1、核醫(yī)學(xué)儀器的質(zhì)量控制,1、核醫(yī)學(xué)中的質(zhì)量保證(quality assurance)和質(zhì)量控制(quality control) “質(zhì)量保證是使檢測(cè)結(jié)果最大程度地接近于真實(shí)、無差錯(cuò)和偽像所做的一切努力。 質(zhì)量控制是使檢測(cè)的某一方面獲得滿意結(jié)果所采取的具體措施?！?IAEA核醫(yī)學(xué)儀器質(zhì)量控制1991 儀器的質(zhì)控是在正常使用情況下，對(duì)儀器性能指標(biāo)的一系列測(cè)試。,一、質(zhì)量控制的概念,2、質(zhì)控類型 強(qiáng)制檢定：是按國(guó)家有關(guān)規(guī)定由相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)儀器進(jìn)行的定期檢定。 驗(yàn)收測(cè)試：檢驗(yàn)儀器是否符合廠家和用戶商定的指標(biāo)，以決定是否應(yīng)投入使用、付款、賠償?shù)?。?yàn)收測(cè)試通常由廠家工程師與用戶單位的負(fù)責(zé)人員共同完成。 參考

2、測(cè)試：參考測(cè)試是對(duì)儀器指標(biāo)的定期測(cè)試，并與接收測(cè)試的結(jié)果作比較，以確定儀器性能的變化程度。當(dāng)儀器因出現(xiàn)重大故障而更換主要部件，或常規(guī)測(cè)試發(fā)現(xiàn)儀器重大變化的情況下，也應(yīng)作參考測(cè)試。參考測(cè)試的內(nèi)容通常與驗(yàn)收測(cè)試相同。 常規(guī)測(cè)試：儀器一旦投入使用，就應(yīng)通過定期常規(guī)質(zhì)控保證核醫(yī)學(xué)儀器測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量。常規(guī)測(cè)試通常由儀器使用人員完成。常規(guī)測(cè)試的內(nèi)容更簡(jiǎn)單、直觀，易于判斷結(jié)果。,3、質(zhì)控測(cè)試與校正 校正(Calibration, Correction) 對(duì)測(cè)試結(jié)果的修改 導(dǎo)致以后的測(cè)試結(jié)果改善的措施 校正和質(zhì)控的區(qū)別 質(zhì)控的指標(biāo)主要用于檢測(cè)系統(tǒng)是否滿足應(yīng)用要求 校正獲得的數(shù)據(jù)要用于數(shù)據(jù)和圖像的采集和重建過程

3、,使用注意事項(xiàng) 測(cè)量核素的設(shè)置 幾何因素的影響 樣品的測(cè)量井中的位置 樣品體積 本底 污染 屏蔽,二、醫(yī)用核素活度計(jì)的質(zhì)控,測(cè)量本底讀數(shù) 基本操作 扣除本底讀數(shù) 檢查污染、屏蔽 測(cè)量重復(fù)性 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)源 描繪質(zhì)控圖 判斷：讀數(shù)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)源活度的5%范圍內(nèi),精確度 標(biāo)準(zhǔn)：5%,準(zhǔn)確度 標(biāo)準(zhǔn)：10%,：10次測(cè)量的平均值,C ：已知活度,線性度 了解活度計(jì)在其測(cè)量范圍內(nèi)讀數(shù)與實(shí)際活度值的線性關(guān)系的符合程度 衰變?cè)捶?倍增源法,活度,時(shí)間,衰變?cè)捶y(cè)量線性度,三、計(jì)數(shù)類儀器的質(zhì)量控制,計(jì)數(shù)類儀器包括：井型計(jì)數(shù)器、甲狀腺吸碘功能測(cè)定儀、腎功能測(cè)定儀 外觀檢查 完整性：部件、插件、連線 使用手冊(cè)、維修手冊(cè)

4、定標(biāo)器、計(jì)數(shù)率表 自檢 定時(shí)、定數(shù) 探測(cè)效率 E=n/sfa(%) 多探頭探測(cè)效率的一致性,計(jì)數(shù)精度 對(duì)同一樣品重復(fù)測(cè)量10次計(jì)數(shù) 計(jì)算卡方 2=(Ci-C)2/C Ci：?jiǎn)未螠y(cè)量計(jì)數(shù) C：平均計(jì)數(shù) 判斷結(jié)果 3.3216.92；有非隨機(jī)因素導(dǎo)致計(jì)數(shù)的變化 X2 3.32；計(jì)數(shù)變化不符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律,能量分辨率 儀器對(duì)不同能量射線的區(qū)分能力 表示為FWHM與能量之比 一般情況下，射線能量越高，分辨率越好 如：Tc-99m 140keV 約 10% Cs-137 662keV 約 8%,計(jì)數(shù)率特性：儀器計(jì)數(shù)率隨樣品活度的變化 主要特征：線性段；高峰段；下降段 表示方法：計(jì)數(shù)率特性曲線、最大計(jì)數(shù)率、損

5、失20%計(jì)數(shù)時(shí)的計(jì)數(shù)率,四、照相機(jī)的質(zhì)控,照相機(jī)的質(zhì)控類型和依據(jù) 驗(yàn)收測(cè)試 目的 標(biāo)準(zhǔn)（NEMA) 參考測(cè)試 目的 標(biāo)準(zhǔn)（NEMA，IAEA） 常規(guī)測(cè)試 目的 標(biāo)準(zhǔn)（NEMA，IAEA，國(guó)內(nèi)規(guī)范）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（1）,以有無準(zhǔn)直器分類： 固有性能：不裝準(zhǔn)直器時(shí)的性能指標(biāo) 系統(tǒng)性能：裝準(zhǔn)直器時(shí)的性能指標(biāo),性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（2）,空間線性：說明照相機(jī)的圖像真實(shí)再現(xiàn)核素分布位置的能力。 線性不良時(shí)的現(xiàn)象：直線分布的圖像可能是曲線；矩形分布的圖象可能是可能是桶形或枕形。在整個(gè)圖像上，可能既有枕形失真，又有桶形失真。空間線性還影響圖像的均勻性。,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（3）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（4）

6、,固有空間線性測(cè)試（1） 材料 線源（線源內(nèi)徑1mm，長(zhǎng)度30cm40cm，幾何線性良好，活度12mCi ） SLIT鉛柵模型+點(diǎn)源（計(jì)數(shù)率20kcps） 四象限鉛柵模型+點(diǎn)源（計(jì)數(shù)率20kcps） 儀器條件 20%光電峰對(duì)稱窗，使用能量、線性和均勻性校正 點(diǎn)源距離探頭視野最大直線長(zhǎng)度的4倍以上 采集計(jì)數(shù)3M 分析 定量方法：絕對(duì)偏差（毫米） 定性方法,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（5）,固有空間線性測(cè)試（2）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（6）,圖像均勻性：探頭受到均勻照射時(shí)產(chǎn)生均勻圖像的能力，它實(shí)際上是照相機(jī)對(duì)核素分布的濃度變化能否真實(shí)再現(xiàn)的指標(biāo)。 均勻性不良時(shí)的現(xiàn)象 片狀、條狀、斑點(diǎn)狀非均勻分布 光電倍增管

7、影,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（7）,固有均勻性測(cè)試（1） 材料 點(diǎn)源（計(jì)數(shù)率20kcps） 儀器條件 20%光電峰對(duì)稱窗，使用能量、線性和均勻性校正 點(diǎn)源距離探頭視野最大直線長(zhǎng)度的4倍以上 計(jì)數(shù) 常規(guī)定性：2M 定量：16M 分析 定量方法：積分均勻性、微分均勻性 定性方法,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（8）,固有均勻性測(cè)試（2）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（9）,固有均勻性測(cè)試（3）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（10）,固有均勻性測(cè)試（4）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（11）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（12）,空間分辨率：照相機(jī)能分辨的兩個(gè)點(diǎn)源或線源間的最小距離，是反映照相機(jī)對(duì)核素分布細(xì)節(jié)能否真實(shí)再現(xiàn)的指標(biāo)。 表示方法：可用點(diǎn)源或線源的

8、剖面曲線（分別稱為點(diǎn)、線擴(kuò)展函數(shù)）的半高全寬度定量表示（以毫米為單位）。 照相機(jī)的系統(tǒng)分辨率（RS）與固有空間分辨率(Ri)和準(zhǔn)直器空間分辨率Rc的關(guān)系為： Rs=(RI2+Rc2)1/2,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（13）,空間分辨率測(cè)試方法 線源 固有分辨率 系統(tǒng)分辨率 分辨率=FWHM*像素尺寸 四象限分辨率模型 分辨率=1.75B,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（14）,計(jì)數(shù)率特性：是照相機(jī)產(chǎn)生的圖像計(jì)數(shù)率與真實(shí)計(jì)數(shù)率之間的關(guān)系。 理想情況：線性關(guān)系 實(shí)際情況：當(dāng)真實(shí)計(jì)數(shù)率增加到一定程度時(shí)，實(shí)際測(cè)量的計(jì)數(shù)率不但不增加，反而要減少；圖像變小直至消失。,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（15）,計(jì)數(shù)率特性測(cè)試方法 最大計(jì)數(shù)

9、率 不能測(cè)得計(jì)數(shù)率損失20%時(shí)的計(jì)數(shù)率,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（16）,固有能量分辨率：表示照相機(jī)分辨能量相近的兩各事件光電峰的能力，用能譜光電峰的半高寬度與能量的百分比表示。對(duì)INa(Tl)晶體，能量增加，能量分辨率將減少(即改善)，對(duì)137Cs的能量分辨率一般為7%，對(duì)99mTc一般為10%。 平面源靈敏度：照相機(jī)測(cè)量核素時(shí)每單位活性所產(chǎn)生的計(jì)數(shù)率。靈敏度受晶體厚度、核素能量、準(zhǔn)直器性能等因素的影響。,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（17）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（18）,性能指標(biāo)和質(zhì)量控制（19）,SPECT的質(zhì)控和校正,SPECT的質(zhì)控和校正（1）,與照相機(jī)相同者 SPECT特有者 均勻性校正 旋轉(zhuǎn)中心校

10、正 像素尺寸 多探頭匹配 總體性能測(cè)試,SPECT的質(zhì)控和校正（2）,均勻性校正（1） 復(fù)習(xí)：照相機(jī)是如何改善均勻性的？ SPECT需要均勻性校正的原因：探頭均勻性的缺陷對(duì)斷層圖像影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)平面圖像的影響。 小片缺陷導(dǎo)致同心圓狀偽影 如果缺陷區(qū)域更復(fù)雜？,SPECT的質(zhì)控和校正（3）,均勻性校正（2） 校正方法 針對(duì)不同的準(zhǔn)直器、核素和圖像放大系數(shù)采集泛源圖像 生成均勻性校正圖 對(duì)每一投影圖像作均勻性校正 要求：每像素內(nèi)計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落小于1%（像素的計(jì)數(shù)10000）,0.9,1/0.9,1,SPECT的質(zhì)控和校正（4）,均勻性校正（3） 圖例,SPECT的質(zhì)控和校正（5）,旋轉(zhuǎn)中心校正（1

11、） 重建原理要求探頭的旋轉(zhuǎn)中心與斷層圖像矩陣的中心重合 不重合時(shí)，點(diǎn)源斷層為圓環(huán)狀或半圓環(huán)狀；一般情況下圖像分布失真，分辨率和對(duì)比度降低,SPECT的質(zhì)控和校正（6）,旋轉(zhuǎn)中心校正（2） 校正方法 采集點(diǎn)源或線源投影，生成正弦圖，其與計(jì)算理想正弦圖的誤差，形成校正數(shù)據(jù)，用于每一次反投影中,SPECT的質(zhì)控和校正（7）,旋轉(zhuǎn)中心校正（3）：圖例1,旋轉(zhuǎn)中心校正（4）：圖例2,SPECT的質(zhì)控和校正（8）,像素（立體像素voxel）尺寸 計(jì)算 條件：方形、圓形視野將方形矩陣完整填充 像素尺寸=視野直徑/矩陣行數(shù) 用于粗略估計(jì) 測(cè)量 方法：制備兩個(gè)點(diǎn)源并采集圖像 像素尺寸=兩點(diǎn)源間物理距離/點(diǎn)源相距像素?cái)?shù) 用于實(shí)際（距離、面積測(cè)量） 像素面積和立體像素體積,SPECT的質(zhì)控和校正（9）,總體性能測(cè)試(1) 極限條件 使儀器能夠產(chǎn)生最好圖像的采集條件和處理方法,SPECT的質(zhì)控和校正（10）,總體性能測(cè)試(2) 近似臨床條件,Anthropomorphic thorax phantom,Cardiac