spect的性能參數(shù)

1、SPECT性能指標(biāo)與質(zhì)量控制,質(zhì)量控制內(nèi)容,常規(guī)質(zhì)控驗(yàn)收質(zhì)控參考質(zhì)控,常規(guī)測(cè)試,1 日常定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行的性能測(cè)試日質(zhì)控（daily QC）周質(zhì)控（Weekly QC）月質(zhì)控（monthly QC）年質(zhì)控（yearly QC）等（廠家提供專用測(cè)試程序）2目的：確保設(shè)備工作在最佳狀態(tài)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備性能降低程度,驗(yàn)收測(cè)試,1設(shè)備安裝后對(duì)設(shè)備進(jìn)行的全面性能測(cè)試2目的：確保設(shè)備達(dá)到廠家標(biāo)定的技術(shù)及操作性能。3必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)（1）

2、NEMA（2） IEC （3）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB,參考測(cè)試,1對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行全面測(cè)試，提供全面性能指標(biāo)的參考數(shù)據(jù)，評(píng)估設(shè)備性能2驗(yàn)收測(cè)試結(jié)果可作為一段時(shí)間內(nèi)的參考測(cè)試3何時(shí)進(jìn)行：（1）設(shè)備出現(xiàn)較大故障及大修或調(diào)試后（2）當(dāng)機(jī)器搬遷到新址時(shí)（3）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：驗(yàn)收測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),SPECT的性能指標(biāo),SPECT的探頭性能SPECT的斷層性能SPECT全身掃描性能,質(zhì)量檢測(cè)的設(shè)備及工具,1點(diǎn)源和線源常用的點(diǎn)源為一直徑為2mm 球體它可置于

3、系統(tǒng)視野內(nèi)的各點(diǎn)臨床可用1ml隨棄試塑料注射器。用于測(cè)試探頭的固有均勻性，空間分辨力，空間線性，能量分辨力，以及最大計(jì)數(shù)率。點(diǎn)源可有99mTc 或則57co制成。點(diǎn)源的活度應(yīng)該保證小于等于20kcps。線源為57co固體線源或則99mTc可灌注線源，其內(nèi)徑≤1mm，長(zhǎng)度30cm到40cm幾何線性良好，強(qiáng)度在1-2mCi線源用于全身掃描分辨力。,質(zhì)量測(cè)試是設(shè)備及工具,2泛源模型該模型用來測(cè)試平面圖像的均勻性及建立均勻性校正矩陣他由長(zhǎng)方

4、形的液體體模構(gòu)成主要用于系統(tǒng)靈敏度的測(cè)試3四象限及單向空間分辨力測(cè)試模板由不同間隔是鉛條組成主要用于測(cè)試SPECT的空間分辨力4雙源散射模型 測(cè)試r相機(jī)的死時(shí)間.,SLIT模型單向鉛柵,,面源,SPECT成像常用的測(cè)試設(shè)備,SPECT成像常用的測(cè)試設(shè)備,該設(shè)備是內(nèi)含有已知形狀和大小的測(cè)試樣品的圓柱體模型可以填充已知濃度的放射性液體或著無放射性的水。SPECT性能測(cè)試體模該體模有有機(jī)玻璃組成的三種插件組成。分辨別是熱源病灶測(cè)試插

5、件 冷源病灶測(cè)試插件 線性均勻性測(cè)試插件 分辨別測(cè)試熱源灶和冷源灶的分辨力 還有線性及均勻性和旋轉(zhuǎn)中心。,SPECT探頭性能,1.空間分辨率2. 空間線性3. 能量分辨率4. 均勻性5. 多窗空間配準(zhǔn)度6. 計(jì)數(shù)率特征7. 靈敏度8. 探頭屏蔽性能,1空間分辨率（spatial resolution）,1反映能分辨兩點(diǎn)間最小距離2用點(diǎn)源、線源擴(kuò)展函數(shù)半高寬十分之一高寬表示,1固有分辨率晶體、光電倍增管的性能及能窗等采

6、集條件2系統(tǒng)分辨率固有分辨率及準(zhǔn)直器的分辨率決定系統(tǒng)分辨率2= 固有分辨率2 +準(zhǔn)直器分辨率2,降低固有分辨率的因素,1電子元件損壞2光電倍增管增益調(diào)節(jié)不良3晶體損壞或變性4高計(jì)數(shù)率,分辨率測(cè)試方法,線源（系統(tǒng)分辨） SLIT模型單向鉛柵四象限鉛柵（NEMA，固有分辨）此項(xiàng)為驗(yàn)收檢測(cè)要求每半年進(jìn)行一次。,,固有空間分辨率影響因素,1相同直徑晶體內(nèi)光電倍增管的數(shù)目增加2入射光子能量的增加3晶體厚度的減少4脈沖高度分析

7、器的窗寬5散射光子的比率、計(jì)數(shù)率,2空間線性,空間線性描述圖像的位置畸變程度，考察位置矩陣電路的性能。（1）絕對(duì)線性 X及Y方向的線擴(kuò)展函數(shù)峰值偏離距離，表征空間位置畸形變的最大值（2）微分線性􀂾X及Y方向的線擴(kuò)展函數(shù)峰值偏離距離的標(biāo)準(zhǔn)差表示各點(diǎn)畸形變的標(biāo)準(zhǔn)差（3）線性值越小，其線性越好。,3能量分辨率,用以描述相機(jī)本身分辨不同能量光子之間的能力。特別是區(qū)分本身射線與散射線的能力,固有能量分辨率,固有能量

8、分辨率（intrinsic energy resolution） 描述探頭對(duì)γ射線能量的辨別能力 用光電峰的半高寬與峰值處能量的百分 比表示 能量分辨率（%）=（EFWHM /E0）×100%,降低能量分辨率的原因,光電倍增管調(diào)節(jié)不良一個(gè)或多個(gè)管子或晶體失效晶體本身的缺陷或損壞、高計(jì)數(shù)等,4泛源 的均勻性,描述當(dāng)探頭受到空間均勻通量的γ射線 照射時(shí)，圖象中計(jì)數(shù)密度均勻性的程度。描述γ相機(jī)探頭對(duì)一均勻泛源的

9、響應(yīng),泛源均勻性,泛源均勻性可由探頭本身（固有均勻性），或探頭帶準(zhǔn)直器（系統(tǒng)均勻性）所展示的均勻性程度來定量計(jì)算，也可以根據(jù)全視野計(jì)數(shù)密度的最大差異（積分均勻性）或特定距離內(nèi)計(jì)數(shù)密度的最大變化率（微分均勻性）來定量計(jì)算。,泛源均勻性,積分均勻性 IU ＝ (max - mi

10、n) / (max + min) ×100%探頭視野中的均勻性微分均勻性 DU = ( Hi - Low ) / ( Hi + Low )

11、 Hi 與 Low X方向及Y方向相鄰5個(gè)像素間均勻性,固有均勻性降低的原因,光電倍增管增益校正不良一個(gè)或多個(gè)管子或晶體失效空間的非線性晶體的損壞,均勻性,均勻性：γ射線均勻照射探頭時(shí)在其所產(chǎn)生的平面圖像上計(jì)數(shù)的均勻分布情況。影響因素：PMT老化、前置放大電路增益不匹配、PHA分析不穩(wěn)定、能峰漂移、直流高壓不穩(wěn)定、采集和重建等過程中產(chǎn)生的噪聲等，從而影響均勻性和靈

12、敏度。分類：平面系統(tǒng)均勻性（固有均勻性和系統(tǒng)均勻性）和斷層均勻性。,計(jì)數(shù)率特性,描述入射的γ射線強(qiáng)度與測(cè)得計(jì)數(shù)率之間的非線性關(guān)系，以及在高計(jì)數(shù)狀態(tài)下引起的圖象空間位移。? 最大觀察計(jì)數(shù)率? 20%丟失時(shí)觀察計(jì)數(shù)率? 觀察計(jì)數(shù)率隨活度的變化曲線,平面靈敏度,描述入射到探頭上的γ光子，被觀察的概率.靈敏度(sensitivity)描述探頭對(duì)源的響應(yīng)能力,系統(tǒng)平面靈敏度– 探頭對(duì)平行于該探頭放置的特定平面源的靈敏度– 與準(zhǔn)直器

13、的類型、晶體厚度、窗寬、源的種類及形狀有關(guān)– 與源距準(zhǔn)直器的距離無關(guān)? 單位活度在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)? 單位：counts/(min·MBq)、counts/(s·MBq)、或counts/(min·μCi),系統(tǒng)靈敏度,系統(tǒng)靈敏度可以分為層面靈敏度和體積靈敏度。系統(tǒng)靈敏度常用歸一化體積靈敏度表示。層面靈敏度：指在一個(gè)層面內(nèi)有效探測(cè)入射γ射線的能力。 體積靈敏度：層面靈敏度之和。 系統(tǒng)靈敏

14、度：體積靈敏度除以軸向視野的長(zhǎng)度或測(cè)量模體的長(zhǎng)度。,固有靈敏度,與晶體的厚度和脈沖高度分析器的窗寬直接有關(guān)，與光子能量成反比例關(guān)系,多窗空間配準(zhǔn)度,多窗空間配準(zhǔn)度（multiple window spatial registration）? 描述不同能窗成像時(shí)，γ相機(jī)對(duì)不同能量光子的定位能力? 用不同能窗時(shí)一點(diǎn)源的圖像在X及Y方向上的最大位移表示。,系統(tǒng)靈敏度,與準(zhǔn)直器壁所覆蓋晶體面積和總面積的比值有關(guān)，與準(zhǔn)直器厚度成反比例,探

15、頭屏蔽性能,描述探頭對(duì)視野之外源的屏蔽能力對(duì)患者本身FOV之外放射性的屏蔽用點(diǎn)源（點(diǎn)源與探頭平面的垂直距離為20cm）在距探頭FOV邊緣前后10、20、30cm的最大屏蔽計(jì)數(shù)與在FOV中心處計(jì)數(shù)率的百分比表示。對(duì)周圍環(huán)境放射性的屏蔽將點(diǎn)源置于距地面1m，距探頭兩側(cè)及前后2m處。用探頭分別朝上、下、左、右時(shí)的計(jì)數(shù)率與FOV中心處計(jì)數(shù)率的百分比表示屏蔽泄漏=最大屏蔽計(jì)數(shù)率/FOV中心計(jì)數(shù)率×100%,探頭屏蔽性能測(cè)試,

16、對(duì)患者本身FOV之外放射性的屏蔽對(duì)周圍環(huán)境放射性的屏蔽點(diǎn)源位置側(cè)面距探頭2m檢查床方向距探頭2m探頭 朝上、下、左、右,SPECT斷層性能,? 斷層均勻性? 斷層空間分辨率? 旋轉(zhuǎn)中心? 斷層對(duì)比度? 斷層靈敏度和總靈敏度,斷層均勻性,? 對(duì)均勻體源重建斷層圖像的放射性分布的均勻性? 斷層圖像均勻性比平面圖像均勻性差– 探頭旋轉(zhuǎn)可造成均勻性降低– 重建過程對(duì)非均勻性有放大? 保證斷層圖像均勻性首先要使探頭的均勻

17、性處 于最佳狀態(tài)? 與重建算法及總計(jì)數(shù)有關(guān)? 用斷層圖像上的像素計(jì)數(shù)值的相對(duì)誤差來表示,斷層空間分辨率,斷層空間分辨率? SPECT斷層分辨率：– x方向、y方向、z方向–徑向、切向、軸向（z方向）? 用點(diǎn)源或線源的擴(kuò)展函數(shù)在不同斷層中的半高寬（FWHM）來表示? SPECT斷層空間分辨率低于平面圖像分辨率? 與準(zhǔn)直器的類型、晶體厚度、衰減校正、散射校正、重建算法等有關(guān),斷層空間分辨率,斷層空間分辨率? 無

18、散射斷層空間分辨率–用空氣中的點(diǎn)源測(cè)試? 有散射斷層空間分辨率– 用水模中的線源測(cè)試? 有散射斷層空間分辨率低于無散射的空間分辨率,旋轉(zhuǎn)中心,旋轉(zhuǎn)中心（center of rotation, COR）? 虛設(shè)的機(jī)械點(diǎn)? 位于旋轉(zhuǎn)軸上? 是機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)、探頭電子坐標(biāo)和計(jì)算機(jī)圖像重建坐標(biāo)共同的重合點(diǎn)? 不重合：旋轉(zhuǎn)中心漂移（center ofrotation offset，在SPECT圖像上產(chǎn)生偽影（artifact

19、）? 軸向?qū)?zhǔn)：多探頭成像系統(tǒng)，各探頭圖像的軸向?qū)?zhǔn),旋轉(zhuǎn)中心,任何不重合表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)軸傾斜和旋轉(zhuǎn)中心漂移，導(dǎo)致圖像模糊或環(huán)狀、拖尾狀偽影，影響圖像的均勻性和分辨力檢驗(yàn)旋轉(zhuǎn)中心是否漂移，常用的是正弦曲線法。旋轉(zhuǎn)中心的漂移精度平均值驗(yàn)收時(shí)應(yīng)≤2mm日常要保證≤3mm,斷層對(duì)比度（contrast）,? 反映系統(tǒng)對(duì)小病灶的探測(cè)能力斷層對(duì)比度是指SPECT系統(tǒng)對(duì)已知尺寸和活度的物體的探測(cè)能力。探測(cè)小病變時(shí)，對(duì)比度非常關(guān)鍵。斷層對(duì)比度受

20、下列因素影響：能量分辨率、散射、系統(tǒng)信噪比和重建方式。當(dāng)病變小于儀器分辨率時(shí)，由于部分容積效應(yīng)的影響，對(duì)比度會(huì)降低。,系統(tǒng)容積靈敏度,? 反映SPECT的計(jì)數(shù)率效率? 系統(tǒng)容積靈敏度：總體積內(nèi)平均記數(shù)率與源的放射性濃度之比SVS=A(c/min)/Bc(kBq/cm3)? 軸向單位距離的系統(tǒng)容積靈敏度：VSAC=SVS/Length,全身掃描性能指標(biāo),? 全身掃描空間分辨率? 全身掃描系統(tǒng)均勻性? 全身掃描系統(tǒng)穩(wěn)定性,全身

21、掃描空間分辨率,? 探頭或檢查床移動(dòng)，獲得全身掃描圖像平行于運(yùn)動(dòng)方向的分辨率 垂直于運(yùn)動(dòng)方向線源的擴(kuò)展函數(shù)的半高寬（FWHM）及十分之一高寬（FWTM） 垂直于運(yùn)動(dòng)方向的分辨率 平行于運(yùn)動(dòng)方向線源的擴(kuò)展函數(shù)的半高寬（FWHM）及十分之一高寬（FWTM）,全身掃描空間分辨率影響因素,–探頭性能–系統(tǒng)的機(jī)械性能– 機(jī)械精度– 掃描速度–軟件,全身掃描系統(tǒng)均勻性,1 描述全身掃描圖像的均勻性2影響因素–探頭的均勻性– 準(zhǔn)

22、直器的均勻性– 機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置–系統(tǒng)校正,全身掃描系統(tǒng)均勻性測(cè)試,? 在準(zhǔn)直器上縛一薄片狀源,使用臨床的掃描速度作全身掃描? 觀察圖像均勻性,全身掃描系統(tǒng)穩(wěn)定性,掃描穩(wěn)定性描述掃描過程中掃描速度的一致性，反映全身圖像的均勻性。,常規(guī)測(cè)試的頻度,1、能峰，本底，PHA的日常校準(zhǔn)，每天2、靈敏度，均勻性每周3、旋轉(zhuǎn)中心每月4、分辨率、線性 、像素尺寸，斷層均勻性，全身性能每半年,日常工作中的注意事項(xiàng),光電倍增管的高壓供應(yīng)盡可能