SPECT的性能参数.ppt

SPECT性能指标 与质量控制,质量控制内容,常规质控 验收质控 参考质控,常规测试,1 日常定期对设备进行的性能测试 日质控（daily QC）周质控（Weekly QC） 月质控（monthly QC）年质控（yearly QC）等（厂家提供专用测试程序） 2目的：确保设备工作在最佳状态及时发现设备性能降低程度,验收测试,1设备安装后对设备进行的全面性能测试 2目的：确保设备达到厂家标定的技术及操作性能。 3必须严格按照标准 （1）NEMA（2） IEC （3）国家标准GB,参考测试,1对设备性能进行全面测试，提供全面性能指标的参考数据，评估设备性能 2验收测试结果可作为一段时间内的参考测试 3何时进行： （1）设备出现较大故障及大修或调试后 （2）当机器搬迁到新址时 （3）测试标准：验收测试标准,SPECT的性能指标,SPECT的探头性能 SPECT的断层性能 SPECT全身扫描性能,质量检测的设备及工具,1点源和线源 常用的点源为一直径为2mm 球体它可置于系统视野内的各点临床可用1ml随弃试塑料注射器。用于测试探头的固有均匀性，空间分辨力，空间线性，能量分辨力，以及最大计数率。点源可有99mTc 或则57co制成。点源的活度应该保证小于等于20kcps。 线源为57co固体线源或则99mTc可灌注线源，其内径1mm，长度30cm到40cm几何线性良好，强度在1-2mCi线源用于全身扫描分辨力。,质量测试是设备及工具,2泛源模型 该模型用来测试平面图像的均匀性及建立均匀性校正矩阵他由长方形的液体体模构成 主要用于系统灵敏度的测试 3四象限及单向空间分辨力测试模板由不同间隔是铅条组成主要用于测试SPECT的空间分辨力 4双源散射模型 测试r相机的死时间.,SLIT模型单向铅栅,面源,SPECT成像常用的测试设备,SPECT成像常用的测试设备,该设备是内含有已知形状和大小的测试样品的圆柱体模型可以填充已知浓度的放射性液体或着无放射性的水。 SPECT性能测试体模该体模有有机玻璃组成的三种插件组成。 分辨别是热源病灶测试插件 冷源病灶测试插件 线性均匀性测试插件 分辨别测试热源灶和冷源灶的分辨力 还有线性及均匀性和旋转中心。,SPECT探头性能,1.空间分辨率 2. 空间线性 3. 能量分辨率 4. 均匀性 5. 多窗空间配准度 6. 计数率特征 7. 灵敏度 8. 探头屏蔽性能,1空间分辨率（spatial resolution）,1反映能分辨两点间最小距离 2用点源、线源扩展函数半高宽十分之一高宽表示,1固有分辨率 晶体、光电倍增管的性能及能窗等采集条件 2系统分辨率 固有分辨率及准直器的分辨率决定 系统分辨率2= 固有分辨率2 +准直器分辨率2,降低固有分辨率的因素,1电子元件损坏 2光电倍增管增益调节不良 3晶体损坏或变性 4高计数率,分辨率测试方法,线源（系统分辨） SLIT模型单向铅栅四象限铅栅（NEMA，固有分辨） 此项为验收检测要求每半年进行一次。,固有空间分辨率影响因素,1相同直径晶体内光电倍增管的数目增加 2入射光子能量的增加 3晶体厚度的减少 4脉冲高度分析器的窗宽 5散射光子的比率、计数率,2空间线性,空间线性 描述图像的位置畸变程度，考察位置矩阵电路的性能。 （1）绝对线性 X及Y方向的线扩展函数峰值偏离距离，表征空间位置畸形变的最大值 （2）微分线性X及Y方向的线扩展函数峰值偏离距离的标准差表示各点畸形变的标准差 （3）线性值越小，其线性越好。,3能量分辨率,用以描述相机本身分辨不同能量光子之间的能力。特别是区分本身射线与散射线的能力,固有能量分辨率,固有能量分辨率（intrinsic energy resolution） 描述探头对射线能量的辨别能力 用光电峰的半高宽与峰值处能量的百分 比表示 能量分辨率（%）=（EFWHM /E0）100%,降低能量分辨率的原因,光电倍增管调节不良 一个或多个管子或晶体失效 晶体本身的缺陷或损坏、高计数等,4泛源 的均匀性,描述当探头受到空间均匀通量的射线 照射时，图象中计数密度均匀性的程度。描述相机探头对一均匀泛源的响应,泛源均匀性,泛源均匀性可由探头本身（固有均匀性），或探头带准直器（系统均匀性）所展示的均匀性程度来定量计算，也可以根据全视野计数密度的最大差异（积分均匀性）或特定距离内计数密度的最大变化率（微分均匀性）来定量计算。,泛源均匀性,积分均匀性 IU (max - min) / (max + min) 100% 探头视野中的均匀性 微分均匀性 DU = ( Hi - Low ) / ( Hi + Low ) Hi 与 Low X方向及Y方向相邻5个像素间均匀性,固有均匀性降低的原因,光电倍增管增益校正不良 一个或多个管子或晶体失效 空间的非线性 晶体的损坏,均匀性,均匀性：射线均匀照射探头时在其所产生的平面图像上计数的均匀分布情况。 影响因素：PMT老化、前置放大电路增益不匹配、PHA分析不稳定、能峰漂移、直流高压不稳定、采集和重建等过程中产生的噪声等，从而影响均匀性和灵敏度。 分类：平面系统均匀性（固有均匀性和系统均匀性）和断层均匀性。,计数率特性,描述入射的射线强度与测得计数率之间的非线性关系，以及在高计数状态下引起的图象空间位移。 最大观察计数率 20%丢失时观察计数率 观察计数率随活度的变化曲线,平面灵敏度,描述入射到探头上的光子，被观察的概率. 灵敏度(sensitivity)描述探头对源的响应能力,系统平面灵敏度 探头对平行于该探头放置的特定平面源的 灵敏度 与准直器的类型、晶体厚度、窗宽、源的 种类及形状有关 与源距准直器的距离无关 单位活度在单位时间内的计数 单位：counts/(minMBq)、 counts/(sMBq)、或counts/(minCi),系统灵敏度,系统灵敏度可以分为层面灵敏度和体积灵敏度。系统灵敏度常用归一化体积灵敏度表示。 层面灵敏度：指在一个层面内有效探测入射射线的能力。 体积灵敏度：层面灵敏度之和。 系统灵敏度：体积灵敏度除以轴向视野的长度或测量模体的长度。,固有灵敏度,与晶体的厚度和脉冲高度分析器的窗宽直接有关，与光子能量成反比例关系,多窗空间配准度,多窗空间配准度（multiple window spatial registration） 描述不同能窗成像时，相机对不同 能量光子的定位能力 用不同能窗时一点源的图像在X及Y 方向上的最大位移表示。,系统灵敏度,与准直器壁所覆盖晶体面积和总面积的比值有关，与准直器厚度成反比例,探头屏蔽性能,描述探头对视野之外源的屏蔽能力 对患者本身FOV之外放射性的屏蔽 用点源（点源与探头平面的垂直距离为20cm）在距探头FOV边缘前后10、20、30cm的最大屏蔽计数与在FOV中心处计数率的百分比表示。 对周围环境放射性的屏蔽 将点源置于距地面1m，距探头两侧及前后2m处。用探头分别朝上、下、左、右时的计数率与FOV中心处计数率的百分比表示 屏蔽泄漏=最大屏蔽计数率/FOV中心计数率100%,探头屏蔽性能测试,对患者本身FOV之外放射性的屏蔽 对周围环境放射性的屏蔽 点源位置 侧面距探头2m 检查床方向距探头2m 探头 朝上、下、左、右,SPECT断层性能, 断层均匀性 断层空间分辨率 旋转中心 断层对比度 断层灵敏度和总灵敏度,断层均匀性, 对均匀体源重建断层图像的放射性分布的均匀性 断层图像均匀性比平面图像均匀性差 探头旋转可造成均匀性降低 重建过程对非均匀性有放大 保证断层图像均匀性首先要使探头的均匀性处 于最佳状态 与重建算法及总计数有关 用断层图像上的像素计数值的相对误差来表示,断层空间分辨率,断层空间分辨率 SPECT断层分辨率： x方向、y方向、z方向 径向、切向、轴向（z方向） 用点源或线源的扩展函数在不同断层中的半高宽（FWHM）来表示 SPECT断层空间分辨率低于平面图 像分辨率 与准直器的类型、晶体厚度、衰减 校正、散射校正、重建算法等有关,断层空间分辨率,断层空间分辨率 无散射断层空间分辨率 用空气中的点源测试 有散射断层空间分辨率 用水模中的线源测试 有散射断层空间分辨率低于无散射的空间分辨率,旋转中心,旋转中心 （center of rotation, COR） 虚设的机械点 位于旋转轴上 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 不重合：旋转中心漂移（center of rotation offset，在SPECT图像上产生伪 影（artifact） 轴向对准：多探头成像系统，各探头图 像的轴向对准,旋转中心,任何不重合表现为旋转轴倾斜和旋转中心漂移，导致图像模糊或环状、拖尾状伪影，影响图像的均匀性和分辨力 检验旋转中心是否漂移，常用的是正弦曲线法。 旋转中心的漂移精度平均值验收时应2mm日常要保证3mm,断层对比度（contrast）, 反映系统对小病灶的探测能力 断层对比度是指SPECT系统对已知尺寸和活度的物体的探测能力。探测小病变时，对比度非常关键。断层对比度受下列因素影响：能量分辨率、散射、系统信噪比和重建方式。当病变小于仪器分辨率时，由于部分容积效应的影响，对比度会降低。,系统容积灵敏度, 反映SPECT的计数率效率 系统容积灵敏度：总体积内 平均记数率与源的放射性浓度之比 SVS=A(c/min)/Bc(kBq/cm3) 轴向单位距离的系统容积灵敏度： VSAC=SVS/Length,全身扫描性能指标, 全身扫描空间分辨率 全身扫描系统均匀性 全身扫描系统稳定性,全身扫描空间分辨率, 探头或检查床移动，获得全身扫描图像 平行于运动方向的分辨率 垂直于运动方向线源的扩展函数的半高宽（FWHM）及十分之一高宽（FWTM） 垂直于运动方向的分辨率 平行于运动方向线源的扩展函数的半高宽（FWHM）及十分之一高宽（FWTM）,全身扫描空间分辨率影响因素,探头性能 系统的机械性能 机械精度 扫描速度 软件,全身扫描系统均匀性,1 描述全身扫描图像的均匀性 2影响因素 探头的均匀性 准直器的均匀性 机械驱动装置 系统校正,全身扫描系统均匀性测试, 在准直器上缚一薄片状源,使用临床 的扫描速度作全身扫描 观察图像均匀性,全身扫描系统稳定性,扫描稳定性描述扫描过程中扫描速 度的一致性，反映全身图像的均匀性。,常规测试的频度,1、能峰，本底，PHA的