- 核医学与分子影像临床应用指南
- 黄钢
- 2947字
- 2020-08-28 08:51:00
八、质量控制[83~85]
PET/CT报告的准确解释取决于对图像和定量数据等结果的分析。质量控制是指为保证这些结果最大程度地接近于真实而采取的一系列方法和措施(表1-6)。为保证PET/CT结果的真实性、可重复性及一致性,有必要执行以下相关的质量控制措施。
表1-6 18F-FDG PET/CT显像质量控制推荐表
1.PET质量控制
在肿瘤 18F-FDG PET显像中,生理及物理因素均会影响标准摄取值(SUV)的准确性和重复性。PET系统校正、图像重建以及数据分析和(或)设置中的参数变化对SUV测量值产生的影响可超过50%。因此,在多中心肿瘤PET研究时,需要有一套校正程序,以便于不同机构间的SUV能够互认。需要注意的是,这些程序并不能取代国家法律、法规所规定的或核医学学会所推荐的质量控制措施。
下面简要的描述了为保证SUV准确量化所需的PET及PET/CT质量控制程序,所有参加机构应尽可能地使用相似的方法。
(1)日常质量控制(daily quality control):
日常质量控制的目的是要确认PET或PET/CT系统是否运行良好,即确定探测器的故障和(或)电子漂移。大多数商品化的系统都配备有一个自动或半自动的用于执行日常质量控制的程序,不同的系统,这些程序的名称可能不同。对于某些PET及PET/CT系统,日常质量控制包括了硬件的调谐和(或)设置。所有的日常质量控制和(或)日常的设置/调谐应根据制造商的规范来执行。用户应检查日常质量控制是否符合规范或正确通过了测试。
若有条件的话,可进行锗-68棒源的PET/CT采集。通过对均匀性和重建图像量化的分析可能有助于识别日常质量控制程序所不能检测到的技术故障。此外,利用正弦图也可以目测检查探测器的故障。
(2)PET和(或)PET/CT系统的校正及交叉校正:
校正及交叉校正是指通过使用本机构的活度计或其他活度计对PET或PET/CT系统进行直接校正,从而用来标定患者FDG剂量。若直接从制药厂商订购FDG,则应使用由该厂商提供的校正品来进行PET的交叉校正(如涉及临床研究时,应订购一份活度约70MBq的FDG校正品)。注意,交叉校正不应与通常的校正混淆。交叉校正是指活度计与PET系统之间直接的、相对的校正,因而其提供了两者之间的偏差信息,这对SUV的准确性来说比自身校正更重要。有报道发现PET系统与活度计之间的交叉校正差异可高达15%以上。这是因为活度计及PET系统的自身校正(通常由制造商执行)使用不同的校正源和程序,且由不同的公司和(或)个人执行。这也说明了活度计和PET系统之间交叉校正的重要性。
简述过程如下:使用校正过的活度计对含约(70±10)MBq FDG溶液的注射器进行测量,然后将FDG引入到已知精确体积(误差<1%)的装满水的校正模型中,从而得到含有精确比活度(Bq/ml)的溶液。为了使FDG混匀,需预留约10~20ml的气泡,然后振摇一段时间(10分钟)。如果本机构有经过校正的井型计数器,使用吸管从校正模型溶液中取三个约0.5ml的样本进行测量。放入井型计数器前应确定样本精确的重量/体积。在PET或PET/CT系统上,使用推荐的全身采集协议/程序对校正模型进行发射扫描。当活度衰减后(10小时以上),保持模型在相同的位置上再进行透射扫描。对于PET/CT设备,使用低剂量的CT扫描(CT-AC)进行衰减校正。
使用“图像重建”章节中推荐的重建参数对发射扫描数据重建。进行VOI分析,确定模型内放射性的平均体积浓度后,即可直接导出PET或PET/CT系统、活度计以及井型计数器之间的交叉校正因子。交叉校正程序完成后,使用得到的转换因子对不同设备获得的计数值/测量值进行归一化。注意,PET系统与活度计之间的误差应<10%。
(3)图像质量校正系数(IQRC):
虽然使用上述质量控制程序可以保证正确的交叉校正,但由于各机构所使用的重建和数据分析方法不同,仍可能造成SUV量化的差异。特别是对于较小的肿瘤(直径<5cm),由于图像重建中的不同(例如滤波器和像素尺寸的设置等),其形状对SUV结果会有显著的影响。因此,为保证SUV的准确性,需要引入一个含不同尺寸球体(代表肿瘤)的标准化“拟人”模型。这样的模型能够在相应的临床条件下对SUV的量化进行验证。IQRC质量控制程序的目的为:
1)对使用非标准校正模型的校正和定量进行确认/检查;
2)根据球体(肿瘤)尺寸来测定放射性浓度校正系数。
应尽可能按照NEMA标准NU 2-2001“正电子发射型断层的性能检测”中所述的“图像质量、衰减和散射校正”程序进行IQRC质量控制。程序给出了手工定义容积兴趣区VOI的方法,但众所周知,基于等高线技术使用固定百分比的3D容积兴趣区(VOI)自动定义方法较手工方法有更高的SUV准确度和精确度 [1~3]。因此,也可使用下述“兴趣区的定义”章节中的自动方法来确定3D VOI:
①50%3D等高线方法(A50),适用于本底校正。
②最大像素值方法:生成VOI的步骤如下:首先,要确定(手动或半自动)肿瘤内的最大SUV值所在像素的位置。其次,使用最大SUV值/像素值技术自动生成一个3D VOI,其包括了使用3D区域生长算法确定的阈值以上的所有像素/体素。各个球体的VOI生成后,即可得出球体的平均放射性浓度(或SUV)。然后用球体的实际放射性浓度对测得的VOI的平均放射性浓度进行归一化,即为每个球体的“放射性浓度校正系数”(即根据球体尺寸所测得的放射性浓度与实际浓度的比值)。
测得的放射性浓度校正系数必须满足下面给出的规范(表1-7~表1-9)。这些规范是在不同制造商的PET及PET/CT系统上,依据上述规程测得的校正系数的基础上得出的。
表1-7 A50 RC规范
表1-8 最大像素值RC规范
表1-9 PET质量控制最小频率
2.CT质量控制
(1)放射学会已经对CT扫描仪(PET/CT的CT部分)的质量控制做出了规定:相关的软件和程序通常已经整合在扫描仪(软件)中。推荐按照国家法律所规定的和(或)由放射学会所要求的CT质量控制指南执行。
(2)目前已经发布了与CT质量控制有关的多个文件和报告,下面列出了相关的信息:例如在美国大学放射实践指南“设备规范”和“质量控制”章节中,给出了成人及儿童颅外头颈部、儿童及成人胸部、腹部、骨盆等计算机断层扫描的CT质量控制的概述,以及IPEM的91号报告。另外,在美国大学放射学技术标准中,也给出了计算机断层扫描设备的医学物理性能监测指南。
3.另外推荐的专用于PET或PET/CT系统的质量控制措施
(1)按照PET/CT系统制造商所提供的程序及频率进行PET与CT的图像配准检测。
(2)按照PET/CT系统制造商所提供的程序及频率进行PET及CT的设置和归一化。
(3)按照制造商的建议对所涉及的设备(PET及PET/CT,活度计,井型计数器,时钟,量器等)进行维护。这包括为保证设备功能正常及准确而进行的预防性及校正性维护。
(4)在维护和软件升级后,一定要对上述设备进行校正或交叉校正。
(5)至少每年对活度计和井型计数器进行一次校正。
(6)检测患者体重秤的准确性。
附录1
FDG剂量标定举例
例1.
●3D采集,床位重叠率<25%
●患者体重70kg
●每床位扫描时间:3min
FDG剂量计算为:13.8(MBq·kg -1·min -1·bed -1)×70(kg)/3(min·bed -1)=13.8×70/3= 322MBq。
例2.
●3D采集,床位重叠率50%
●患者体重70kg
●每床位扫描时间:3min
FDG剂量计算为:6.9(MBq·kg -1·min -1·bed -1)×70(kg)/3(min·bed -1)=6.9×70/3= 161MBq。
注:标定FDG剂量的关键因素是采集的模式(2D或3D),每床位的时间(time/bed)和床位的重叠程度以及患者的体重。
在常规临床环境中,为了实施简便,可以使用由Boellaard等人给出的以10kg为单位的计算表,然而需要注意的是,在本指南中对于90kg以上体重的患者建议使用的FDG最大剂量为529MBq。且最大允许的FDG剂量必须适用国家的相关法律。即对于肥胖患者,为了将剂量控制在法规限值之内,应当增加扫描时间以获得满意的图像质量。
(李亚明 吴 华 刘建军 赵 军 王全师 黄 钢
王雪梅 李立伟 朱朝晖 汪 静 安 锐)