国产BHP6601型SPECT固有性能测试

　　近年来,临床核医学影像技术发展很快,产品设备不断更新换代,产品质量不断提高。为了核医学设备国产化和核医学影像技术的进一步普及提高,按国家医疗器械委员会的相关规定和技术标准,北京滨松公司生产了首台国产BHP6601型SPECT扫描机。该机数字化程度较高,传统设备中需要硬件实现的能量、线性、均匀性及旋转中心等大量校正工作均已由软件改进方式实现(计算和存储方式的改变),从而降低了硬件的复杂性,使电路更简化,运行更稳定。采用PCWindows程序和汉化界面设计为设备操作提供了方便。为了临床应用方便,本工作拟参照NEMA标准^[1]和厂家提供的技术标准^[2]对扫描机进行全面的性能测试^[3]和验证,并与西门子公司同类产品ECAM型扫描机的主要指标进行比较。

　　1　验证材料

　　1.1　主要仪器

　　BHP6601型SPECT扫描机及配套设备:北京滨松公司生产。矩形单探头有效视野为510mm×390 mm,NaI(Tl)晶体尺寸为585 mm×470 mm×9.5 mm,光电倍增管为R6233(φ76mm),R6231(φ51 mm)共计55支。电子学系统包括:前置放大器、可变增益主放大器、信号处理单元(SPU)、数据采集服务器,临床图像分析处理服务器和显示系统等。

　　1.2　测量用放射源

　　主源为⁹⁹Tc^m点源,其γ射线能量为140keV;辅源为⁶⁷Ga源,其γ射线能量分别为93、185和209 keV;观测源为¹³¹I源,其γ射线能量为364 keV,三种源均为北京原子高科核技术应用股份有限公司产品,使用放射性活度为30～74 MBq。

　　1.3　测量用模型

　　铅栅模型:滨松公司生产的铅钨合金矩形缝模和四象限铅模。缝模厚3 mm,缝宽1 mm,缝间隔30 mm,缝模大小足以平行覆盖或嵌入有效视野中。

　　2　测量方法和数据处理

　　2.1　固有空间分辨率

　　2.1.1　测量方法　利用标准点源和铅栅缝模测得CFOV和UFOV。固有空间分辨率是分别通过X、Y方向上所有缝半高宽的平均值(W、V,像素)、多缝透射模型上缝的间隔(D,mm)和所有峰间距的平均值(S,像素)等几项的数学式所得:

　　点源与探测器的表面位置示于图1。图1中,铅栅缝模固定于探头前端面,缝模区域完全覆盖探头有效视野。采用37 MBq⁹⁹Tc^m球形点源,直径2 mm以内,点源到探测器表面中心的距离为有效视野最大边长的5倍, 20%能量窗, 1 024×1 024矩阵,使用能量、线性及均匀性校正,放大倍数为1.0,采集30×106计数,获取X、Y二个方向上的图像矩阵数据。

　　2.1.2　数据处理　根据铅栅缝模原始数据,以像素号为横坐标,以计数为纵坐标,产生X或Y方向剖面曲线(Profile)。沿铅栅条缝方向,每隔30 mm计算一剖面曲线。根据每条剖面曲线,使用线性插值法计算出对应每个铅栅条缝的峰值道数计数。所有相邻剖面曲线作同样处理,得到二维峰值阵列。计算相邻峰中心间距,所有中心间距的平均值即对应实际的条缝间距(30 mm),利用该关系,计算出实际像素大小,即换算因子。计算每个剖面曲线中每个条缝对应峰的半高宽(FWHM)和十分之一高宽(FWTM),取其平均值,并使用换算因子,即可获得以mm为单位的固有空间分辨率性能参数。随设备提供的质控程序,读取条缝铅栅原始图像数据,可以按照上面的步骤自动完成不同方位的固有空间分辨率的计算。