SPECT的性能参数.ppt

SPECT性能指标与质量控制质量控制内容常规质控常规质控验收质控验收质控参考质控参考质控常规测试1 日常定期对设备进行的性能测试日质控（daily QC）周质控（Weekly QC）月质控（monthly QC）年质控（yearly QC）等（厂家提供专用测试程序）2目的：确保设备工作在最佳状态及时发现设备性能降低程度验收测试1设备安装后对设备进行的全面性能测试2目的：确保设备达到厂家标定的技术及操作性能。3必须严格按照标准（1）NEMA（2）IEC （3）国家标准GB参考测试1对设备性能进行全面测试，提供全面性能指标的参考数据，评估设备性能2验收测试结果可作为一段时间内的参考测试3何时进行：（1）设备出现较大故障及大修或调试后（2）当机器搬迁到新址时（3）测试标准：验收测试标准SPECT的性能指标SPECT的探头性能SPECT的断层性能SPECT全身扫描性能质量检测的设备及工具1点源和线源常用的点源为一直径为2mm 球体它可置于系统视野内的各点临床可用1ml随弃试塑料注射器。用于测试探头的固有均匀性，空间分辨力，空间线性，能量分辨力，以及最大计数率。点源可有99mTc 或则57co制成。点源的活度应该保证小于等于20kcps。线源为57co固体线源或则99mTc可灌注线源，其内径1mm，长度30cm到40cm几何线性良好，强度在1-2mCi线源用于全身扫描分辨力。质量测试是设备及工具2泛源模型该模型用来测试平面图像的均匀性及建立均匀性校正矩阵他由长方形的液体体模构成主要用于系统灵敏度的测试3四象限及单向空间分辨力测试模板由不同间隔是铅条组成主要用于测试SPECT的空间分辨力4双源散射模型 测试r相机的死时间.SLITSLIT模型单向铅栅面源SPECT成像常用的测试设备SPECT成像常用的测试设备该设备是内含有已知形状和大小的测试样品的圆柱体模型可以填充已知浓度的放射性液体或着无放射性的水。SPECT性能测试体模该体模有有机玻璃组成的三种插件组成。分辨别是热源病灶测试插件 冷源病灶测试插件 线性均匀性测试插件 分辨别测试热源灶和冷源灶的分辨力 还有线性及均匀性和旋转中心。SPECTSPECT探头性能1.空间分辨率2.空间线性3.能量分辨率4.均匀性5.多窗空间配准度6.计数率特征7.灵敏度8.探头屏蔽性能1空间分辨率（spatial resolutionspatial resolution）1反映能分辨两点间最小距离2用点源、线源扩展函数半高宽十分之一高宽表示1固有分辨率晶体、光电倍增管的性能及能窗等采集条件2系统分辨率固有分辨率及准直器的分辨率决定系统分辨率2=固有分辨率2+准直器分辨率2降低固有分辨率的因素1电子元件损坏电子元件损坏2光电倍增管增益调节不良光电倍增管增益调节不良3晶体损坏或变性晶体损坏或变性4高计数率高计数率分辨率测试方法线源（系统分辨）SLIT模型单向铅栅四象限铅栅（NEMA，固有分辨）此项为验收检测要求每半年进行一次。固有空间分辨率影响因素1相同直径晶体内光电倍增管的数目增加2入射光子能量的增加3晶体厚度的减少4脉冲高度分析器的窗宽5散射光子的比率、计数率2空间线性空间线性描述图像的位置畸变程度，考察位置矩阵电路的性能。（1）绝对线性 X及Y方向的线扩展函数峰值偏离距离，表征空间位置畸形变的最大值（2）微分线性X及Y方向的线扩展函数峰值偏离距离的标准差表示各点畸形变的标准差（3）线性值越小，其线性越好。3能量分辨率 用以描述相机本身分辨不同能量光子用以描述相机本身分辨不同能量光子之间的能力。特别是区分本身射线与之间的能力。特别是区分本身射线与散射线的能力散射线的能力固有能量分辨率固有能量分辨率（intrinsic energy resolution）描述探头对 射线能量的辨别能力 用光电峰的半高宽与峰值处能量的百分 比表示 能量分辨率（%）=（EFWHM/E0）100%降低能量分辨率的原因降低能量分辨率的原因光电倍增管调节不良光电倍增管调节不良一个或多个管子或晶体失效一个或多个管子或晶体失效晶体本身的缺陷或损坏、高计数等晶体本身的缺陷或损坏、高计数等4泛源 的均匀性描述当探头受到空间均匀通量的描述当探头受到空间均匀通量的 射线射线 照射时，图象中计数密度均匀性的程照射时，图象中计数密度均匀性的程度。度。描述 相机探头对一均匀泛源的响应泛源均匀性泛源均匀性泛源均匀性可由探头本身（固有均匀泛源均匀性可由探头本身（固有均匀性），或探头带准直器（系统均匀性）性），或探头带准直器（系统均匀性）所展示的均匀性程度来定量计算，也所展示的均匀性程度来定量计算，也可以根据全视野计数密度的最大差异可以根据全视野计数密度的最大差异（积分均匀性）或特定距离内计数密（积分均匀性）或特定距离内计数密度的最大变化率（微分均匀性）来定度的最大变化率（微分均匀性）来定量计算。量计算。泛源均匀性泛源均匀性积分均匀性积分均匀性 IU (max-min)/(max+min)100%探头视野中的均匀性微分均匀性微分均匀性 DU=(Hi-Low)/(Hi+Low)Hi 与与 Low X方向及Y方向相邻5个像素间均匀性固有均匀性降低的原因固有均匀性降低的原因光电倍增管增益校正不良光电倍增管增益校正不良一个或多个管子或晶体失效一个或多个管子或晶体失效空间的非线性空间的非线性晶体的损坏晶体的损坏均匀性均匀性：射线均匀照射探头时在其所产生的平面图像上计数的均匀分布情况。影响因素：PMT老化、前置放大电路增益不匹配、PHA分析不稳定、能峰漂移、直流高压不稳定、采集和重建等过程中产生的噪声等，从而影响均匀性和灵敏度。分类：平面系统均匀性（固有均匀性和系统均匀性）和断层均匀性。计数率特性描述入射的描述入射的 射线强度与测得计数率之射线强度与测得计数率之间的非线性关系间的非线性关系，以及在高计数状态以及在高计数状态下引起的图象空间位移下引起的图象空间位移。最大观察计数率 20%丢失时观察计数率 观察计数率随活度的变化曲线平面灵敏度描述入射到探头上的描述入射到探头上的 光子，被观察的光子，被观察的概率概率.灵敏度(sensitivity)描述探头对源的响应能力系统平面灵敏度 探头对平行于该探头放置的特定平面源的灵敏度 与准直器的类型、晶体厚度、窗宽、源的种类及形状有关 与源距准直器的距离无关 单位活度在单位时间内的计数 单位：counts/(min MBq)、counts/(s MBq)、或counts/(min Ci)系统灵敏度系统灵敏度可以分为层面灵敏度和体积灵敏度。系统灵敏度常用归一化体积灵敏度表示。层面灵敏度：指在一个层面内有效探测入射射线的能力。体积灵敏度：层面灵敏度之和。系统灵敏度：体积灵敏度除以轴向视野的长度或测量模体的长度。固有灵敏度与晶体的厚度和脉冲高度分析器的窗与晶体的厚度和脉冲高度分析器的窗宽直接有关，与光子能量成反比例关宽直接有关，与光子能量成反比例关系系多窗空间配准度多窗空间配准度（multiple window spatial registration）描述不同能窗成像时，相机对不同能量光子的定位能力 用不同能窗时一点源的图像在X及Y方向上的最大位移表示。系统灵敏度与准直器壁所覆盖晶体面积和总面积与准直器壁所覆盖晶体面积和总面积的比值有关，与准直器厚度成反比例的比值有关，与准直器厚度成反比例探头屏蔽性能描述探头对视野之外源的屏蔽能力对患者本身FOV之外放射性的屏蔽用点源（点源与探头平面的垂直距离为20cm）在距探头FOV边缘前后10、20、30cm的最大屏蔽计数与在FOV中心处计数率的百分比表示。对周围环境放射性的屏蔽将点源置于距地面1m，距探头两侧及前后2m处。用探头分别朝上、下、左、右时的计数率与FOV中心处计数率的百分比表示屏蔽泄漏=最大屏蔽计数率/FOV中心计数率100%探头屏蔽性能测试对患者本身FOV之外放射性的屏蔽对周围环境放射性的屏蔽点源位置侧面距探头2m检查床方向距探头2m探头 朝上、下、左、右SPECTSPECT断层性能 断层均匀性 断层空间分辨率 旋转中心 断层对比度 断层灵敏度和总灵敏度断层均匀性 对均匀体源重建断层图像的放射性分布的均匀性 断层图像均匀性比平面图像均匀性差 探头旋转可造成均匀性降低 重建过程对非均匀性有放大 保证断层图像均匀性首先要使探头的均匀性处 于最佳状态 与重建算法及总计数有关 用断层图像上的像素计数值的相对误差来表示断层空间分辨率断层空间分辨率 SPECT断层分辨率：x方向、y方向、z方向径向、切向、轴向（z方向）用点源或线源的扩展函数在不同断层中的半高宽（FWHM）来表示 SPECT断层空间分辨率低于平面图像分辨率 与准直器的类型、晶体厚度、衰减校正、散射校正、重建算法等有关断层空间分辨率断层空间分辨率 无散射断层空间分辨率用空气中的点源测试 有散射断层空间分辨率 用水模中的线源测试 有散射断层空间分辨率低于无散射的空间分辨率旋转中心旋转中心（center of rotation,COR）虚设的机械点 位于旋转轴上 是机械坐标系统、探头电子坐标和计算机图像重建坐标共同的重合点 不重合：旋转中心漂移（center ofrotation offset，在SPECT图像上产生伪影（artifact）轴向对准：多探头成像系统，各探头图像的轴向对准旋转中心任何不重合表现为旋转轴倾斜和旋转中心漂移，导致图像模糊或环状、拖尾状伪影，影响图像的均匀性和分辨力检验旋转中心是否漂移，常用的是正弦曲线法。旋转中心的漂移精度平均值验收时应2mm日常要保证3mm断层对比度（contrastcontrast）反映系统对小病灶的探测能力断层对比度是指SPECT系统对已知尺寸和活度的物体的探测能力。探测小病变时，对比度非常关键。断层对比度受下列因素影响：能量分辨率、散射、系统信噪比和重建方式。当病变小于仪器分辨率时，由于部分容积效应的影响，对比度会降低。系统容积灵敏度 反映SPECT的计数率效率 系统容积灵敏度：总体积内平均记数率与源的放射性浓度之比SVS=A(c/min)/Bc(kBq/cm3)轴向单位距离的系统容积灵敏度：VSAC=SVS/Length 全身扫描性能指标 全身扫描空间分辨率 全身扫描系统均匀性 全身扫描系统稳定性全身扫描空间分辨率 探头或检查床移动，获得全身扫描图像平行于运动方向的分辨率 垂直于运动方向线源的扩展函数的半高宽（FWHM）及十分之一高宽（FWTM）垂直于运动方向的分辨率 平行于运动方向线源的扩展函数的半高宽（FWHM）及十分之一高宽（FWTM）全身扫描空间分辨率影响因素探头性能系统的机械性能 机械精度 扫描速度软件全身扫描系统均匀性1 描述全身扫描图像的均匀性2影响因素探头的均匀性 准直器的均匀性 机械驱动装置系统校正全身扫描系统均匀性测试 在准直器上缚一薄片状源,使用临床的扫描速度作全身扫描 观察图像均匀性全身扫描系统稳定性 扫描稳定性描述扫描过程中扫描速度的一致性，反映全身图像的均匀性。常规测试的频度1、能峰，本底，PHA的日常校准，每天2、灵敏度，均匀性每周3、旋转中心每月4、分辨率、线性、像素尺寸，断层均匀性，全身性能每半年日常工作中的注意事项光电倍增管的高压供应尽可能不中断光电倍增管的高压供应尽可能不中断在夜间或长时间不用时显示器应关掉在夜间或长时间不用时显示器应关掉准直器应始终附着在探头上，对晶体提供准直器应始终附着在探头上，对晶体提供机械及温度的保护机械及温度的保护机房内的温度不允许太快的变化。机房内的温度不允许太快的变化。1 1小时不小时不超过超过3 3摄氏度。摄氏度。湿度湿度30%30%到到70%70%湿度过大会引起局部的电路湿度过大会引起局部的电路的短路的短路 甚至引起晶体的潮解甚至引起晶体的潮解 过低可能引过低可能引起局部电路的损坏起局部电路的损坏应避免探头和准直器的放射性污染应避免探头和准直器的放射性污染