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何正中1，廖光星1，李宁1，唐红军2，付巍2，杨鸿宇1，姚忠强1，肖国有1，李党生1

1. 广西医科大学附属肿瘤医院核医学科，广西南宁 530021；2. 桂林医学院附属医院核医学科，广西桂林 541001

[摘要]目的探讨西门子Symbia T16 SPECT/CT的日常质量控制方法。方法基于西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头的日常质控部分数据，分析核医学探头使用运行中的PPM活性计数值、固有均匀性和旋转中心等基本情况。结果 PPM活性计数值在1个工作日内观测数值主要分布于0.3～1.1 Kcount/s，从8:00至17:00活性计数值呈上升趋势；在1个工作周内PPM活性计数值先呈上升后下降趋势，检查病人数量多时当天PPM活性计数值较高。探头1、探头2固有均匀性测试数值（%）分别为（CFOV：2.49±0.66，UFOV：3.77±0.99），（CFOV：1.77±0.10，UFOV：2.18±0.17）。探头2固有均匀性优于探头1，探头固有均匀性性能经过校正得到一定程度改善。旋转中心探头1、探头2（180º、90º、76º）测试数值（mm）分别为：0.116、-1.030；5.059、-5.417；4.430、5.000。结论结果显示该SPECT/CT核医学探头的性能稳定良好，各项测试数值均符合厂家标准。定期行设备质控，特别是PPM活性计数监测和固有均匀性测试，能够及时发现和解决机房放射性污染、部分设备故障等问题，保证探头工作在最佳状态。

引言

单光子发射型计算机断层成像术（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）显像仪是核医学主要显像仪器，SPECT和CT两者影像相结合诊断，在临床诊断方面具有重要的应用价值[1-6]。西门子Symbia T16型SPECT/CT广泛应用于临床，具有探头探测灵敏度高、计算机运算速度快等优点。SPECT/CT作为一种功能性的显像设备，其性能对图像质量起到关键性作用[7]。为了保证核医学仪器的正常、稳定运行与图像质量，对仪器性能的质量控制（质控）规范化十分重要。本文基于Symbia T16 SPECT/CT核医学探头的部分质控数据进行分析，探讨Symbia T16 SPECT/CT核医学探头的日常质控方法。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

设备：西门子公司Symbia T16 SPECT/CT；质控材料：放射性点源为99mTc淋洗液，点源模型和旋转中心测试模型均为西门子专用模型。

1.2 核医学探头质控内容与方法

SPECT/CT核医学探头卸下准直器，空采集环境本底，计算所得到的本底计数率称为探头的固有本底计数率。机器运行中，固有本底计数率是重要测试指标，反应核医学探头噪声水平和机房环境放射性本底辐射情况。西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头测试中常用病人监视器（设备说明书简称PPM）上显示的活性计数来反应固有本底计数率水平，如果PPM上显示的活性计数过高，一般大于0.9 Kcounts/s时，则会增加探头噪音，不宜做质控测试。观测方法：卸下准直器，点击PPM上“Home”图标，使探头回归初始位置；观察PPM上显示的活性计数波动范围，读取靠近中间数值作为观测记录值。

核医学探头对γ射线信号的采集，主要采集γ射线能谱的光电峰。能峰检测方法：用体积尽可能小的20～40 μ Ci放射性核素99mTc制作成点源，拉出质控架，放上准备好的点源，运行静态采集程序“Static Acquisition”，程序分析核素默认为99mTc，即射线能谱的光电能峰为140 keV，采集窗宽为20%。点击“Analyzer”界面，观察探测死时间“Dead time”，确保死时间小于等于8%。选择探头1，点击采集γ射线能谱，记录光电峰位置，同样对探头2进行操作。如果光电峰最高值出现在采集窗140 keV左右，且整个光电能峰被包含在采集窗宽内，则判断为正常能峰，其他情况则视为能峰漂移。

探头（不带准直器）在全视野范围内对均匀的放射源模型成像时，所得到的图像不均匀的程度，称为固有均匀性[8]。质控方法：用体积尽可能小的20～40μ Ci放射性核素99mTc制作成点源，探头卸去准直器，拉出质控架，放上准备好的点源，将床升至适当位置，观察PPM上的点源活性计数，在50～75之间为最佳，且两个探头的计数应该接近。运行固有均匀性验证质控程序“Intrinsic flood verification”或者校正质控程序“Intrinsic flood calibration”，分别记录有效视野（UFOV）和中心视野（CFOV）的积分、微分均匀性测试数值。厂家提供的测试参考值：中心视野积分、微分均匀性分别为≤5.0%和≤2.5%；有效视野积分、微分均匀性分别为≤6.0%和≤3.0%。

旋转中心（虚设的机械点，位于旋转轴上），它是机械坐标系统、探头电子坐标和计算机图像重建坐标共同的重合点，是SPECT的重要断层指标。旋转中心漂移会在SPECT图像上产生伪影。质控方法：准备5个1mCi99mTc点源，安装在COR Phantom托架，启动“MHR COR Calibration”程序，进行不同探头角度（180º、90º和76º）的旋转中心校准。厂家提供的测试参考值：旋转中心和轴向位移分别为≤±10.0 mm和≤±5.0 mm。

1.3 其他测试

除了常规的日常质控维护，核医学探头还需要对其能量分辨率、空间分辨率与线性、系统探测灵敏度及总体性能等进行定期检测[8]。

2 结果

观测记录PPM上活性计数值从8:00～17:00的变化情况，连续记录一周，结果见图1。如图所示：7条趋势线代表一周7天PPM活性计数值变化趋势。由图1可知，工作日内活性计数值主要分布于0.3～1.1 Kcount/s，下午活性计数值偏高。从8:00～17:00，随机器运行和病人检查后计数值呈上升趋势。选取SPECT/CT进行采集工作前（8:00）和采集工作结束后（17:00）PPM上活性计数值作图，观测其周一至周日变化趋势，并与当天检查病人数量比较作图（图2）。由图2可知，活性计数值先呈上升后下降趋势，周四检查病人数量多时当天PPM活性计数值较高。

图1 PPM活性计数值8:00～17:00变化情况

图2 17:00时PPM活性计数值一周变化情况

结合厂家提供的质控程序和现有模型，参照厂家测试标准，西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头的能峰状态、固有均匀性和旋转中心等性能指标测试，结果见表1～3。由表1日常质控结果可知，γ射线能峰正常无飘移；探头固有均匀性测试结果都在正常值范围内，但探头1有效视野积分均匀性测试值偏高，且测试值波动较大。用本科室2017年11月到2018年2月固有均匀性验证结果作图（图3～4），探头2固有均匀性稳定性优于探头1，且探头1固有均匀性测试值逐渐升高且波动较大，表明其固有均匀性性能有变差的趋势。

表1 西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头2017年日常质控结果

表2 核医学探头2017年固有均匀性校正前后均匀性验证测试结果

表3 西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头旋转中心测试结果

图3 探头1固有均匀性测试结果

图4 探头2固有均匀性测试结果

由表2核医学探头2017年固有均匀性校正前后均匀性验证测试结果可知，核医学探头的固有均性验证值经过均匀性校正后有变好的趋势，一定程度上改善探头的固有均匀性等性能。由表3可知，西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头旋转中心和轴向位置测试结果均符合厂家测试参考值。

3 讨论

SPECT/CT机房是核医学影像采集工作的主要场所，特别是进行动态采集扫描时，需要床边注射，如果操作不当，放射性药物则容易溢出，污染探头和扫描床，同时注射后的注射器和管线都是机房本底辐射的主要来源。此外，检查病人体表污染物、尿液、唾液、血液、咳嗽吐痰等等，都是增加机房本底辐射的因素。从图1和图2中可以看出，SPECT/CT进行采集工作前机房本底辐射较低，随采集工作的进行而增加，机房本底辐射大小会随检查病人数量的增加而增加。探头平面在工作中易受到放射性药物污染影响，同时受到来自机器周围的放射性污染，导致探头本底计数率增高、固有均匀性变差。因此，在进行SPECT/CT设备质控测试前，尽量排除机房较高本底辐射干扰。

固有均匀性是核医学探头的重要指标，固有均匀性的好坏直接影响到核医学影像质量[9]。影响图像非均匀性的主要因素中，一是由于各个PMT的脉冲幅度谱的小差别造成的探测效率不一致，二是空间非线性的影响，还有其他如晶体不均匀，晶体与PMT的光耦合部分区域不良，高压电路或设备稳定性差等[10]。设备均匀性不好造成的图像伪影是临床上假阳性或假阴性最常见的原因之一[11-12]。SPECT/CT 设备要求经常行固有均匀性验证和校正测试[13]，保持测试值在相对稳定的范围内，测试值波动不宜过大，认真观察、对比分析固有均匀性的变化对SPECT/CT性能及影像质量的影响。由图3和图4可知，探头2固有均匀性性能相对稳定而探头1的波动较大，且均匀性测试值越来越大。由表2可知核医学探头的固有均性验证值经过均匀性校正后有变好的趋势，一定程度上改善核医学探头的性能。因此，出现固有均匀性验证高值时可通过固有均匀性校正程序进行校正，我们建议每个月至少行一次校正测试，如果验证值超出厂家给定规范值，则需要立即行校正测试。如果校正后测试值仍达不到规定要求，应立即和厂家专业工程师联系。

γ射线能峰、旋转中心漂移等会严重影响探头性能。γ射线能峰可因高压组件、光电倍增管性能、机房温湿度等变化因素而改变[14]，当γ射线能峰发生漂移时，探测到主能峰的计数减少，散射计数相应增加，探测灵敏度降低，一般可通过调整高压或调整光电倍增管增益来实现校正。如γ射线能峰检测结果出现较大偏差，则应考虑硬件故障问题。旋转中心反映SPECT系统机械转动中心与计算机图像存储中心的重合度。任何不重合都表现为轴向位移和旋转中心漂移。轴向位移及旋转中心漂移会在SPECT 影像上产生伪影，影响图像质量[15]。

4 结论

SPECT/CT的质量控制是核医学质控工作的重要组成部分，是保障影像质量的关键环节，是监测设备运行状态、早期预判设备故障的重要手段。SPECT探头性能下降，将使影像质量变差，直接影响报告诊断结果[16]。SPECT/CT质控性能参数检测方法多而复杂，各生产厂家SPECT/CT所采用的分析软件、图像处理系统各不相同，各用户单位的质控模型及测试方法[17-18]也大同小异。为保障SPECT/CT性能稳定，提高设备效率，建立相对统一的质控方法十分必要[19-20]。SPECT/CT在没有大的硬件故障情况下出现的一些性能漂移，可以通过设备提供的比较方便的测试及校正工具进行实时检测及校正，加强设备质控方面的工作，及时掌握设备的基本情况，以保证设备性能的稳定[21-22]。

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HE Zhengzhong1, LIAO Guangxing1, LI Ning1, TANG Hongjun2, FU Wei2, YANG Hongyu1,YAO Zhongqiang1, XIAO Guoyou1, LI Dangsheng1
1. Department of Nuclear Medicine, The Affiliated Tumor Hospital of Guangxi Medical University, Nanning Guangxi 530021,China; 2. Department of Nuclear Medicine, Affiliated Hospital of Guilin Medical University, Guilin Guangxi 541001, China

Abstract:Objective To analyze the measure of daily quality control (QC) of the Siemens Symbia T16 SPECT/CT detectors.Methods Based on part data of daily QC for the Siemens Symbia T16 SPECT/CT, the nuclear detector’s PPM count rate, intrinsic uniformity and center of rotation during working time were analyzed. Results The PPM counts rate distributed mainly in 0.3-1.1 Kcount/s within a day shift, which showed an up-trend from 8:00 to 17:00. Within a week shift, it showed an up-trend first and down-trend late, the maximum counts occurred at the most examinations. The intrinsic uniformity (%) values of the detector 1 and detector 2 were CFOV: 2.49±0.66, UFOV: 3.77±0.99; CFOV: 1.77±0.10, UFOV: 2.18±0.17; respectively. The performance of detector 2 was better than the detector 1, and the intrinsic uniformity property of the detectors was improved after calibration. Center of rotation values (mm) of the detector 1 and detector 2 (180º, 90º, 76º) were 0.116, -1.030; 5.059, -5.417; 4.430, 5.000; respectively.Conclusion The results displayed that the nuclear detectors of the SPECT/CT were stable and effective, all the test data were in accordance with the manufacturer standard. Regular equipment quality control, especially PPM counts rate observation and intrinsic uniformity calibration, could found and solve the problems of radioactivity pollutant and some equipment faults in time, and maintain the nuclear detectors in the best state.

Keywords:SPECT; nuclear medicine; nuclear detector; quality control; intrinsic uniformity

通讯作者：李党生，副主任医师，主要研究方向为PET/CT、SPECT/CT影像诊断及核素治疗。

基金项目：广西医疗卫生适宜技术开发与推广应用项目（S201633）；广西医药卫生自筹经费计划课题（Z2016472，Z2016498，Z20170436）；广西教育厅2016年中青年教师基础能力提升项目（KY2016LX025）；2016年度广西高等教育本科教学改革工程立项项目（2016JGB186）。

西门子Symbia T16 SPECT/CT核医学探头质量控制探讨