頭上所產生的圖像上計數點信號的均勻分布情況。探頭的均勻性分為2種：固有均勻性和系統均勻性，固有均勻性是無準直器時的均勻性，而系統均勻性是裝有準直器時探頭的均勻性。而均勻性采集又分為：泛源（點源）采集和面源采集，泛源采集一般用于固有均勻性的采集；而面源既可以用于固有均勻性又可以測量系統均勻性和靈敏度，但由于面源造價高且操作不方便，平時的質控我們都是做泛源固有均勻性的采集和校正。
一般來說，探頭的平面顯像均勻性達±5%就可以，由于在斷層圖像重建過程中會對不均勻性加以放大，故SPECT的斷層均勻性要求更高，需要達±1%[12]。根據飛利浦系統的軟件要求，我院2008年－2012年SPECT的均勻性質控結果UFOV和CFOV的變化在4.5%以內就可以。隨著使用時間的增加，由于客觀上器件的損耗等多種因素，均勻性是會慢慢降低。但由結果可以看出，我院Precedence-SPECT的固有均勻性在2008年－2012年之間都處在正常范圍內，其中探頭1在2009年－2011年的質控數據與2008年無明顯差異，只有2012年的數據與2008年比較差異有統計學意義（P＜0.05）；探頭2在2009年、2011年與2008年差異無統計學意義（P＞0.05），在2010年和2012年與2008年差異有統計學意義（P＜0.05）。5年內，固有均勻性越來越好，這可能是由于我們質控頻率比較高，且要求嚴格，質控手段和方法、能力的不斷提高改進；更重要的是近幾年工程師定期的校正護養頻率提高，可能正是基于這些原因2012年的數據與前幾年的略有差異性，明顯優于2008年，但都在可接受范圍內。此外，兩個探頭之間的質控數據無明顯差異，可見兩個探頭之間性能比較穩定。
產生不均勻性的因素很多：晶體受溫度、濕度的變化本身不均勻，光電倍增管增益不匹配、老化，準直器受損，電子線路不合適、電壓不穩定等[13]。若SPECT系統在獲得圖像過程中，存在非均勻性，就會造成圖像中明顯的偽影如斑片狀偽影、冷區及斑點等等，進而導致診斷結果的假陽性或假陰性。由此可見，均勻性指標是核醫學成像過程中重要的一環，要定期做均勻性的質控，我院質控頻率一般為2次/周。
旋轉中心是機械系統、探頭電子坐標系統的共同的重合點，它的對齊與漂移反映了機械轉動中心和圖像重建中心的符合程度。其實質就是通過對99mTc點源做斷層投影采集，計算出其在軸向剖面每個角度的x、y值的偏離情況，看是否在系統允許的范圍內。我院飛利浦系統要求偏移范圍在4.5 mm以內、均值在2.0 mm以內即可。從結果中看出我院這幾年的旋轉中心較穩定，無論是旋轉90°，還是旋轉180°時的數據未有較大的偏差漂移，這與平時的定期檢查與質控是離不開的。
旋轉軸的傾斜、旋轉中心的漂移實質就是旋轉中心的像素位置在投影圖像各不相同，每個像素中的計數投影在斷層圖像矩陣的不同位置，這樣就會使圖像模糊，分辨率大大降低，甚至導致環狀偽影（360°斷層）或者音叉狀偽影（180°斷層），嚴重影像圖像質量和診斷準確度[14-16]。
值得注意的是，如果遇到嚴重的能峰漂移、均勻性不一致等情況，通過基本的校正辦法無法處理時，很有可能是機器硬件問題，要及時通知廠家請專業的工程師處理。
總之，在平時的工作中我們一定要定期對儀器設備做質控，使其參數設置處在正常的范圍內，保證儀器設備的正常運行，提供高質量的圖像，提高診斷準確性。并且定期的指控結果可以幫我們詳細了解設備情況，小的問題提前解決，預防重大損壞的出現。規范化的質控將使SPECT機器設備在我們手中發揮最大的效用。
單光子發射型計算機斷層顯像儀（SPECT）是核醫學重要的顯像儀器，對其定期進行常規的質量控制（質控）是保證圖像質量和診斷結果所必需的，同時也可以幫助我們很好地監測儀器設備狀態，對其進行保護和維修。質控的程序可以依照美國全國電器制造商協會、國際電工委員會、國際原子能機構等的指南制定，同時還要遵守生產廠家自己的一些程序規定[1]。質控的內容有很多，如能量窗、能量分辨率、均勻性、空間分辨率、旋轉中心等等[2-3]，其中日常的、簡單的檢測項目由我們醫務人員來定期操作，而當機器有器件更新、修理等情況時，要讓專業的工程師來進行質控。本研究就我院SPECT日常的質控項目如能峰、固有均勻性、旋轉中心等項目進行分析，以期通過日常的質控可以早期發現儀器性能變化，及時作出調整，保證儀器的正常運行，提高使用效率。現報告如下。
1 材料與方法
1.1 檢測設備材料和頻率
我院設備為Philips Precedence雙探頭SPECT [美國飛利浦電氣（集團）有限公司]，每周進行2次能峰、固有均勻性的質控，1次旋轉中心的質控。每年的質控頻率和次數基本相同（能峰和均勻性為96次/年，旋轉中心為48次/年）。
點源：99mTc或57Co制成，直徑一般要求在5 mm以內，點源的強度應保證其產生的計數率≤20 kcps[4]。我院一般采用小注射器吸入高比活度的99mTc-DTPA，使與針頭接口的注射器頸部裝有0.6～0.8 mCi左右的放射性藥物，值得注意的是要拔去沾染放射性藥物的針頭，換一個清潔的針頭，這樣注射器的其他部分就無放射性藥物的污染，而藥物主要集中在注射器的頭頸部。
1.2 質控方法
1.2.1 SPECT的能峰的采集和定位
卸下探頭的準直器，將2支上面方法獲得的針管放在質控標志點的托墊上，點源到探頭的距離大約是探頭有效視野（UFOV）最大直線長度的5倍，矩陣512×512，開始采集后觀察光電峰的位置，看其是否對準主峰，如果發生能峰漂移可以拖動中心線來對準能峰的中心，進行簡單的校正。
1.2.2 SPECT探頭的固有均勻性
取上面方法所制備的點源2個，依然是卸掉準直器，將點源放置在距探頭5倍UFOV最大直線長度的質控標志點處，矩陣 512×512 ，查看計數率，確認在20～50 kcps以內時，開始采集，采集15 Mcps計數后，用系統自帶的軟件程序檢測中心視野（CFOV）和UFOV的均勻度。由于探頭的邊緣區或者UFOV的影響，再進行計算前，一般需要修改參數，采用輸入寬度：51，高度：38。且正常的圖像應該均勻，無明顯的亮區或者暗區，探頭UFOV和CFOV的誤差應＜4.5% [5-7]。見圖 1、2。
圖1
UFOV的固有均勻性
UFOV為2.01%，＜4.5%，在參考值范圍內。并且右圖可見圖像均勻，無明顯的亮區或暗區
圖2
CFOV的固有均勻性
CFOV為1.82%，在參考值范圍內（＜4.5%），右側圖像可見圖像均勻，無明顯失真
1.2.3 旋轉中心檢測
點源的制備同上，但是要將其放在旋轉中心的質控模型中的一個玻璃管中，并一起放在斷層床上。探頭上裝有低能高分辨型準直器或者低能通用型準直器，并將探頭移到斷層采集位置，將探頭置于90、180°的位置，通過顯示器觀察，利用床的移動使點源的影像位于視野中心。使用512×512矩陣采集，我院的系統是分為32個角度來采集，每個角度采集10 s，共320 s，20%能窗，能峰140.511 keV，需要采集90°和180°兩幅點源圖像。采集完畢后，使用系統自帶的軟件處理獲得在X、Y方向上旋轉中心的偏離程度，并進行實時校正。當探頭旋轉90°和180°時，探頭1和探頭2在X、Y軸上的平均值和偏移范圍的正常范圍參考值為：平均值＜2.0 mm，偏移范圍＜4.5 mm [8]。
1.3 統計學方法
應用SPSS 13.0軟件進行統計學處理。計量資料以均數±標準差表示，組間比較行t檢驗。分別計算5年來兩探頭的能峰平均值，其參考值為（140±3）keV [9-10]。此外，將每年的UFOV和CFOV固有均勻性與2008年的數據比較（2008年的數據是機器裝機以后廠家進行校正后的參考標準值）；并比較同年兩探頭的均勻性。最后，計算得出5年中旋轉中心在X、Y軸上的平均偏移值和偏移范圍。
2 結果
2.1 能峰
2008年－2012年，探頭1的能峰5年平均值為（139.23±0.32）keV，探頭2的能峰5年平均值為（138.97±0.45）keV，均在參考值范圍內。
2.2 固有均勻性
5年內的UFOV和CFOV所有指標均在參考值范圍內（＜4.5%）。此外，分別將每年雙探頭的CFOV和UFOV與2008年比較，結果顯示：探頭1，在2009年、2010年和2011年的指標值與2008年的值比較差異均無統計學意義（P＞0.05），只有2012年的CFOV和UFOV與2008年相比差異有統計學意義（P＜0.05）。探頭2在2009年、2011年的指標值與2008年差異無統計學意義（P＞0.05），而在2010年和2012年的指標值與2008年差異有統計學意義（P＜0.05）。此外，5年內兩探頭的均勻性相互之間差異無統計學意義（P＞0.05）。見表 1。
表1
2008年－2012年質控數據CFOV和UFOV固有均勻性（n=96，2.3 旋轉中心
5年內，雙探頭旋轉90°和180°的旋轉中心質控數據均在正常范圍內，且穩定性很好。見表 2、3。
表2
2008年－2012年旋轉90°旋轉中心質控數據（n=48，
表3
2008年－2012年旋轉180°旋轉中心質控數據（n=48，3 討論
核醫學是一門非常依賴放射性計數采集、圖像采集進而進行影像診斷的學科。而質控是在一定的、可接受的范圍內確保設備和程序順利進行的辦法或措施，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。
SPECT系統是重要的成像系統，能峰漂移、均勻性下降、旋轉中心漂移等等都會對系統的性能造成影響，進而造成圖像質量下降，影響醫師的診斷結果。其中能峰可能因電壓不穩定變化、機房內溫度影響探頭晶體溫度、光電管老化等等問題而發生漂移改變，光電峰未對準主峰，顯像時不能采集足夠多的計數信號，導致采集時間延長和統計噪聲增加，降低了均勻性和靈敏度，使圖像質量下降[11]。從上面的結果可知，我們的SPECT儀器能峰在5年內都保持在參考值范圍內（140±3）keV，且性能穩定，保證了臨床圖像采集的順利進行。
均勻性是指一個標準的放射源在適當的距離照射到未裝準直器的探頭上所產生的圖像上計數點信號的均勻分布情況。探頭的均勻性分為2種：固有均勻性和系統均勻性，固有均勻性是無準直器時的均勻性，而系統均勻性是裝有準直器時探頭的均勻性。而均勻性采集又分為：泛源（點源）采集和面源采集，泛源采集一般用于固有均勻性的采集；而面源既可以用于固有均勻性又可以測量系統均勻性和靈敏度，但由于面源造價高且操作不方便，平時的質控我們都是做泛源固有均勻性的采集和校正。
一般來說，探頭的平面顯像均勻性達±5%就可以，由于在斷層圖像重建過程中會對不均勻性加以放大，故SPECT的斷層均勻性要求更高，需要達±1%[12]。根據飛利浦系統的軟件要求，我院2008年－2012年SPECT的均勻性質控結果UFOV和CFOV的變化在4.5%以內就可以。隨著使用時間的增加，由于客觀上器件的損耗等多種因素，均勻性是會慢慢降低。但由結果可以看出，我院Precedence-SPECT的固有均勻性在2008年－2012年之間都處在正常范圍內，其中探頭1在2009年－2011年的質控數據與2008年無明顯差異，只有2012年的數據與2008年比較差異有統計學意義（P＜0.05）；探頭2在2009年、2011年與2008年差異無統計學意義（P＞0.05），在2010年和2012年與2008年差異有統計學意義（P＜0.05）。5年內，固有均勻性越來越好，這可能是由于我們質控頻率比較高，且要求嚴格，質控手段和方法、能力的不斷提高改進；更重要的是近幾年工程師定期的校正護養頻率提高，可能正是基于這些原因2012年的數據與前幾年的略有差異性，明顯優于2008年，但都在可接受范圍內。此外，兩個探頭之間的質控數據無明顯差異，可見兩個探頭之間性能比較穩定。
產生不均勻性的因素很多：晶體受溫度、濕度的變化本身不均勻，光電倍增管增益不匹配、老化，準直器受損，電子線路不合適、電壓不穩定等[13]。若SPECT系統在獲得圖像過程中，存在非均勻性，就會造成圖像中明顯的偽影如斑片狀偽影、冷區及斑點等等，進而導致診斷結果的假陽性或假陰性。由此可見，均勻性指標是核醫學成像過程中重要的一環，要定期做均勻性的質控，我院質控頻率一般為2次/周。
旋轉中心是機械系統、探頭電子坐標系統的共同的重合點，它的對齊與漂移反映了機械轉動中心和圖像重建中心的符合程度。其實質就是通過對99mTc點源做斷層投影采集，計算出其在軸向剖面每個角度的x、y值的偏離情況，看是否在系統允許的范圍內。我院飛利浦系統要求偏移范圍在4.5 mm以內、均值在2.0 mm以內即可。從結果中看出我院這幾年的旋轉中心較穩定，無論是旋轉90°，還是旋轉180°時的數據未有較大的偏差漂移，這與平時的定期檢查與質控是離不開的。
旋轉軸的傾斜、旋轉中心的漂移實質就是旋轉中心的像素位置在投影圖像各不相同，每個像素中的計數投影在斷層圖像矩陣的不同位置，這樣就會使圖像模糊，分辨率大大降低，甚至導致環狀偽影（360°斷層）或者音叉狀偽影（180°斷層），嚴重影像圖像質量和診斷準確度[14-16]。
值得注意的是，如果遇到嚴重的能峰漂移、均勻性不一致等情況，通過基本的校正辦法無法處理時，很有可能是機器硬件問題，要及時通知廠家請專業的工程師處理。
總之，在平時的工作中我們一定要定期對儀器設備做質控，使其參數設置處在正常的范圍內，保證儀器設備的正常運行，提供高質量的圖像，提高診斷準確性。并且定期的指控結果可以幫我們詳細了解設備情況，小的問題提前解決，預防重大損壞的出現。規范化的質控將使SPECT機器設備在我們手中發揮最大的效用。
