SPECT/CT質量控制常見問題分析與解決方案研究

陳興華 李亞明* 刁 堯 李德順

隨著核醫學影像設備的普及，愈來愈多的單光子發射計算機斷層顯像(single photon emission computed tomography，SPECT)設備和單光子發射計算機斷層顯像/計算機斷層掃描(SPECT/CT)設備進入到各級醫院和醫療機構。Symbia T系列SPECT作為一款主流核醫學影像設備，因其良好的性能，穩定的表現被多家醫院和醫療機構所采購和使用。隨著國家對核醫學設備的重視，尤其是2019年1月25日國家衛健委發布的《伽瑪照相機、單光子發射斷層成像設備(SPECT)質量控制檢測規范》(WS523-2019)[1]要求，伽馬照相機、SPECT使用單位應制定包括質量控制檢測計劃的質量保證方案并保證其正確實施，明確指出固有均勻性和旋轉中心等強制質量控制項目和檢測標準，表明核醫學影像設備質量控制的重要性。

質量控制是保證設備穩定可靠運行的重要手段，日常操作的規范性和準確性成為質量控制的重中之重[2]。然而在日常質量控制中，經常會發現說明書上未提到的問題，或是未遇到過的問題讓質量控制人員不知所措。為此，本研究就Symbia T系列的SPECT/CT日常質量控制流程和常見問題及解決方法進行匯總。

1 SPECT/CT質量控制

SPECT/CT是由SPECT和X射線計算機斷層成像掃描(computed tomography，CT)組成的一體化影像檢查設備，而Symbia T系列SPECT/CT是其中被多家醫療機構采用的一款比較主流的SPECT/CT，一次檢查不僅能提供病變部位細微的解剖結構變化，還能觀察病變部位的功能和代謝改變，具備了SPECT和CT的優點，能提高影像診斷的準確性[3-4]。

1.1 固有均勻性質量控制

固有均勻性測試的目的是了解每日患者檢查前儀器探頭內部各光電倍增管(photomultiplier tube，PMT)的放大效率的一致性，補充不足和過度放大的信號，使各PMT受到的電源電壓的波動、溫度的改變以及晶體靈敏度的差異等因素對成像的干擾降到最低[5-6]。固有均勻性測試結果是不同深淺顏色代表的各PMT實時測量值的積分和微分加權后的差異大小的體現，可通過調節和補償各不同PMT的差異，獲得均勻的圖像。固有均勻性測試PMT真實值見圖1。

圖1 固有均勻性測試的光電倍增管(PMT)真實值

1.1.1 固有均勻性測定

卸掉準直器，確定患者位置監視器(patient positioning monitor，PPM)上顯示的背景計數率＜0.4 kcts/sec，配制一個放射性活度為35 μCi的核素锝99(99Tcm)點源，將一小塊卷緊的棉花(直徑＜3 mm)放入隨系統一起提供的特制小瓶的錐體部分[7]。將99TCm按推薦量滴到棉花上，檢查監視器上的顯示計數率介于15～50 kcts/sec，以確保放射源強度適當。拉出位于機架方向的集成放射源固定裝置，將裝有點源的特制小瓶固定到機架質量控制拉桿上。配套放置99TCm點源的小瓶見圖2，固定特制小瓶的機架質量控制拉桿見圖3。

圖2 配套放置99TCm點源的特制小瓶

圖3 固定特制小瓶的機架質量控制拉桿

登記1 例新患者，在該患者目錄下打開N M Daily QC程序。依次完成第一個tuning程序和第二個tuning程序，該tuning調諧程序不需要每日均進行調諧，但至少每周應執行一次。下一步執行固有均勻性測試，系統將自動調整檢查床的高度，使放射源位于兩個探測器中心，系統將同時為兩個探測器采集一個1千萬計數均勻度校正泛源，采集泛源完成后，工作流將繼續進行泛源計算程序[8]。滿足固有均勻性檢測標準即完成固有均勻性測試。NM Daily QC程序患者登記界面見圖4，固有均勻性檢測正常值見表1。

圖4 NM Daily QC程序患者登記界面

表1 固有均勻性檢測正常值(%)

1.1.2 固有均勻性測試常見問題

固有均勻性測試常出現的錯誤代碼為：“A motion error has occurred(1200：0079)”，該代碼顯示為一種運動錯誤，其發生是由于準直器在歸位過程中未回歸原位，位置傳感器未收到正確的信號造成的一種運動錯誤。通常有兩種原因：①由于準直器托架回歸準直器車的過程中因地面下沉或軌道磨損增大摩擦力，發生嵌頓或用力過大造成的反彈，使SPECT/CT準直器車的位置傳感器未接收到準直器回歸入位的信號導致報錯；②由于準直器車下方的鎖止裝置未能完全復位，造成的報錯。準直器托盤未完全回歸原位示例見圖5。

圖5 準直器托盤未完全回歸原位示例

由于準直器鎖止裝置流程上會在更換完準直器后降低檢查床時回歸原位，當檢查室地面不平或準直器車與檢查床高度對位調校過后，因重力造成的設備內部應力會導致準直器托架的輕微移位，導致準直器車上托架鎖止裝置未能完全歸位，并在下次連接準直器車時接收到“A motion error has occurred(1200：0079)”的錯誤代碼[9]。準直器鎖止裝置未能完全復位示例見圖6。

圖6 準直器鎖止裝置未能完全復位示例

1.1.3 解決方法

“A motion error has occurred(1200：0079)”錯誤的解決方法有兩種。①對因地面下沉或軌道磨損原因造成的準直器托架未回歸原位造成的報錯，常見于2號、3號和4號準直器托架未能完全回位，可將該3排準直器依次向內推入準直器車，后點擊PPM界面綠色回車標志即可消除錯誤提示進行后續操作；②對因準直器車鎖止裝置未能完全復位造成的準直器車鎖止裝置未回歸原位造成的報錯，常見于1號準直器托架，應先將位于準直器車右下方的白色鎖止裝置向上移動，解鎖該裝置，然后向準直器車內推動1號準直器托架，使其完全歸位，松開白色準直器托架鎖止裝置，點擊PPM界面綠色回車標志，即可消除錯誤提示進行后續操作。

1.2 旋轉中心質量控制

旋轉中心是機械坐標系統、探頭電子坐標和計算機圖像重建坐標共同的重合點，是虛設的機械點，位于旋轉軸上，是SPECT/CT中SPECT部分的重要斷層指標。旋轉中心的質量控制目的是在SPECT/CT中的SPECT部分做點源360°采集中在任何方向上的投影時，該點源的投影均定位于圖像中心，防止設備由于機械精度不良和其他原因造成旋轉中心位置變化，即旋轉中心飄移造成設備采集或重建的點源圖像發散或形成環狀偽影，降低圖像分辨能力，影響影像診斷的準確性[10-11]。

1.2.1 旋轉中心測定

旋轉中心測定分為H方式和L方式兩種模式，其區別在于兩個探頭的方向不同和夾角不同[12]。H方式的探頭夾角為180°，L方式的探頭夾角為90°，其他的操作方法均相同，僅在選擇掃描程序時分別對應選擇多頭配準(multiple head registration，MHR)/旋轉中心(centre of rotation，COR)180 Calibration 5 Points Study和 MHR/COR 90 Calibration 5 Points Study即可[4]。L方式下的旋轉中心測試見圖7，旋轉中心測試應用程序見圖8。

圖7 L方式下旋轉中心測試

圖8 旋轉中心測試應用程序

旋轉中心測定采集條件。①選擇矩陣：128×128；②ZOOM：1.00；③Detectors：Both Detectors；④Degrees of Rotation：360；⑤Number of Views：120；⑥First View by Counts：50Kcts Either Detector。配置5個劑量為1～2 mCi(1 mCi=37 MBq)的核素99Tcm點源放置于隨系統配備的專用MHR/COR模型支架中，將該模型放置于檢查床對應位置，點擊質量控制程序開始按鈕，SPECT/CT檢查床自動調整床位，調整探頭距離，匹配對應的探頭夾角方式，開始進行旋轉中心質量控制測試。

旋轉中心測試L方式正常范圍為：旋轉中心≤10 mm(相對于系統旋轉中心，探測器中心的偏移量)，軸向移動≤5 mm(探測器之間的軸向偏移量)，反投影角≤0.8 mm(探測器之間的相對角偏移量)。滿足旋轉中心測試正常范圍要求即為測試合格，可單擊提示“接受這些校準并設置為當前值”將信息保存到校準數據庫中，反之可拒絕。

1.2.2 旋轉中心測試常見問題

旋轉中心測試常見的錯誤提示為：“The expected number of point sources were not found in the input series.Series＜colimator name>”，該代碼是一個點源數量不正確的錯誤提示。根據SPECT/CT設備使用手冊要求，該質量控制程序需要一個5點的點源模型進行測試，但點源放入的位置和數量并沒有錯誤，而提示錯誤的原因是系統識別出的點源數量不符合5個。常見原因為：①因配置的點源由于放射性活度計不準確，配置人員疏忽造成放射性活動過低(＜1 mCi)或過高(＞2 mCi)(1 mCi=37 MBq)，或5個點源各自匹配＞20%，超過系統的寬容度，導致系統識別的點源數量少于要求數量；②配置好的點源在提取和轉移以及放置MHR/COR模型過程中有傾倒或橫置造成點源掛壁在配套的小瓶中，分散為2個或多個點源，使總點源數量改變，每個點源間的差異＞20%，導致系統識別的點源數量不符合系統要求。

1.2.3 解決方法

“The expected number of point sources were not found in the input series.Series＜colimator name>”錯誤的解決方法為：對于點源放射性活度計測量不準確情況，需專業檢測機構對活度計進行校準。對于點源匹配活度不達標或點源分散問題，需重新配置放射性活度合格的點源，保證每個點源之間的活度差異在20%以內，同時在轉移放置過程中保持承裝點源的配套小瓶直立。通過上述方法重新進行旋轉中心測定通常即可通過測試。旋轉中心測試結果見圖9。

圖9 旋轉中心測試結果

2 SPECT/CT質量控制效果

SPECT/CT各種運動故障多來自于檢查床和準直器車接口[5]。SPECT/CT設備說明書上并未提到上述問題也無解決方法，設備出現故障將造成質量控制無法正常完成。

歸納總結本研究的質量控制解決方法，之前設備出現故障只能通過報修設備廠家遠程指導或指派工程師到場維修，平均每次用時約2～8 h方可解決，如無本地工程師甚至用時更長，而采用本研究的方法可在20 min內解決無法完成的質量控制問題。若設備質量控制不能順利通過，將造成預約患者檢查延期，將本研究方法總結并普及設備相關使用人員后，每次設備維修時間僅需20 min即可完成，僅此每月還可延長設備使用時長20 h，極大減少使用人員和患者的等待時間。

3 討論

SPECT/CT設備長時間工作和機械磨損后，均會造成性能下降和運動故障。為保證圖像質量，滿足臨床需求，離不開對設備的質量控制[13]。只有深入了解和掌握SPECT/CT的設備原理和機械結構，并在平時的質量控制中多總結歸納遇到的問體及解決方法，可延長設備使用壽命，避免設備宕機[14]。

4 結論

本研究的SPECT/CT常見問題解決方法能在較短時間內解決SPECT/CT設備自身無法完成的質量控制問題，使設備處于最佳的工作狀態，延長設備使用時長，減少使用人員和患者等待時間。