單光子發(fā)射計算機斷層成像裝置(SPECT)校準規(guī)范

JJF2044—20231單光子發(fā)射計算機斷層成像裝置(SPECT)校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于單光子發(fā)射計算機斷層成像裝置(SPECT)的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB/T18988.2—2013(IEC61675-2:1998,MOD)放射性核素成像設備性能和試驗規(guī)則第2部分:單光子發(fā)射計算機斷層裝置NEMANU1—2007伽馬相機性能測量(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術語和計量單位GB/T18988.2—2013中界定的及以下術語和定義適用于本規(guī)范。3.1術語3.1.1發(fā)射計算機斷層成像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。3.1.2空間分辨力spatialresolution將點源圖像的計數密度分布集中到一個點的能力。3.1.3系統(tǒng)空間分辨力systemspatialresolution(系統(tǒng))帶準直器時測得的空間分辨力。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uniformity對特定準直器,均勻入射的γ射線在整個有效視野內給定的面積上計數的最大變化。3.1.8系統(tǒng)平面靈敏度systemplanarsensitivityJJF2044—20232對特定準直器,探頭觀察到的平面源計數率與活度之比。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,在整個有效視野內給定的面積上計數的最大變化。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計量單位[放射性]活度:貝可[勒爾];符號:Bq。4概述單光子發(fā)射計算機斷層成像裝置(SinglePhotonEmissionComputedTomographySystem,簡稱SPECT)是以旋轉γ照相機為基礎,由一個或多個探頭(包括準直器、晶體和光導、光電倍增管矩陣等)、脈沖幅度分析器、旋轉機架、低衰減的檢查床、圖像處理和輸出設備等組成。SPECT是在人體內注入單光子放射性核素,通過探頭旋轉采集不同角度的信息并進行圖像重建而獲得各個斷層的放射性空間分布的圖像,同時應用于γ照相機可獲取的靜態(tài)、動態(tài)、門控和全身掃描的圖像。5計量特性5.1系統(tǒng)平面靈敏度應不低于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個的熱區(qū)應水平和垂直對準,并清晰顯示,同時不能有偽影和非線性失真現(xiàn)象。5.5斷層均勻性應不大于5.5%。注1:以上指標不用于合格性判別,僅提供校準參考。注2:對多探頭SPECT,除斷層相關項目外,應給出每個探頭的校準結果。36校準條件6.1.1環(huán)境溫度：15℃~30℃。6.1.2相對濕度：30%～70%。6.2校準用設備6.2.2.1系統(tǒng)平面靈敏度模體，應符合圖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校準項目和校準方法7.1系統(tǒng)平面靈敏度測量所使用放射源為9mTc溶液，活度約為40MBq。用活度計精確測量活度A,并記下測量活度時間t活度，將精確測量的99mTc溶液全部注入平面150mm的有機玻璃圓盤，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直器，關閉均勻性校模體于探頭中心位置，貼準直器表面，對平面靈敏度模體進行靜態(tài)圖像采集。采集條件：采集矩陣256×256,采集時間5min。精確記錄開始采集的時刻t采集及圖像總計數C1o。以上數據采集應不少于3次，結果為采集的平均值。按式(1)計算系統(tǒng)平面靈敏度：式中：JJF2044—20234t采集—圖像采集的時刻,s;t活度—測量凈活度A的時刻,s;T采集—圖像的采集持續(xù)時間,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直器,選(200~300)mm的旋轉半徑,放大倍率1,重建矩陣256×256,作360°、60幀圓形軌跡采集數據,每個斷層采集計數約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)分辨力測量條件同7.2。調整窗寬和窗位,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斷層空間線性測量條件同7.2。調窗寬和窗位,從空間線性插件的重建圖像中讀取32個正交排列的熱區(qū),應在整個橫斷面上水平和垂直對準,并清晰顯示,同時不能有偽影和非線性失真現(xiàn)象,如附錄圖A.3所示。7.5斷層均勻性測量條件同7.2。從均勻性層面的重建圖像中作一個面積不小于100mm2的感興趣區(qū)(ROI),讀取像素值計數的最大值Cmax和最小值Cmin,按公式(2)計算均勻性:U=×100%(2)8校準結果表達8.1校準結果處理經校準后的儀器應核發(fā)校準證書,校準證書應符合JJF1071—2010中5.12的要求,并給出各校準項目名稱和測量結果以及擴展不確定度。校準原始記錄(推薦)格式見附錄B,校準證書內頁(推薦)格式見附錄C。8.2校準結果的測量不確定度儀器校準結果的測量不確定度按JJF1059.1—2012的要求評定,校準結果測量不確定度評定示例見附錄D。JJF2044—202359復校時間間隔用戶可根據儀器的使用情況和儀器本身質量自行確定復校時間的長短,建議復校時間間隔為12個月。6模體用于校準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個有機玻璃棒和實心球(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，其直徑與相應的棒相同。模體內注入放射性溶液后，棒和球體為冷區(qū)。熱區(qū)插件為有機玻璃中的8對圓孔(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。模體內注入放射性溶液后，圓孔內為熱區(qū)?？臻g線性及均勻性插件為交錯網格的有機玻璃塊，由32個方孔組成(見圖A.3)。7JJF2044—20238附錄B校準記錄(推薦)格式儀器名稱型號規(guī)格制造廠商出廠編號委托單位地址溫度濕度大氣壓記錄編號校準員核驗員探測器類型校準項目校準結果系統(tǒng)平面靈敏度核素/活度準直器面源距探頭距離測量時間面源直徑計數率斷層冷區(qū)分辨力核素/活度準直器矩陣/能窗計數率采集方式分辨力斷層熱區(qū)分辨力核素/活度準直器矩陣/能窗計數率采集方式分辨力斷層線性核素/活度準直器矩陣/能窗計數率采集方式線性斷層均勻性準直器ROICmaxCmin均勻性JJF2044—20239附錄C校準證書內頁(推薦)格式校準項目校準結果系統(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展不確定度(k=2)校準員:核驗員:JJF2044—202310附錄D系統(tǒng)平面靈敏度測量不確定度評定示例D.1測量方法在平面靈敏度模體中注入約為40MBq99mTc溶液,進行靜態(tài)圖像采集,采集計數C100約為1M,關閉均勻性校準功能,模體距準直器表面10cm。采集條件:采集矩陣256×256,采集時長T采集為5min。D.2測量模型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—總計數;A—注入模體的放射性核素的凈活度,MBq。D.3合成標準不確定度計算公式uc(y)y函數形式為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引入的標準不確定度urel(C100),包括統(tǒng)計漲落引入的標準不確定度u1rel(C100),半衰期修正引入的標準不確定度u2rel(C100),測量重復性引入的標準不確定度u3rel(C100);b)輸入量A引入的標準不確定度urel(A),主要是標準活度計引入的標準不確定度。D.5不確定度分量計算D.5.1輸入量C100引入的標準不確定度urel(C100)評定D.5.1.1統(tǒng)計漲落引入的標準不確定度分量u1rel(C100)選定一臺SPECT,在平面靈敏度模體中注入約為40MBq99mTc溶液,進行靜態(tài)圖像采集,采集計數C100約為1M,由統(tǒng)計漲落引入的標準不確定度分量為:JJF2044—202311 u1rel(C100)==0.1% D.5.1.2半衰期修正不準確引入的標準不確定度分量u2rel(C100)99mTc溶液半衰期為6.007h,測量過程中需記錄測量活度的時間點t活度和開始采集圖像的時間點t采集。修正公式e[(t采集-t活度)·ln2·T1/2-1],其中t測量誤差不超過0.5min,故半衰期修正不準確引入的標準不確定度分量為:u2rel(C100)=t·ln2·T1/2-1=0.1%D.5.1.3測量重復性引入的標準不確定度分量u3rel(C100)選定一臺SPECT,在平面靈敏度模體中注入約為40MBq99mTc溶液,進行靜態(tài)圖像采集,關閉均勻性校準功能,模體距準直器表面10cm。采集條件:采集矩陣256×256,采集時長T采集為5min,連續(xù)測量10次,測量結果見表D.1。表D.1平面靈敏度測量結果測量項目C100測量次數12345678910測量結果(×105)8.798.758.748.688.718.6