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第二节 常规维护与预防性质量控制
一、SPECT平面部分
1.能峰设定
能峰设定不准确会导致整个系统的性能变坏。导致能峰漂移的原因很多,也很复杂,较大可能是线路老化、光电倍增管高压漂移、环境温度变化等。
一种核素的能峰设定准确,并不代表所有核素的能峰设定准确,所以患者检查前一定要对所用核素做能峰设定校正。
能峰设定的方法很简单,使用放射性点源或泛源均可,探头加准直器或不加准直器都行。以 99mTc为例,20%窗宽,以光电峰140keV为中心,上下各10%即可。
2.每日均匀性测试与校正
均匀性的定义与导致其变坏的原因在性能指标测试章节已有详细介绍,这里不再赘述。每日均匀性测定的目的是了解每日患者检查前仪器的均匀性状况,现代系统并把每日均匀性的测定数据用于仪器的均匀性校正。
每日均匀性测定方法,各厂家都有自己的专门程序,按其要求执行即可。其基本操作步骤同性能指标测试章节,探头去准直器,并加盖有机玻璃保护罩(非常重要),置放点源,矩阵256×256,总计数为1M~5M即可。
3.数据库管理
数据库管理分为两个部分,即患者数据清理与数据库重设。硬盘空间被数据占据量过大时(超过硬盘总存储空间的85%),会导致系统的存取速度下降,进而可能会引发小的意外的错误,所以要定期清理。数据库是整个系统的指挥中枢,涵盖系统的所有功能,诸如图像采集,图像重建,图像打印,图像分析,数据传输等。长期运行后会产生碎片等垃圾,久之会影响到诸功能的正常运行,普通的清理垃圾与碎片整理不解决问题,最行之有效的办法是数据库重设。
患者数据清理比较简单,只是要时刻注意观察定期执行即可。数据库重设则需要专业工程师完成,切记,重设前一定要完整备份数据!建议每年进行一到两次的数据库重建,可以避免许多严重的运行故障。
4.环境控制
环境要求主要强调以下四点:温度、湿度、无尘和无阳光直射。碘化钠晶体对温度非常敏感,每小时温差超过±3℃将会影响其性能,每小时温差超过±5℃则有损坏晶体的可能性。阳光直射会引起温度的骤升,一定要避开。控制温度的有效措施是机房最好不设置窗户,安装恒温恒湿空调,控制好门窗的开关,探头一定保证装着准直器。随时观察机房温度变化,出现温度异常时应立即采取相应措施,并做备案记录。湿度对晶体与线路也有很大影响,需要采取相应措施使其维持在许可范围内。一般情况下,机房要求的温度范围是20~25℃,湿度范围是30%~70%。厂家对设备都有具体要求,请依照要求严格执行。系统线路在运行状态时会吸附尘土,尘土附着会影响系统的功能,具体的影响请参阅以下“硬件除尘”部分,工作人员平时一定要有防尘除尘的意识与习惯。
5.硬件除尘
前面讲过系统线路在运行状态时会吸附尘土,尘土附着会影响仪器的功能。首先会阻碍仪器的散热,线路温度过高会导致很多问题。另外湿度大时,过多的尘土附着会形成泥浆,轻者会影响其数据传输,严重者将会导致短路等更大问题,所以硬件除尘很重要也很必要。仪器外部要保持清洁,内部线路除尘要由维护工程师来定期进行。
二、SPECT断层部分
旋转中心:许多因素,诸如不同类型的准直器、旋转方式、旋转半径、机械磨损和电子线路等都可能导致旋转中心漂移。旋转中心漂移将会降低系统的均匀性与分辨率,导致图像失真。日常工作中要密切观察重建图像以及可能导致旋转中心漂移的原因,一旦异常要立即采取校正措施。
旋转中心的测定与校正各厂家都有专门程序,需要时调出进行即可,一般性的操作步骤请参阅本章第一节的性能指标测试部分。
三、PET部分
1.本底检测
本底计数反映的是探测器对周围环境的响应情况,PET的机架探头部分是要求不能断电的。一般情况下本底计数率应该相对稳定,如果起伏变化较大,则可能提示以下几种情况:环境污染、线路问题以及冷却空调系统的问题。鉴于此,核医学技师应该养成这样一种习惯,即非患者检查时间,经常观察一下仪器本底计数情况。
2.空白均匀性扫描
早期的PET都配置有放射性棒源,将棒源伸出围绕空白视野旋转作均匀性扫描被称为空白扫描。现在的PET/CT,有的已不配置放射性棒源,均匀性扫描时借助于模型放射源,视野已不空白,但还是习惯性的叫做空白扫描。
均匀性扫描非常重要,因为它除了提供每日均匀性状况和其他别的参数外,还用于均匀性校正的计算以及衰减校正的计算。具体的操作步骤很简单,配置有放射性棒源的仪器,调出专用程序按要求进行即可。没有配置棒源的仪器,需要先摆放好桶状放射性模型,然后调出专用程序进行即可。空白均匀性扫描给出的结果是比值参数,即本次扫描与标准均匀性扫描的比值,其他参数各厂家不尽一致。除了查看这些数据外,最好再观看一下Sinogram(正弦图)图像,它可以提供所有Block和所有晶体块的均匀性直观状况。上述的结果参数如有异常,先初步筛查一下原因,并及时通知维修工程师给予解决,然后再重做,直至正常。
影响均匀性结果的因素包括两大部分,即环境因素与线路硬件。环境部分包括温度、湿度与放射性污染;线路硬件部分包括晶体老化或损坏,线路接触不良、老化,高压漂移等。
3.标准化设定
PET重建图像都会在轴向划分出多个层面,层面的划分基本上依据传统2D采集时的直接层面(同一环晶体之间的符合层面)与间接层面(与相邻晶体环的符合层面)。由于几何角度的原因,直接层面与间接层面符合响应量不一致,其表现为重建图像上出现不同亮度的斑马线,为了消除这一现象,引进了标准化设定。
标准化设定的原理是采集均匀性模型图像,求出各层面对均匀性模型响应的不一致状况,计算出相差系数,然后对重建图像进行校正,使得图像上无任何带状伪影。
标准化设定的具体操作步骤各厂家不尽一致,有的使用桶状模型放射源,有的使用机器内配置的棒源,一般情况下调出专用程序依据要求进行即可。
需要进行标准化设定的前提情况如下:重建图像出现斑马线样条状伪影,新仪器安装后以及设备大修后。
4.活性度与SUV值校正
PET检查能够提供定量与定性两方面的诊断信息,尤其定量信息是PET检查的命脉,更是相对于其他影像学检查的优势所在。定量指标的准确性完全取决于仪器系统对活性度的刻度以及活性度校正系数。仪器本身的性能指标,诸如均匀性、能峰设定以及高压漂移等都能够影响定量指标的准确性,因此必须定期的对仪器进行活性度标定。
活性度标定主要由维护工程师来完成,核医学技师必须对此有足够的了解。活性度标定的原理是用已知精确比活性度的均匀水模扫描成像,然后以重建图像的像素为单位进行活性度标定,或计算出刻度系数并保存,应用于定量指标的计算。
活性度标定有几个关键步骤至关重要:①活性度标定之前,仪器的各项性能必须精确调试,使其处于最佳状态;②活度计的精确度,因为已知的单位活度是由活度计测定的,所以活度计一定要定期检测并精确标定;③模型灌注,标定是以重建模型图像的像素为单位进行的,因而模型本身的均匀性非常关键;④置放模型,模型在视野中的位置也非常关键,一定要按要求精确对位。
活性度标定的常规要求是每季度一次,另外新仪器安装后和设备大修后必须进行活性度标定。
5.数据库管理
请参阅SPECT部分的数据库管理,这里不再赘述。
6.环境控制
本节SPECT部分已经对环境控制作过详细叙述,这里尽管有些雷同,但是非常有必要重复强调。
目前PET市场主要使用的晶体是LSO和BGO,同碘化钠晶体相比,它们对温度的反应没那么敏感,但依然有很严格的要求,温度变化过大同样会影响晶体的功能。任何能导致温度骤升骤降的因素,比如阳光直射、门窗对流通风等都应该避开。PET机架探测器部分要求不能断电,这又对恒温恒湿的要求提出挑战。空调的性能质量,无间断电源的配置一定要符合要求,工作人员不但在上班期间,更要在节假日等非上班时间查看机房的温湿度变化。一般情况下机房要求的温度范围是20~25℃;湿度范围是30%~70%,各厂家可能还会有具体要求,请依照要求严格执行。由于仪器一直处于通电状态,更容易吸附尘土,机房一定要保持清洁无尘。
7.硬件除尘
请参阅SPECT部分的硬件除尘,这里不再赘述。
四、CT部分
1.球管预热
球管需要预热到正常的工作温度,才能保证射线质量从而呈现最佳工作状态,并以此确保恒定的高质量图像。有的厂家在球管预热过程中还包括:①检查球管束光器Z方向(轴向)控制功能是否能正常工作,控制功能主要是用来补偿球管旋转阳极由于温度变化导致射线发生的偏移;②灯丝电流调整,在球管的使用过程中,灯丝会老化(灯丝会变细,电阻变大),从而影响球管电流。
球管预热是依照提前预设好的一组曝光条件来运行,球管预热不但能降低图像出现伪影的可能性,同时还有助于本身的使用寿命。
球管预热的执行时间是每次开机后,或者开机状态超过两小时没有作任何扫描,下一次扫描之前进行。
球管预热前一定要去掉扫描视野内的任何物体。具体操作步骤各厂家不尽一致,有的单独进行,有的和其他校正同时进行,届时调出专用程序,依照要求严格执行即可。另外需要注意的是,探测器有其标准的工作温度,由于断电而执行的球管预热,一定要等探测器温度恢复正常后进行。
2.探测器对管电流与管电压响应的校正
现代CT使用的是多排探测器,每排都由很多个体积非常小的个体探测器组成。一般而言个体探测器的灵敏性不尽相同,并且受温湿度环境的影响,还会随着时间而有所变化。为了使各个探测器的输出信号均匀一致,需要用各组管电压、不同管电流在不同层厚的条件下,每日进行空白视野情况下的空气校正。
仪器每一次系统的调试之后,都要以每个个体探测器为基本单位建立一个基础校正表。空气校正时,用不同的组合条件直接对探测器进行曝光扫描。比如以管电压为基础,依次在80KV,100KV,120KV,140KV的条件下,分别选取临床常用的管电流和层面厚度进行空白扫描,直至完成所有的组合条件。然后用各组的探测器响应数据,去和基础校正表进行比较,并进行校正,使其最终的信号输出均匀一致。
空气校正要求每天必须进行。执行时扫描视野内不能有任何物体。各厂家都有各自的专用程序,形式上不尽相同,但其主题内容是大体一致的,届时调出专用程序,依照要求严格执行即可。
3.CT值的检测与校正
CT值是重建图像中的像素值,为一个相对值。水的衰减系数是CT值的标准参考值,水的CT值为零。在实际应用中,将人体各组织(包括空气)的吸收衰减值都与水相比较,并将致密骨的CT值定为上限,空气的CT值定为下限,其他各组织的CT值依次排列期间,形成一个相对吸收系数的标尺。
管电压和管电流能改变物体的衰减系数值,因而会影响CT值及其线性度。温湿度等环境因素的变化会影响探测器对射线的响应,进而能影响CT值。
有关CT值的检测前边已经介绍,这里不再赘述。各厂家都有CT值的专用校正程序,届时将水模置放在视野中心,调出程序执行即可。校正时将各个管电压、管电流与不同的层面厚度形成不同的组合,分别对水模进行校正,直至水的CT值恢复到正常范围。CT值的检测要求每天进行,若有异常应该尽快进行校正。
4.环境控制
环境因素对CT系统的性能以及图像的质量影响较大,控制好机房环境是日常质量控制的重要一环。
CT系统运转状态时会产生大量的热能,温度过高可能会损坏某些元器件。温度变化大时将会影响探测器对射线的响应,进而影响图像的质量。因而机房温度要求相对稳定,一般情况下温度范围以20~25℃为宜。
机房环境要求有一个相对湿度。湿度过低会使线路产生静电;湿度过高会导致某些元器件出现锈痕而造成接触不良;探测器也会因湿度的过高与过低而出现灵敏度的不一致,损害图像质量。这就要求机房的相对湿度有一个适度的范围,一般情况下要求的适度范围是30%~70%。
CT滑环长期高速旋转时会产生碳粉,有可能造成附近线路短路以及信号传输干扰等故障。仪器设备由于其线路排热而造成机内负压,特别容易引起灰尘附着于元器件表面,从而妨碍线路散热,情况严重时又能导致其性能变化。所以要求机房内环境一定要清洁,并定期请专业维护人员进行线路除尘。
5.数据库管理
各厂家的操作手册上都会要求定期清理患者数据,进行碎片整理等数据库管理工作。这是因为数据库空间太小首先会导致应用软件的运行速度变慢,再辅以某些碎片的影响,有时会导致患者数据的传输、刻录、打印和图像重建的故障,更有甚者会引起系统瘫痪,无法运行。所以一定要定期执行数据库管理,有时常规的方法诸如患者数据清理、碎片整理等解决不了问题,这种情况下数据库重建是解决问题的最有效方法。数据库重建必须由专业维护工程师执行,需要提前备份所有有用数据,然后重建全新的数据库,并恢复所有备份数据。建议每年进行一到两次的数据库重建,可以避免好些严重的运行故障。
五、PET/CT部分
PET图像与CT图像的配准校正
具体检测与校正方法在性能指标测试步骤章节已作过详细介绍,这里不再赘述。日常工作中要多关注融合图像的准确度,如有异常,立即通知维修工程师进行校正。此外,大修后或涉及机架位置的维修后,要求作配准校正。