單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置(SPECT)校準(zhǔn)規(guī)范

JJF2044—20231單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置(SPECT)校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置(SPECT)的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB/T18988.2—2013(IEC61675-2:1998,MOD)放射性核素成像設(shè)備性能和試驗(yàn)規(guī)則第2部分:單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層裝置NEMANU1—2007伽馬相機(jī)性能測(cè)量(PerformanceMeasurementsofGammaCameras)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修訂單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計(jì)量單位GB/T18988.2—2013中界定的及以下術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1術(shù)語3.1.1發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像emissioncomputedtomography顯示所選穿過物體的二維斷層薄片中攝取的放射性核素空間分布的一種成像技術(shù)。3.1.2空間分辨力spatialresolution將點(diǎn)源圖像的計(jì)數(shù)密度分布集中到一個(gè)點(diǎn)的能力。3.1.3系統(tǒng)空間分辨力systemspatialresolution(系統(tǒng))帶準(zhǔn)直器時(shí)測(cè)得的空間分辨力。3.1.4斷層空間分辨力tomographicspatialresolution斷層成像的系統(tǒng)空間分辨力。3.1.5能窗energywindow接受和處理X、γ射線的能量范圍。通常以所設(shè)置的上下甄別閾值寬度和能量峰值的百分比(%)來表示。3.1.6有效視野usefulfieldofview(UFOV)探頭用于射線成像的范圍,該范圍的尺寸由制造廠給出。3.1.7系統(tǒng)均勻性u(píng)niformity對(duì)特定準(zhǔn)直器,均勻入射的γ射線在整個(gè)有效視野內(nèi)給定的面積上計(jì)數(shù)的最大變化。3.1.8系統(tǒng)平面靈敏度systemplanarsensitivityJJF2044—20232對(duì)特定準(zhǔn)直器,探頭觀察到的平面源計(jì)數(shù)率與活度之比。注:單位為每秒兆貝可(s-1·MBq-1)。3.1.9平行準(zhǔn)直器planecollimator由輻射衰減材料制成的單孔或多孔的部件,使γ射線平行入射到晶體上對(duì)輻射視野的限定。3.1.10半高寬fullwidthathalfmaximum(FWHM)全高峰的1/2高度處的寬度。3.1.11斷層均勻性tomographicuniformity斷層成像重建平面中,在整個(gè)有效視野內(nèi)給定的面積上計(jì)數(shù)的最大變化。3.1.12熱區(qū)hotlesion放射源比活度較高,表現(xiàn)為病灶特征的區(qū)域。3.1.13冷區(qū)coldlesion放射源比活度接近本底,表現(xiàn)為正常組織特征的區(qū)域。3.2計(jì)量單位[放射性]活度:貝可[勒爾];符號(hào):Bq。4概述單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置(SinglePhotonEmissionComputedTomographySystem,簡稱SPECT)是以旋轉(zhuǎn)γ照相機(jī)為基礎(chǔ),由一個(gè)或多個(gè)探頭(包括準(zhǔn)直器、晶體和光導(dǎo)、光電倍增管矩陣等)、脈沖幅度分析器、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、低衰減的檢查床、圖像處理和輸出設(shè)備等組成。SPECT是在人體內(nèi)注入單光子放射性核素,通過探頭旋轉(zhuǎn)采集不同角度的信息并進(jìn)行圖像重建而獲得各個(gè)斷層的放射性空間分布的圖像,同時(shí)應(yīng)用于γ照相機(jī)可獲取的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、門控和全身掃描的圖像。5計(jì)量特性5.1系統(tǒng)平面靈敏度應(yīng)不低于60s-1·MBq-1。5.2斷層冷區(qū)分辨力可分辨最小尺寸不大于9.2mm。5.3斷層熱區(qū)分辨力可分辨最小尺寸不大于11.4mm。5.4斷層空間線性32個(gè)的熱區(qū)應(yīng)水平和垂直對(duì)準(zhǔn),并清晰顯示,同時(shí)不能有偽影和非線性失真現(xiàn)象。5.5斷層均勻性應(yīng)不大于5.5%。注1:以上指標(biāo)不用于合格性判別,僅提供校準(zhǔn)參考。注2:對(duì)多探頭SPECT,除斷層相關(guān)項(xiàng)目外,應(yīng)給出每個(gè)探頭的校準(zhǔn)結(jié)果。36校準(zhǔn)條件6.1.1環(huán)境溫度：15℃~30℃。6.1.2相對(duì)濕度：30%～70%。6.2校準(zhǔn)用設(shè)備6.2.2.1系統(tǒng)平面靈敏度模體，應(yīng)符合圖1的要求。6.2.2.2SPECT性能模體包含熱區(qū)分辨力、冷區(qū)分辨力、空間線性和均勻性插件，詳7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1系統(tǒng)平面靈敏度測(cè)量所使用放射源為9mTc溶液，活度約為40MBq。用活度計(jì)精確測(cè)量活度A,并記下測(cè)量活度時(shí)間t活度，將精確測(cè)量的99mTc溶液全部注入平面150mm的有機(jī)玻璃圓盤，如圖1),并加水至2mm～3mm高。在探頭上安裝低能通用或低能高分辨準(zhǔn)直器，關(guān)閉均勻性校模體于探頭中心位置，貼準(zhǔn)直器表面，對(duì)平面靈敏度模體進(jìn)行靜態(tài)圖像采集。采集條件：采集矩陣256×256,采集時(shí)間5min。精確記錄開始采集的時(shí)刻t采集及圖像總計(jì)數(shù)C1o。以上數(shù)據(jù)采集應(yīng)不少于3次，結(jié)果為采集的平均值。按式(1)計(jì)算系統(tǒng)平面靈敏度：式中：JJF2044—20234t采集—圖像采集的時(shí)刻,s;t活度—測(cè)量凈活度A的時(shí)刻,s;T采集—圖像的采集持續(xù)時(shí)間,s;A—注入模體的放射性核素的活度,MBq。7.2斷層冷區(qū)分辨力在SPECT性能模體中注滿蒸餾水并排盡氣泡,將(370~740)MBq99mTc核素注入模體內(nèi)混勻,置于診斷床上,模體中心軸與診斷床長軸平行。SPECT選擇低能高分辨率準(zhǔn)直器,選(200~300)mm的旋轉(zhuǎn)半徑,放大倍率1,重建矩陣256×256,作360°、60幀圓形軌跡采集數(shù)據(jù),每個(gè)斷層采集計(jì)數(shù)約0.5M,能窗與臨床相同。重建使用斜坡濾波反投影法重建橫斷面圖形。調(diào)整窗寬和窗位,從冷區(qū)插件的重建圖像中讀取可分辨的冷區(qū)最小尺寸,如附錄圖A.1所示。7.3斷層熱區(qū)分辨力測(cè)量條件同7.2。調(diào)整窗寬和窗位,從熱區(qū)插件的重建圖像中讀取可分辨的熱區(qū)最小尺寸,如附錄圖A.2所示。7.4斷層空間線性測(cè)量條件同7.2。調(diào)窗寬和窗位,從空間線性插件的重建圖像中讀取32個(gè)正交排列的熱區(qū),應(yīng)在整個(gè)橫斷面上水平和垂直對(duì)準(zhǔn),并清晰顯示,同時(shí)不能有偽影和非線性失真現(xiàn)象,如附錄圖A.3所示。7.5斷層均勻性測(cè)量條件同7.2。從均勻性層面的重建圖像中作一個(gè)面積不小于100mm2的感興趣區(qū)(ROI),讀取像素值計(jì)數(shù)的最大值Cmax和最小值Cmin,按公式(2)計(jì)算均勻性:U=×100%(2)8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)8.1校準(zhǔn)結(jié)果處理經(jīng)校準(zhǔn)后的儀器應(yīng)核發(fā)校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)證書應(yīng)符合JJF1071—2010中5.12的要求,并給出各校準(zhǔn)項(xiàng)目名稱和測(cè)量結(jié)果以及擴(kuò)展不確定度。校準(zhǔn)原始記錄(推薦)格式見附錄B,校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(推薦)格式見附錄C。8.2校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度儀器校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度按JJF1059.1—2012的要求評(píng)定,校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定示例見附錄D。JJF2044—202359復(fù)校時(shí)間間隔用戶可根據(jù)儀器的使用情況和儀器本身質(zhì)量自行確定復(fù)校時(shí)間的長短,建議復(fù)校時(shí)間間隔為12個(gè)月。6模體用于校準(zhǔn)SPECT斷層圖像的熱區(qū)和冷區(qū)的分辨力、空間線性及均勻性性能。模體外徑為22cm,長度為31cm。冷區(qū)插件為7個(gè)有機(jī)玻璃棒和實(shí)心球(見圖A.1),棒直徑推薦為4.7mm、5.9mm、7.3mm、9.2mm、11.4mm、14.3mm、17.9mm,球體附著于棒上，其直徑與相應(yīng)的棒相同。模體內(nèi)注入放射性溶液后，棒和球體為冷區(qū)。熱區(qū)插件為有機(jī)玻璃中的8對(duì)圓孔(見圖A.2),孔直徑推薦為4.7mm、5.9mm、7.3mm、9.2mm、11.4mm、14.3mm、17.9mm、22.4mm。模體內(nèi)注入放射性溶液后，圓孔內(nèi)為熱區(qū)?？臻g線性及均勻性插件為交錯(cuò)網(wǎng)格的有機(jī)玻璃塊，由32個(gè)方孔組成(見圖A.3)。7JJF2044—20238附錄B校準(zhǔn)記錄(推薦)格式儀器名稱型號(hào)規(guī)格制造廠商出廠編號(hào)委托單位地址溫度濕度大氣壓記錄編號(hào)校準(zhǔn)員核驗(yàn)員探測(cè)器類型校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果系統(tǒng)平面靈敏度核素/活度準(zhǔn)直器面源距探頭距離測(cè)量時(shí)間面源直徑計(jì)數(shù)率斷層冷區(qū)分辨力核素/活度準(zhǔn)直器矩陣/能窗計(jì)數(shù)率采集方式分辨力斷層熱區(qū)分辨力核素/活度準(zhǔn)直器矩陣/能窗計(jì)數(shù)率采集方式分辨力斷層線性核素/活度準(zhǔn)直器矩陣/能窗計(jì)數(shù)率采集方式線性斷層均勻性準(zhǔn)直器ROICmaxCmin均勻性JJF2044—20239附錄C校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(推薦)格式校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果系統(tǒng)平面靈敏度斷層冷區(qū)分辨力斷層熱區(qū)分辨力斷層空間線性斷層均勻性擴(kuò)展不確定度(k=2)校準(zhǔn)員:核驗(yàn)員:JJF2044—202310附錄D系統(tǒng)平面靈敏度測(cè)量不確定度評(píng)定示例D.1測(cè)量方法在平面靈敏度模體中注入約為40MBq99mTc溶液,進(jìn)行靜態(tài)圖像采集,采集計(jì)數(shù)C100約為1M,關(guān)閉均勻性校準(zhǔn)功能,模體距準(zhǔn)直器表面10cm。采集條件:采集矩陣256×256,采集時(shí)長T采集為5min。D.2測(cè)量模型S=λ×C100×e[(t采集-t活度)×λ]×[1-e(-T采集×λ)]-1×A-1假定λ×e[(t采集-t活度)×λ]×[1-e(-T采集×λ)]-1為常數(shù)k,模型簡化為S=k×C100×A-1式中:S—系統(tǒng)平面靈敏度,s-1·MBq-1;C100—總計(jì)數(shù);A—注入模體的放射性核素的凈活度,MBq。D.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式uc(y)y函數(shù)形式為Y=A(X1X2…Xuc(y)y=則由公式(D.2)得:uc=其中P1=1,P2=-1,由公式(D.3)得uc,rel(S)=D.4不確定度來源不確定度來源包括:(D.1)(D.2)(D.3)(D.4)a)輸入量C100引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C100),包括統(tǒng)計(jì)漲落引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1rel(C100),半衰期修正引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2rel(C100),測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3rel(C100);b)輸入量A引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(A),主要是標(biāo)準(zhǔn)活度計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。D.5不確定度分量計(jì)算D.5.1輸入量C100引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C100)評(píng)定D.5.1.1統(tǒng)計(jì)漲落引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1rel(C100)選定一臺(tái)SPECT,在平面靈敏度模體中注入約為40MBq99mTc溶液,進(jìn)行靜態(tài)圖像采集,采集計(jì)數(shù)C100約為1M,由統(tǒng)計(jì)漲落引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:JJF2044—202311 u1rel(C100)==0.1% D.5.1.2半衰期修正不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2rel(C100)99mTc溶液半衰期為6.007h,測(cè)量過程中需記錄測(cè)量活度的時(shí)間點(diǎn)t活度和開始采集圖像的時(shí)間點(diǎn)t采集。修正公式e[(t采集-t活度)·ln2·T1/2-1],其中t測(cè)量誤差不超過0.5min,故半衰期修正不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:u2rel(C100)=t·ln2·T1/2-1=0.1%D.5.1.3測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3rel(C100)選定一臺(tái)SPECT,在平面靈敏度模體中注入約為40MBq99mTc溶液,進(jìn)行靜態(tài)圖像采集,關(guān)閉均勻性校準(zhǔn)功能,模體距準(zhǔn)直器表面10cm。采集條件:采集矩陣256×256,采集時(shí)長T采集為5min,連續(xù)測(cè)量10次,測(cè)量結(jié)果見表D.1。表D.1平面靈敏度測(cè)量結(jié)果測(cè)量項(xiàng)目C100測(cè)量次數(shù)12345678910測(cè)量結(jié)果(×105)8.798.758.748.688.718.6