錢根年，陳自謙，鐘群，肖慧，許尚文，付麗媛

聯(lián)勤保障部隊第九〇〇醫(yī)院（原南京軍區(qū)福州總醫(yī)院） 醫(yī)學(xué)影像中心，福建 福州 350025

引言

正電子發(fā)射斷層顯像/X線計算機體層攝影（Positron Emission Tomography/Computed Tomography，PET/CT），它將PET和CT完美地結(jié)合在一起，集功能代謝顯像與影像解剖結(jié)構(gòu)影像于一身，其臨床應(yīng)用價值及優(yōu)勢被臨床科醫(yī)師所認可，臨床應(yīng)用范疇日益擴大，尤其對于惡性腫瘤的定性診斷、分期等方面顯示其獨特的優(yōu)勢[1-5]。PET/CT已逐漸配置于大多數(shù)的醫(yī)院，然而，這一先進的分子影像成像設(shè)備具有較高的運營及維修保養(yǎng)成本，為了保證PET/CT設(shè)備的正常工作狀態(tài)，對該設(shè)備實施質(zhì)量控制（Quality Control，QC）是必不可少的。由于PET/CT由PET和CT兩部分構(gòu)成的，因此，質(zhì)量控制分為PET部分質(zhì)量控制、CT部分質(zhì)量控制及PET/CT整機的質(zhì)量控制。本文針對GE公司產(chǎn)Discovery LS16型PET/CT 設(shè)備的日常預(yù)防性維護保養(yǎng)及質(zhì)量控制，保障PET/CT日常正常運行，保證圖像質(zhì)量，減少停機率。對PET/CT質(zhì)量控制的項目包括：工作環(huán)境的保持，日常預(yù)防性質(zhì)量控制，空間分辨率測試[6-8]。

1 工作環(huán)境

1.1 溫度

掃描間、操作間及設(shè)備間應(yīng)配備足夠功率的空調(diào)，溫度應(yīng)維持在18℃～22℃。非工作日要安排值班人員定期巡視，發(fā)現(xiàn)溫度超出規(guī)定范圍，要及時調(diào)整或報告。

1.2 濕度

機房及設(shè)備間的濕度保持在40%～60%為宜。若機房濕度過大，易導(dǎo)致PET探測器晶體潮解或電路短路；若機房內(nèi)太干燥，則機房內(nèi)灰塵增多，儀器表面易產(chǎn)生靜電而損壞機器。所以機房內(nèi)要配置去濕機和加濕器。

2 日常預(yù)防性質(zhì)量控制

2.1 每日質(zhì)控內(nèi)容、步驟及方法

（1）每日質(zhì)控內(nèi)容、步驟為：① PET/CT系統(tǒng)中CT設(shè)備的自檢（包括CT掃描機架和檢查床等硬件設(shè)備）；② 執(zhí)行PET的Tip All，以檢查包括PET的機架、采集系統(tǒng)、重建系統(tǒng)等硬件設(shè)備以及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通暢情況；③ CT的球管預(yù)熱（Tube Warm Up）防止冷球管突然加高電壓導(dǎo)致?lián)p壞；④ 執(zhí)行PET空白掃描，檢測PET采集晶體模塊工作是否正常及有無損壞，檢測重建系統(tǒng)是否正常。

（2）日常預(yù)防性質(zhì)量控制方法為：通過晶體對68Ge棒源進行5 min采集后，重建出高靈敏和高分辨兩組的圖像，觀察圖像判斷晶體的工作性能及好壞（圖1，2）。圖1為晶體Blank Scan的正弦圖，無異常偽影，提示正常；圖2為晶體Blank Scan的正弦圖，顯示一斜條狀白色透亮影，提示某一晶體損壞，需維修更換后，再次執(zhí)行空白掃描，直到顯示圖1所示為止。每天執(zhí)行1至4步驟的質(zhì)量控制程序，必須保證每個項目都能完成，無錯誤信息框呈現(xiàn)。

圖1 正常的Blank Scan正弦圖

圖2 異常的Blank Scan正弦圖

2.2 每周質(zhì)控內(nèi)容、步驟及方法

2.2.1 質(zhì)控前的準備

數(shù)據(jù)備份：對設(shè)備進行質(zhì)控前，應(yīng)對CT及PET的系統(tǒng)文件，掃描協(xié)議和校準文件進行備份。PET機械手測試：行PET質(zhì)控前，應(yīng)對取出與歸位棒源的機械手進行運行功能測試，以保證其質(zhì)控時機械手動作正常。

2.2.2 質(zhì)控內(nèi)容、步驟及方法

（1）每周質(zhì)控內(nèi)容、步驟為：① CT快速空氣校準主要校準CT掃描范圍內(nèi)空氣值的均勻性，使用200 mm標準水模檢測CT值精度及均勻性（圖3），水模圖像中的中間及邊緣區(qū)域CT值應(yīng)為接近0 HU，證明正常；② 調(diào)節(jié)每個光電倍增管信號增益，校準其增益值，以達到探測效率的一致性（圖4）；③ 符合線路時間校正，選擇質(zhì)控項目中CTC掃描協(xié)議，通過晶體對68Ge棒源進行大約10 min采集，計算機自動運算及進行比對，以達到調(diào)整探測時間的一致性；④ 空白掃描校正文件的重建，晶體對68Ge棒源進行大約40 min采集后，重建出空白掃描校正文件，替換舊校正文件，以保證圖像質(zhì)量；⑤ 檢測PET/CT系統(tǒng)中CT與PET位置的誤差，即VQC（Volumetric Quality Control）掃描。

圖3 CT值均勻性檢測圖

圖4 增益校準

（2）每周質(zhì)控的方法。PET/CT將獲取PET圖像的功能信息與CT圖像的結(jié)構(gòu)信息精準的融合是其最大的優(yōu)勢，可以使診斷的準確性能夠得到大大提高[1]。因此，PET/CT圖像融合精準度的質(zhì)量控制十分重要，以Discovery LS16 PET/CT為例簡要介紹PET/CT圖像融合精準度的檢測方法。方法一：通過對隨機配備的檢測模型（內(nèi)有前后左右中心5個小球）進行CT掃描和PET采集，然后對重建后的圖像進行融合，觀察圖像中的五個點是否重疊并顯示相應(yīng)的調(diào)整方案的數(shù)值；方法二：選用GE公司提供的圓柱體空心模型（該模型直徑為300 mm），內(nèi)注入18F核素溶液4 mCi，將該模型由支架固定在掃描床的前端，啟動PET/CT全身采集掃描協(xié)議，完整的執(zhí)行全模型的PET/CT掃描采集，然后將重建后CT及PET圖像進行融合，測量選取模型中間層面的橫斷層的圖像，觀察兩者圖像的配準情況，利用CT和PET的橫斷層圖像的位置偏移距離來計算圖像位置的匹配程度（用mm表示），要求CT與PET的融合圖像的匹配誤差≤1 mm。不符合要求，則對PET/CT的CT和PET機架進行調(diào)整，直到達到要求為止。

2.3 每月質(zhì)控內(nèi)容、步驟及方法

除每周質(zhì)控內(nèi)容外，還包括PET探測器符合探測靈敏度（歸一化）校正。PET 中有成千上萬個探測晶體單元，以GE discovery LS16型PET/CT為例，總共有56個Module，每個Module包含6個block，每個block有36個晶體單元構(gòu)成，因此，總共有12096個晶體單元。受每個晶體各自性能和幾何位置差異的影響，如晶體單元發(fā)光效率、晶體單元與光電倍增管的耦合、晶體單元對符合探測線的張角不同等因素，影響其探測效率的一致性。其校正方法是利用均勻分布的68Ge放射棒源，測量每個晶體單元的計數(shù)響應(yīng)，由計算機自動算出歸一化因子，以文件方式存于計算機內(nèi)，當(dāng)對病人進行PET采集時，將采集時的測量值乘以相應(yīng)歸一化因子，那么就實現(xiàn)了晶體探測器效率的校正。通過晶體對68Ge棒源進行12 h的采集后重建出歸一化校正文件。

2.4 每季度質(zhì)控內(nèi)容、步驟及方法

除每周、每月質(zhì)控內(nèi)容外，還包括：① 調(diào)節(jié)晶體光電倍增管信號位置即PET圖像在X、Y軸的位置（圖5）；② 調(diào)節(jié)晶體光電倍增管信號能量（圖6）；③ Well counter校正是通過對GE公司配備的模型（ 2D方式時使用10 mCi68Ge棒源，3D方式時使用1.6 mCi68Ge棒源）分別采集30 min，然后重建Well counter的校正文件，目的是保證SUV值的準確性及調(diào)節(jié)圖像的均勻性。

Well counter對圖像質(zhì)量的影響：Well counter的主要功能是調(diào)整和校正PET圖像每像素的放射性活度值，及調(diào)節(jié)圖像的均勻性的作用，主要是斷層圖像的補償校正。通過對1999-NEMA[9]標準模型2D（2.5 mCi）方式、3D（0.5 mCi）方式各30 min采集，然后經(jīng)過一系列軟件處理產(chǎn)生校正文件。當(dāng)NEMA模型內(nèi)FDG未分布均勻時，會直接影響Well counter斷層圖像的補償系數(shù)及直接影響圖像的均勻性；當(dāng)測量的FDG劑量不準確，重建出的校正文件直接影響SUV值的準確性；當(dāng)一系列軟件處理過程有問題時，也會直接影響圖像的均勻性。以Discovery LS16型PET/CT為例，PET采集病人數(shù)據(jù)時，是以分段的方式采集，并能重建出35幅圖像，每幅圖像間隔為4.25 mm，融合拼接時每個床位之間重疊一幀圖像。采集病人時采用高靈敏方式，在高靈敏采集狀態(tài)下，由于幾何效率的關(guān)系，床位兩頭采集的計數(shù)少，需要Well counter的補償系數(shù)高。所以當(dāng)無Well counter校正時，床位兩頭的計數(shù)無法得到補償，就出現(xiàn)床位間白條橫線偽影（圖7）。當(dāng)Well counter校正出現(xiàn)誤差，圖像出現(xiàn)過度校正時，床位之間出現(xiàn)黑條橫線偽影。Well counter校正正常時，床位間應(yīng)無偽影出現(xiàn)（圖8）。

圖5 位置校準：正常的晶體模擬位置圖

圖6 能量校準：正常的晶體能量校準圖

圖7 床位間出現(xiàn)白條橫線偽影圖像

圖8 Well counter校正PET圖像

3 空間分辨率測試

半高寬（FWHM）能反映PET在最佳狀況下能達到的最高分辨性能。測試方法：選用18F溶液，濃度為5 mCi/mL。均勻的注入長度為100 mm、內(nèi)徑≤1 mm的毛細管中，密封毛細管兩端；將3根毛細管放置在空間分辨率測試模型中，固定在一個X、Y平面支架上，用激光定位線將模型置于視野中心。選擇PET掃描協(xié)議“NEMA Resolution protocol”，掃描1 min后，選擇GE軟件中“NEMA分析工具”，檢查定位精度，3個毛細管的X、Y、Z位置偏差需要在±2.0 mm范圍內(nèi)，如果超出范圍，則需調(diào)整。定位完成后，根據(jù)計數(shù)率調(diào)整時間最少采集50萬個計數(shù)，采集完成選擇GE軟件“NEMA分析工具中的ANALYZE Result”進行計算，重建圖像的半高寬，即得到空間分辨率測試結(jié)果[10-13]。Discovery LS16型PET/CT的半高寬值應(yīng)不大于6，如果大于6，則應(yīng)對PET晶體模塊進行檢測和校準，包括光電倍增管的增益，圖像X、Y軸的位置和能量。如有損壞，則更換。再次進行空間分辨率測試，直到合格。常規(guī)應(yīng)每季度檢測一次；如遇維修更換晶體及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相關(guān)硬件，則也應(yīng)進行空間分辨率測試。

4 CT部分的質(zhì)量控制

CT的質(zhì)量控制主要包括：激光定位燈的準確性，檢查床進位的準確性，CT值及CT噪聲，空間分辨率，低對比分辨率[14-15]。測試模型系GE公司生產(chǎn)的專用CT 性能測試模型，有關(guān)CT的質(zhì)量控制檢測方法請參考本專欄文章《MSCT設(shè)備質(zhì)量控制檢測研究》，這里不再贅述。

5 結(jié)語

PET/CT的安全穩(wěn)定的運行和質(zhì)量保證是PET/CT得以廣泛開展的前提。因此，必須具備高素質(zhì)的醫(yī)技術(shù)人員，且嚴格按照各項操作規(guī)程，加上精心的保養(yǎng)與維護，以保證機器有很高的使用率，降低PET/CT設(shè)備故障的發(fā)生率和誤操作率[16-18]。通過對Discovery LS16型PET/CT日常預(yù)防性的質(zhì)量控制，以便提高對PET/CT的質(zhì)量控制與質(zhì)量管理的認識，形成科學(xué)與標準化的統(tǒng)一管理體系，使PET/CT這一核醫(yī)學(xué)的利器能發(fā)揮其巨大的臨床效用和社會效益。