Belső és rendszer tesztek

Minőségellenőrző mérések típusai

Gamma-kamerák planáris és SPECT minőségi paraméterei

• Specifikáció (specification) a gyárban

• Átvételi és referencia-vizsgálatok (Acceptance & Reference testing)

Varga József

a telepítés során

• Rutin ellenőrzések (routine testing)

Debreceni Egyetem Nukleáris Medicina Intézet

rendszeresen a megelőző karbantartás és beszabályozás részeként

2009

Varga, J.

2009 Gamma-kamerák jellemzői

Gamma-kamerához csatolt

GAMMA-KAMERÁK JELLEMZŐI

SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZŐI

•

Látómező mérete

Field of view

Hardware:

Software:

•

Kristályvastagság

Crystal thickness

•

Kollimátorok

Collimators

•

Képbegyűjtési korrekciók

On-line corrections

•

Begyűjtés több csatornában

Multiple energy acquisition

•

Látómező részének kinagyítása

Zoom facility

•

Nyomtatók

Hard copy devices

•

Minőségi paraméterek ...

Quality parameters ...

• • • • • • • • •

• • • • • • • • •

Varga, J.

memória mérete analóg-digitál átalakító (ADC) képmemória kijelző EKG-kapuzás ROI kijelzési módok lemezes tároló mérete nyomtatók adatátvitel

képmátrix pixelmélység (1-2 byte) list mode? gyűjtés több energiacsatornán zoom adatbázis alkalmazói software programozhatóság „makrók”

From: Quality control of gamma cameras and associated computer systems

From: Quality control of gamma cameras and associated computer systems 2009 Gamma-kamerák jellemzői

2

3


Varga, J.

4

A NU-1által tárgyalt radioizotópos leképező eszközök

NEMA NU-1 Standard NEMA: National Electrical Manufacturers Association (USA)

a) Egy detektoros, egy kristályos szcintillációs kamerák

NU-1 (2001): Performance Measurements of Scintillation Cameras

c) Több detektoros planáris és tomográfiás szcintillációs kamerák

b) Egy detektoros tomográfiás szcintillációs kamerák d) Egésztest szcintillációs leképező berendezések e) Képelemenként különálló detektoros szcintillációs kamerák (discrete pixel detector cameras)

• Definíciók, a teljesítmény mérőszámai • Jellemzők és eredményközlési technikák szcintillációs kamerák leírásához


Varga, J.

5


Varga, J.

Nem tárgyalja a NU-1

Belső és rendszer tesztek

a) Koincidencia-módú kamerák és rendszerek (ld. NU-2)

• Belső („intrinsic”) ellenőrzés: nincs felszerelve kollimátor

b) Az összes egyéb orvosi radioizotópos leképező berendezés


Varga, J.

6

• Rendszer („system”) ellenőrzés: az egész rendszer, ahogy a betegek leképezésekor használjuk, beleértve a kollimátorokat

7


Varga, J.

8

Elsődleges minőségellenőrzési módszerek NU-1 (2. szakasz)

Gamma-kamerák alapvető paraméterei

Térbeli felbontás

Felbontás (resolution): 2.1 Belső térbeli felbontás

= A legkisebb távolság két pontforrás között, hogy külön látsszanak (NEM a legkisebb látható képlet mérete!)

2.4 A rendszer térbeli felbontása szórás nélkül

(a) Mérőszám: vonalforrás félértékszélessége (FWHM) Belső átmérő: < 0.5 mm Pixelméret <= FWHM / 10 Max. beütésszám: > 150 (A vonalforrás képének sorait átlagolva.)

2.7 Egésztest rendszer térbeli felbontása szórás nélkül 2.6 Spect rekonstruált térbeli felbontása szórás nélkül

Homogenitás (uniformity):

(b) Anger fantom Lyukátmérők: Pontszám:

2.3 Belső uniformitás egyenletes besugárzásnál

Egybeesés:

1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5 mm felbontott szegmensek száma

Külön kell mérni a rekonstruált SPECT metszetekben (Jaszczak fantommal)

2.5 Rendszer egybeesés

Energia-felbontás: 2.2 Belső energia-felbontás Varga, J.


9

Vonalforrás képe


Varga, J.

10

A rendszer felbontásának összetevői • „Belső” felbontás • Energia-felbontás (Tc-99m: általában 11% alatt 15%-os ablak használható) félérték-szélesség (FWHM)

• A kollimátor felbontása • Statisztikai (Poisson) zaj

Pontszétterjedési függvény Varga, J.


11


Varga, J.

12


Példa: Szürkeállomány

Linearitás

MRI-ből kiemelve (szegmentálás)

= Térbeli torzítás mértéke (vonalforrás képének egyenessége) Sugáráteresztési minta: párhuzamos egyenesek egyenletes távolságra (PLES): 1 mm széles vájatok 20 mm távolságra Sugárforrás:

kicsi, 5 átmérőnyi távolságra

Begyűjtött beütésszám: 500 000 (megismétlendő 90 fokkal elfordított mintázattal) Számolás:

egyenesillesztés legkisebb négyzetek módszerével maximum, átlag, különbségek szórása

„szétterjesztve” a PET felbontásával 2009 Gamma-kamerák jellemzői

Varga, J.

13


Varga, J.

14


Varga, J.

15


Varga, J.

16


Belső uniformitás mérése

Homogenitás (uniformity) - Adatgyűjtés = Helyi különbségek a beütésszámban egyenletes besugárzásnál Forrás:

pont sík

- kollimátor nélkül - kollimátorral

Pontforrás aktivitása min. táv: számlálási sebesség

~ 10-20 MBq 5 * detektor-átmérő < 20 000 cps (30 000 cps)

Mátrix:

64*64; simítva (9 pont, 4-2-1 súllyal)

Beütésszám:

régi kamerák: modern kamerák :

4-16 M beütés

3 000 /pixel 10 - 20 000 /pixel

= 7-15 MBq Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ.

Varga, J.


17

Varga, J.


„Külső” uniformitás mérése

18

Homogenitás (uniformitás) hasznos látómező

Síkforrás 40-800 MBq Co-57 vagy Tc-990

IU = 4-16 M beütés

Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ. Varga, J.


19

Uniformitás hatása a képre

max.pixel − min.pixel ⋅100% max.pixel + min.pixel

•

Integrál uniformitás (IU): a teljes látómezőre várt: 2 - 3 %

•

Differenciál uniformitás (DU): minden 5 egymás mellett és egymás alatti képelemre (pixelre) központi várt: 1,5 – 2 % látómező

UFOV (95% látómező) v. CFOV (75% látómező)

Varga, J.


20

Érzékenység-korrekció hatása

Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ. Varga, J.


21


Varga, J.


22

Holtidő

Számlálási sebesség tartomány (holtidő)

beérkező részecskék = Mért számlálási sebesség a forrás aktivitásának függvényében Mérőszámok: (a) Az a számlálási sebesség R20%, amelynél a veszteség 20% (b) Holtidő 2 forrással mérve:

detektált részecskék Td =

2 ⋅ R12

( R1 + R2 ) 2

R20% =

⋅ ln

bénítható

R1 + R2 R12

beérkező részecskék

0.1785 Td

ahol: R 1:

az 1. forrással kapott számlálási sebesség

R 2:

a 2. forrással kapott számlálási sebesség

detektált részecskék

nem bénítható

R12: mindkét forrással kapott számlálási sebesség 2009 Gamma-kamerák jellemzői

Varga, J.

23


Varga, J.

24


Számlálási sebesség és holtidő

Érzékenység (Sensitivity) = Egységnyi aktivitásnál mért számlálási sebesség Forrás:

átmérő vastagság aktivitás

Begyűjtött beütésszám:

érzékenység =

> 15 cm ~ 3 mm ~ 40 MBq >= 10 000

számlálási sebesség (cps) forrás aktivitása (MBq)

Tipikus értékek Tc-99m-re:


•

LEGP (alacsony energiájú általános célú):

•

LEHR (alacsony energiájú nagy felbontású):

60-80 cps/MBq

•

LEHS (alacsony energiájú nagy érzékenységű):

200-300 cps/MBq

Varga, J.

25


Varga, J.

27


150-200 cps/MBq

Varga, J.

26

Felbontás és érzékenység

Forrás: Bushberg 2009 Gamma-kamerák jellemzői

PARAMÉTER IU: Tc-FWHM: COR: Egyéb jellemzők:

Szívizom SPECT Agyi SPECT

PARAMÉTEREI

AJÁNLOTT <3% <10 mm <0.5 mm COR-korrekció

• Homogenitás (uniformitás) • Térbeli felbontás

≥ 2 detektor elliptikus pálya elnyelés-korrekció külső sugárforrással iteratív rekonstrukció 2 detektor derékszögben

Tc-FWHM: <7 mm (UHR v. fan-beam koll.) IU: <3% Pálya sugara: < 13cm Egyéb ≥ 2 detektor jellemzők: kisagy is befér


Varga, J.

28

GAMMAKAMERÁK ALAPVETŐ

Ajánlások (Szakmai Kollégium) VIZSGÁLAT Gammakamera SPECT üzemmódban

Varga, J.

• Érzékenység (szenzitivitás) • Számlálási tartomány (holtidő) SPECT kameráknál még: • Felbontás a metszeti képeken • Középpont-vándorlás

29


SPECT minőségbiztosítás:

SPECT minőségbiztosítás:

Homogenitás

Középpont-vándorlás

Varga, J.

30

„Center of Rotation” (COR) : a látómező közepéből induló, a detektorra merőleges egyeneseknek: • egy síkba kell esni • egy közös forgásközépponton kell áthaladni • minden detektorra egyformán

Nem megfelelő homogenitás gyűrű-műterméket okoz a rekonstruált metszeteken!

Ábra: J.R. Halama, Loyola Univ. 2009 Gamma-kamerák jellemzői

Varga, J.

Ábra: J.R. Halama, Loyola Univ. 31


Varga, J.

32

Ellenőrzések naponta

Ellenőrzések hetente

• fotocsúcs v. optikai kalibrálás

• optikai úton kalibrált kamera csúcsbeállítása

• háttérszint (kamera, üreges mérőhely) • dóziskalibrátor kalibrálása referencia-forrással

• digitális kamera homogenitása (pont- v. síkforrással) szükség esetén korrekciós táblázat feltöltése

• jódfelvételi mérőhely kalibrálása nyakfantommal

• kamera-érzékenység ellenőrzése

• korrekciós tényezők pontosítása többcsatornás számlálónál

• SPECT kamera középpont-vándorlása újrakalibrálás szükség esetén


Varga, J.

33

Varga, J.

34

SPECT-CT minőségellenőrzése

Ellenőrzések 3 havonta

Név Gamma-kamera komponens eljárásai Energia-csúcsra állítás Uniformitás-ellenőrzés

• zárványok megjelenése a kristályban? • kamera linearitása újrakalibrálás szükség esetén • pixelméret (x, y) • térbeli felbontás ellenőrzése • kollimátor épsége (megtekintés és homogenitás-kép síkforrással) • SPECT üzemmód ellenőrzése 3D SPECT fantommal • homogenitás és felbontás egésztest-üzemmódban • üreges mérőhely érzékenysége



Varga, J.

35

Felbontás és linearitás Érzékenység SPECT-üzemmód speciális eljárásai Középpont-vándorlás Uniformitás-korrekció Több detektor illeszkedése CT komponens eljárásai CT kalibrálása CT kalibráció ellenőrzése Levegő-kalibrálás Uniformitás Hibrid készülék speciális eljárásai Illeszkedés Elnyelés-korrekció pontossága


Kellék pontforrás szilárd v. folyadék síkforrás v. pontforrás

CT kalibráció fantom vízzel töltött henger vízzel töltött henger kettős ábrázolódású pontforrások vízzel töltött henger elnyelési fantom Varga, J.

36

Belső és rendszer tesztek

Recommend Documents