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【摘要】 目的 测试评价国产SPECT扫描机的系统性能和图像质量，为临床患者检测安全和临床图像质量可靠性提供依据。 方法 参照NEMA标准和设备技术标准。按核医学检测规程和设备质量控制要求测试。 结果 系统空间分辨率:中心视野（CFOV）为FWHM9.3mm，FWTM17.0mm;系统非均匀性:积分±2.3%，微分±1.9%;系统灵敏度:低能通用准直器12.1S -1 （kBq/cm 2 ），高能准直器4.2S -1 （kBq/cm 2 ）;旋转中心偏移最大差值0.9mm。 结论 所有性能测试结果满意，设备运行稳定，符合图像设备检测标准和国外同类设备技术标准。
关键词 国产 SPECT 系统性能 NEMA标准
随着临床医学影像技术的发展和需要，对核医学影像技术要求越来越高，需求越来越广泛，为了提高医疗水平，降低医疗成本并促进核医学的进一步普及，促使核医疗设备的国产化，北京滨松公司生产了首台国产BHP6601型SPECT扫描机，为了设备的性能稳定可靠，参照（美国）国家电气制造商协会（NEMA）推荐 ［1］ 及相关技术标准 ［2］ ，采用标准模型和标准放射源，对设备的系统性能进行了全面的测量，以保证临床图像质量和临床使用安全，其测量方法有空气中测量和组织等效介质（如水或聚乙烯）散射中测量。本研究为核医学临床影像检测的准确性提供可靠依据，并为建立临床图像质量的验证标准提供可靠的参考数据。
1 验证材料
1.1 主要仪器 国产BHP6601型SPECT扫描机及全套设备。主机架、探头、检查床、采集计算机、图像分析计算机（网络）、软件操作系统、低能平行准直器、低能高分辨准直器、高能准直器和针孔准直器。1.2 测试放射源 99m TC、 57 Co、 131 I、 67 Ga、 113 In等检测放射源，γ射线能量为122～364kev，剂量为30～40MBq，有点源、线源、面源（泛源）和柱状源等几 种形式。 99m TC为主要测试源。
1.3 主要测试模型 有机塑料平面模型、有机塑料柱状模型、玻管模型及水（组织等效物）。
2 测量方法和处理
2.1 系统空间分辨率 采用散射介质（水）和无散射介质（空气）中分别测量，根据不同能量选用对应准直器和模型源测试。
2.1.1 平面分辨率 采用双线源，平行放置准直器前，每根源活度185MBq，距准直器表面距离为0mm、50mm、100mm、150mm，其间分别放置4块50mm厚组织等效散射模块。模块面积能覆盖有效视野（U-FOV），矩阵256×256，窗宽20%，采集5M计数，分别获取X、Y两个方向上的图像矩阵数据，用像素和计数在坐标上绘出正常的半高宽，用插值法分别算出所有正常半高宽平均值，即得以mm为单位的系统分辨率。
2.1.2 断层分辨率 采用柱状模型三点源采集，每个点源活度约40MBq，探头旋转360°，帧/3°，帧/10s，共采120帧，旋转半径20cm。利用点扩展函数、计数、像素等分别计算出径向、切向和轴向三个切面的FWHM，并换算成以mm为单位，精确到0.1mm。
2.2 系统非均匀性 采用70～200MBq 99m TC和充满蒸馏水排尽气泡后混匀的均匀面源，与准直器间距为0mm，覆盖于整个UFOV，矩阵64×64，窗宽20%，采集40M计数，在低计数归零后，用权重九点滤波函数进行1次卷积平滑，用平滑后的值除以非零加权因子和进行归一化处理，确定有用范围内所有非零像素中的最大值和最小值，从而得到非均匀性分布，积分非均匀性和微分非均匀性。
2.3 系统灵敏度
2.3.1 系统平面灵敏度 为有散射和无散射两种测试方式，采用不同准直器和放射源测试。所有放射性核素与所测准直器相对应。活性为37MBq，能量范围140～364kev，矩阵64×64，窗宽20%，根据能量选用对应的分析器窗，采用300S计数和300S本底计数。用计数、时间、衰变系数和测得源的实际活度计算出系统平面灵敏度。
2.3.2 归一体积灵敏度 采用 99m TC柱状模型，长轴平行于系统轴，旋转半径为20cm，分别作两个360°上等间距投影，一个60次，一个120次，每次投影的获得时间30s和60s，对两种情况分别确定归一体积灵敏度。其计算式为:Snorm=N ROI a ave T a LCj［s -1 / （kBq/cm） 2 ］，式中:N ROI —ROI的计数数目;a ave —样品的活度（kBq/cm 3 ）;Ta—静态获取时间（s）;L-ROI的轴向长度（cm）;C j —体积灵敏度修正因子。
2.4 旋转中心偏离 采用约37MBq 99m Tc或 57 Co点源，点源直径<2mm，置于探头旋转机械中心，探头位于0°或360°处，旋转半径20cm，旋转360°，帧/6°，帧/60s，用“重心法”获取点源位置，用投影角、振幅和正弦函数的相位改变得到各轴的平均偏移。再算出正弦曲线拟合值与实测数据的最大差值。精确到0.1mm。其探头倾斜和准直孔的不平行均可用相同方法测试到。
2.5 全身成像系统空间分辨率 采用 99m TC或 57 Co两根线源，两根线源间距为100mm，长度不小于垂直于运动方向的扫描视野的宽度。源的活度应在探测器视野内产生的计数率在10～20ks -1 之间，其位置放在全身扫描床上，一根在视野中心，另一根旁开100mm。矩阵256×1024，ZOOM1.0，扫描速度10～30cm/min，平行源、垂直源前后各1次。用高斯拟合法画出分段计数分布曲线，求出线源上所有计数曲线的FWHM平均值，将象素为FWHM单位的平均值换算成mm值，为全身成像系统空间分辨率。
3 结果与讨论
3.1 系统空间分辨率
3.1.1 平面分辨率 99m TC通用型准直器系统分辨 率CFOV:源0mm处，在空气介质中测FWHM5.0mm，标准≤5.2mm，FWTM8.8mm，标准≤9.4mm;源100mm处，FWHM9.5mm，标准≤9.9mm，FWTM18.0mm，标准≤18.5mm;源50mm处，在组织等效介质（水）中测得FWHM7.2mm，标准≤7.8mm，FWTM13.6mm，标准≤14.3mm;源100mm处，FWHM10.5mm，标准≤11.0mm，FWTM19.3mm，标准≤19.5mm;源150mm处，FWHM14.1mm，标准≤14.3mm，FWTM25.7mm，标准≤25.9mm; 131 I高能通用型准直器系统分辨率CFOV:源0mm处，在空气介质中测FWHM7.8mm，标准≤7.9mm，FWTM14.2mm，标准≤14.5mm;源100mm处，FWHM14.7mm，标准≤14.9mm，FWTM26.7mm，标准≤26.9mm;源50mm处，在组织等效介质中测得FWHM11.4mm，标准≤11.5mm，FWTM20.6mm，标准≤20.9mm;源100mm处，FWHM15.5mm，标准≤15.8mm，FWTM28.2，标准≤28.5mm;源150mm处，FWHM19.0mm，标准≤19.2mm，FWTM34.5mm，标准≤34.9mm。
3.1.2 断层分辨率 在360°上等间距投影120次，像素尺寸决定为2mm，其低能通用型准直器:径向11.6mm，标准≤11.8mm，切向11.5mm，标准≤12.9mm，轴向13.0mm，标准≤13.5mm;高能通用型准直器:径向13.6mm，标准≤14.9mm，切向13.4mm，标准≤15.5mm，轴向14.4mm，标准≤15.9mm。3.2 系统非均匀性 99m TC低能通用型准直器系统非均匀性CFOV:积分±3.4%，标准±4.5%以内，微分±2.6%，标准±3.9%以内;UFOV:积分±4.2%，标准±4.8%以内，微分±3.5%，标准±4.0%以内; 131 I高能通用型准直器系统分辨率CFOV:积分±3.7%，标准±4.8%以内，微分±2.9%，标准±3.9%以内;UFOV:积分±4.7%，标准±4.9%以内，微分±3.1%，标准±4.0%以内。
3.3 系统灵敏度
3.3.1 平面灵敏度 低能通用型准直器:实测126.5×10 -6 s -1 Bq -1 ，标准≥126×10 -6 s -1 Bq -1 或281min -1 /μCi，标准≥280min -1 /μCi;高能准直器:实测45.5×10 -6 s -1 Bq -1 ，标准≥45.0×10 -6 s -1 Bq -1 或101min -1 /μCi，标准≥100min -1 /μCi。
3.3.2 断层灵敏度 低能通用型准直器:在360°上等间距投影60次，每次投影获取时间10s，其体积灵敏度修正因子为0.7，标准≥0.7，归一体积灵敏度为11.5s -1 /（kBq/cm 2 ），标准≥11.0s -1 /（kBq/cm 2 ）;360°，120次，10s，其体积灵敏度修正因子为0.74，归一体积灵敏度为12.2s -1 /（kBq/cm 2 ）;360°，60次，30s，其体积灵敏度修正因子为0.86，归一体积灵敏度为14.2s -1 /（kBq/cm 2 ）;360°，120次，15s，其体积灵敏度修正因子为0.82，归一体积灵敏度为13.5s -1 /（kBq/cm 2 ）。高能通用性准直器:360°，60次，10s，其体积灵敏度修正因子为0.7，标准≥0.7，归一体积灵敏度为4.23s -1 /（kBq/cm 2 ），标准≥4.0s -1 /（kBq/cm 2 ）;360°，120次，10s，其体积灵敏度修正因子为0.74，归一体积灵敏度为4.48s -1 /（kBq/cm 2 ）;360°，60次，30s，其体积灵敏度修正因子为0.86，归一体积灵敏度为5.21s -1 /（kBq/cm 2 ）;360°，120次，15s，其体积灵敏度修正因子为0.82，归一体积灵敏度为4.96s -1 /（kBq/cm 2 ）。
3.4 旋转中心偏移 装置360°旋转中心平均偏移为0.7mm，标准≤1.0mm，三个轴位的拟合值和实测值之间的最大差值为0.8mm，标准差值≤0.9mm。
3.5 全身成像系统空间分辨率 使用低能通用性准直器，在200mm/min的临床使用扫描速度下，其分辨率最大值为11.4mm，在10～30mm/min四种速度扫描状态下的系统空间分辨率均≤15mm。
4 小结
设备的系统性能测试数据是临床实用图像质量好坏的重要指标，每一项测试量必须按NEMA标准和设备要求严格操作，不同准直器，模型，放射源必须要对应。
参考文献
1 NEMA Standards Publication.NU1-1994.Performance measurements of scintillation cameras.published by national electrical manufacturers asso-ciation.2101L Street，NW Washington，DC20037.
2 郑筱萸.药品临床试验管理规范（GCP）.北京:中国医药科技出版社，2000，8.
（编辑吴 莹）
作者单位:100853北京解放军总医院核医学科