基于放射性核素设备SPECT检测的两种分析软件测试结果比较*

2014-02-07崔惠军胡传朋翟贺争魏坤杰王小春

中国医学装备 2014年5期

崔惠军胡传朋翟贺争魏坤杰崔昕王小春*

崔惠军①胡传朋②翟贺争③魏坤杰②崔昕④王小春③*

目的：比较两种用于肿瘤放射性核素设备SPECT性能检测分析软件的测试结果，评价其应用于临床诊断中质量控制的可靠性。方法：依据NEMA等相关标准的推荐方法，对SPECT系统空间分辨力、固有非均匀性、固有空间分辨力、固有非线性及断层空间分辨力等性能指标进行检测；应用SkyLab和RGRMS型两种分析软件对检测结果进行分析比较。结果：两种分析软件对SPECT性能检测的各项指标均符合国家标准要求。结论：SkyLab和RGRMS型分析软件在应用于SPECT质量控制性能检测结果分析中使用方便、高效，具有良好的适用性。

单光子发射型计算机断层扫描；分析软件；质量控制；比较

崔惠军，男，(1959- )，本科学历，副主任医师。内蒙古科技大学附属医院放射科，从事临床放射诊断工作。

单光子发射型计算机断层扫描(single photon emission computed tomography，SPECT)仪器的出现，标志着功能显像技术飞速发展到一个新阶段。SPECT借助放射性核素易聚集到特定分子或特殊部位的特异性，形成反映变异组织的平面投影像和断层图像，从而达到对疾病准确诊断的目的。SPECT作为功能显像设备在临床上广泛应用，因此对其质量控制工作显得尤为重要。

目前，SPECT质量控制检测的性能指标基本成熟，主要包括固有性能指标和系统性能指标[1-2]。但大部分性能指标的定量判断需要借助分析软件。国内已开发出SPECT性能指标分析软件，一些具有卫生计生委放射卫生技术服务甲级资质的机构已开始借助分析软件分析检测结果。本研究在对诊疗、核医学设备质量控制检测的同时，借助两种不同SPECT质量控制的分析软件对设备检测结果进行分析，将检测结果与现行的国家标准规定限值进行比较，并讨论两者在质量控制检测指标图像分析的适用性[3-5]。

1 材料与方法

1.1 实验设备

采用西门子Symbia T2型的双探头SPECT，配置低能高分辨率准直器。在对设备进行质量控制检测前，厂商工程师根据企业标准已对其进行全面维护、保养及调试，以确保设备性能达标。实验中应用的检测模体包括铅栅、双线源散射模体、平面源模体及柱体模体支撑框架等。

1.2 分析软件

(1)SkyLabV1.0分析软件由北京评安公司研发，其占用空间容量小，功能强大，使用方便，能够调用不同程序模块对检测指标进行逐一分析(如图1所示)。

图1 SkyLab分析软件

(2)RGRMS型软件由北京卡迪诺公司研发，其可根据不同条件下的采集参数对数据处理和评价，并可满足不同验收机构的要求(即国家标准和企业标准)进行数据处理和评价(如图2所示)。

图2 RGRMS型分析软件

1.3 实验检测指标

根据国家质量监督检验检疫总局和美国电气制造商协会(NEMA)相关标准及研究进行检测，主要有7项检测指标[3-6]。

(1)系统空间分辨率(mm)。测量所使用双线源模体和99Tcm放射源(体积约1.5 ml，活度约为60 MBq)，探头的计数率应＜3.0×104/s，采集矩阵为512×512，能峰位为140 keV，能窗为20%。将双线源模体置于视野中心并且距两探头准直器表面10 cm处，平行于探头的X轴方向，每个探头采集总计数为106。将采集的图像传输至两种分析软件，分别以像素值为单位，在直角坐标上画垂直于线源的剖面曲线，横坐标为位置，纵坐标为计数值，对应线源的每条剖面曲线有峰位和半高宽，半高宽的均值即为系统空间分辨力的数值，两条线源峰位的距离刻度即为系统空间分辨力的刻度。

(2)固有非均匀性(%)。测量使用99Tcm放射源(活度约为20 MBq)，放置于注射器针帽中，距离探头表面中心5倍于视野最大线径的位置上；探头的计数率应＜3.0×104/s，采集矩阵为256×256，能峰位为140 keV，能窗为20%。卸下准直器，采集总计数为16×106。将图像矩阵转换为64×64，并剔除视野边界各方向5%的像素，对所有数据点的像素值进行归一化处理即得到均匀性指标(如图3所示)。

图3 固有非均匀性采集图像

(3)固有空间分辨力(mm)。测量使用99Tcm放射源(活度约为30 MBq)，放置于注射器针帽中，距离探头表面中心1.5 m处；探头的计数率应＜3.0×104/s，采集矩阵为512×512，能峰位为140 keV，能窗为20%，总计数为40×106；用狭缝铅栅模体进行图像采集。狭缝铅栅模体为1 mm宽相距30 mm的狭缝构成，铅的厚度≥3 mm，模型方向为X轴。卸下准直器，置狭缝铅栅模体于探头表面，使铅栅模体的栅缝分别平行于探头的X轴，以检测X轴方向的空间分辨力。狭缝铅栅模体采集图像以像素为单位，作垂直于每条隙缝的剖面曲线，以横坐标的位置、纵坐标的点对应计数。对每条曲线做线性拟合，通过分析软件计算出峰值和半高宽(如图4所示)。

图4 固有空间分辨力采集图像

(4)固有非线性(mm)。该检测所用的条件与测量固有空间分辨力的条件相同，在铅栅模体图像固有空间分辨力的数椐处理中，对应每条剖面曲线有一个峰值，所有剖面曲线可得到一个二维峰位的阵列。用每条隙缝峰位点拟合一条直线，作为隙缝的几何位置。通过测量所有垂直于隙缝方向相邻两峰的中心距离，其中心距离的标准差即为线性值。

(5)断层空间分辨力(mm)。用毛细管吸取一小滴高比活度的99Tcm溶液，长度＜1 mm，计数率＜3.0×104/s，采集矩阵为128×128，能峰位为140 keV，能窗为20%。将电源放置于视野中心位置，记录两探头的距离为15 cm进行断层图像采集，120帧(3o/帧)，3 k/帧，总计数为360×103，将采集的多个图像调到分析软件中，计算重建后点源图像的半高宽。

(6)系统平面灵敏度(s-1·MBq-1)。测量使用99Tcm放射源(活度约为40 MBq)，放置平面源中，距离探头表面中心10 cm处，能峰位为140 keV、能窗为20%、采集时间300 s、矩阵为256×256。在此环节中，活度需用活度计精确测量并记下测量时间，平面灵敏度模体静态图像采集。采集灵敏度模体前采集本底计数300 s，再采集含99Tcm溶液的灵敏度模体300 s，根据采集液体源平均活度计算出系统灵敏度的数值。

(7)固有计数率特性(s-1)。测量使用99Tcm放射源(活度约为40 MBq)，距离探头表面中心2 m处，能峰位为140 keV，能窗为20%，采集矩阵为512×512。卸下准直器，将源逐渐向探头表面移动，并注意观察计数率的变化，放射源移动至某一位置时将达到最大计数率。该最大计数率即为计数率的最大值。

2 结果

采用SkyLabV1.0和RGRMS型软件分别对SPECT质量控制检测的指标进行分析，其上述7项指标结果见表1。

表1 两种软件分析SPECT检测结果

系统平面灵敏度由现场记录数据值计算得出，而固有计数率特性是从设备控制室的读数仪上直接显示，因此两种软件分析结果相同。表1显示，此台设备的各项性能指标均符合标准要求。实验前5项指标中固有非均匀性数值一致；SkyLab软件分析的固有空间分辨力和固有非线性较RGRMS型数值高；SkyLab软件在系统空间分辨力和断层空间分辨力的分析结果较低。

3 讨论

近年发展起来的核医学设备SPECT，在诊断疾病显像方面具有独特的优势，在国内外医院应用越来越广泛[7-9]。SPECT的疾病诊断报告在临床诊治中具有重要价值，然而SPECT结构复杂，正常运行受到各方面因素的影响。因此，设备需要定期维护和保养，性能指标需要定期进行检定和核查，以保证设备正常运行和图像采集的质量，更好地为疾病诊断服务。SPECT显像系统性能的质量控制是核医学影像工作的重要组成部分，是保障图像质量的重要环节[10-12]。因此，对SPECT的质量控制工作非常必要。国内有学者提出，必须加强SPECT的质量控制和性能测试[13]。

本研究分别采用SkyLabV1.0和RGRMS型分析软件对SPECT检测结果进行分析，其结果均符合相关标准的要求，并不能说明两者的优劣。国内外均有不同厂家配置的SPECT，其结构及探头类型等不同，采用不同的分析软件其分析结果会有所差异，因此选择合适的分析软件，熟悉软件的内部计算机语言编程，不仅需要大量的实践经验和数据的积累，还需要进一步的数据分析。

本实验使用的SkyLabV1.0和RGRMS型软件具有使用方便、高效的优点，满足设备质量控制检测分析的需要，具有良好的适用性。软件分析得到SPECT质量控制检测性能指标的量值，在整个设备质量控制过程中非常关键。对不同型号的SPECT进行质量控制，并比较不同软件数据分析结果，客观评价设备性能指标，为临床患者检测的安全性和图像质量的可靠性提供依据具有重要的意义。

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Research on the comparison of two kinds of software test results for SPECT quality contro

CUI Hui-jun, HU Chuan-peng, ZHAI He-zheng, et al// China Medical Equipment, 2014,11(5):1-3.

Objective:To compare and evaluate two kinds of analysis software of test results for SPECT quality control performance.Methods:According to the recommendations of NEMA standard, some performance testing was done, such as intrinsic spatial resolution, system spatial resolution, topographic spatial resolution, intrinsic integral uniformity and so on were tested by phantom of nuclear medicine, then two kinds of software named SkyLab and RGRMS were used for analysis of test results, and compare the two results.Results:The performance of SPECT detection ofVarious indexes is according to the standard requirements.Conclusion:The SkyLab and RGRMS analysis software are efficient applied in SPECT quality control performance.

Single photon emission computed tomography; Quality control; Comparative analysis; Analysis software

1672-8270(2014)05-0001-03

R814.42

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.05.001