Minıségellenırzı mérések típusai GAMMA-KAMERÁK JELLEMZİI SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİI. leképezı eszközök

Minıségellenırzı mérések típusai GAMMA-KAMERÁK PLANÁRIS ÉS SPECT GAMMAMINİSÉGELLENİRZÉSE

• Specifikáció (specification) a gyárban

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

Varga József

a telepítés során

• Rutin ellenırzések (routine testing)

Debreceni Egyetem Nukleáris Medicina Intézet

rendszeresen a megelızı karbantartás és beszabályozás részeként

2009

Varga, J.

2009 Gamma-kamerák jellemzıi

Gamma--kamerához csatolt Gamma

GAMMA--KAMERÁK JELLEMZİI GAMMA

SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİI

•

Látómezı mérete

Field of view

Hardware:

Software:

•

Kristályvastagság

Crystal thickness

•

Kollimátorok

Collimators

•

Képbegyőjtési korrekciók

On-line corrections

•

Begyőjtés több csatornában

Multiple energy acquisition

•

Látómezı részének kinagyítása

Zoom facility

•

Nyomtatók

Hard copy devices

•

Minıségi paraméterek ...

Quality parameters ...

• • • • • • • • •

• • • • • • • • •

Varga, J.

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

képmátrix pixelmélység (1-2 byte) list mode? győjtés 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 jellemzıi

2

3


Varga, J.

4

A NUNU-1által tárgyalt radioizotópos leképezı eszközök

NEMA NUNU-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 leképezı berendezések e) Képelemenként különálló detektoros szcintillációs kamerák (discrete pixel detector cameras)

• Definíciók, a teljesítmény mérıszámai • Jellemzık és eredményközlési technikák szcintillációs kamerák leírásához


Varga, J.

5


Varga, J.

6

Elsıdleges minıségellenırzési módszerek NU NU--1 (2. szakasz)

Belsı és rendszer tesztek

Felbontás (resolution):

• Belsı („intrinsic”) ellenırzés: nincs felszerelve kollimátor

2.1 Belsı térbeli felbontás 2.4 A rendszer térbeli felbontása szórás nélkül

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

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

Homogenitás (uniformity): 2.3 Belsı uniformitás egyenletes besugárzásnál

Egybeesés: 2.5 Rendszer egybeesés

Energia-felbontás: 2.2 Belsı energia-felbontás 2009 Gamma-kamerák jellemzıi

Varga, J.

7


Varga, J.

8

Gamma--kamerák alapvetı paraméterei Gamma

Vonalforrás képe

Térbeli felbontás = A legkisebb távolság két pontforrás között, hogy külön látsszanak (NEM a legkisebb látható képlet mérete!) (a) Mérıszám: vonalforrás félértékszélessége (FWHM) Belsı átmérı: < 0.5 mm Pixelméret <= FWHM / 10 Max. beütésszám: > 150 (A vonalforrás képének sorait átlagolva.)

félérték-szélesség (FWHM)

(b) Anger fantom Lyukátmérık: Pontszám:

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

Külön kell mérni a rekonstruált SPECT metszetekben (Jaszczak fantommal)

Pontszétterjedési függvény Varga, J.


9


Varga, J.

10

Rendszerfelbontás 4 szektoros résfantommal

Belsı felbontás mérése ólommaszkkal


Forrástartó

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

pont sík

- kollimátor nélkül - kollimátorral

Pontforrás aktivitása min. táv: számlálási sebesség

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

Mátrix:

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

Beütésszám:

régi kamerák: modern kamerák :

3 000 /pixel 10 - 20 000 /pixel


Varga, J.

13

Belsı uniformitás mérése

„Külsı” uniformitás mérése Síkforrás 40-800 MBq Co-57 vagy Tc-990 4-16 M beütés

4-16 M beütés

= 7-15 MBq Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ. 2009 Gamma-kamerák jellemzıi

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

15


Varga, J.

16

Homogenitás (uniformitás)

Uniformitás hatása a képre

hasznos látómezı

IU =

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

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

• Integrál uniformitás (IU): a teljes látómezıre várt: 2 - 3 % • Differenciál uniformitás (DU): minden 5 egymás mellett és egymás alatti képelemre (pixelre) központi várt: 1,5 – 2 % látómezı Varga, J.


17

Normál uniformitás egy héttel a töltés után


Varga, J.

18

Pozicionálási

hiba

Gyakrabban elıforduló hibák: Kontamináció

Hımérséklet


Számlálási sebesség és holtidı

Számlálási sebesség tartomány (holtidı) = Mért számlálási sebesség a forrás aktivitásának függvényében Mérıszámok: (a) Az a számlálási sebesség R20% , amelynél a veszteség 20% (b) Holtidı 2 forrással mérve:

Td =

2 ⋅ R12

( R1 + R2 ) 2

R20% =

⋅ ln

R1 + R2 R12

. 01785 Td

ahol: R1:

az 1. forrással kapott számlálási sebesség

R2:

a 2. forrással kapott számlálási sebesség

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

Varga, J.

23


Varga, J.

24

Érzékenység függése a gammagammaenergiától és kristályvastagságtól


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

átmérı vastagság aktivitás

> 15 cm ~ 3 mm ~ 40 MBq

Begyőjtött beütésszám:

érzékenység =

>= 10 000

számlálási sebesség (cps) forrás aktivitása (MBq)

Tipikus értékek Tc-99m-re: •

LEGP (alacsony energiájú általános célú):

150-200 cps/MBq

•

LEHR (alacsony energiájú nagy felbontású):

60-80 cps/MBq

•

LEHS (alacsony energiájú nagy érzékenységő):

200-300 cps/MBq

Varga, J.


25

Felbontás The geometrical efficiency does not depend on the sourcesource-collimator distance z.

However, if z >> L and d >> t there is a direct correlation between geometrical efficiency and resolution: resolution:

Érzékenység

Forrás: Bushberg

Forrás: A. Aprahamian, Univ. of Notre Dame 2010

Áttekintés: Nukleáris Medicina

27

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

Szívizom SPECT Agyi SPECT

• Homogenitás (uniformitás) • Térbeli felbontás

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

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

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

29

SPECT minıségbiztosítás:


Varga, J.

Győrőhiba a rekonstruált metszetben

Homogenitás

Nem megfelelı homogenitás győrő-mőterméket okoz a rekonstruált metszeteken!

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

Varga, J.

28

PARAMÉTEREI

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


Varga, J.

GAMMAKAMERÁK ALAPVETİ

Ajánlások (Szakmai Kollégium) VIZSGÁLAT Gammakamera SPECT üzemmódban


31

30

Részleges győrőhiba több detektoros rendszernél

VONALFANTOM

SPECT minıségbiztosítás:

Középpont--vándorlási hiba hatása Középpont

Középpont--vándorlás Középpont „Center of Rotation” (COR) : a látómezı közepébıl induló, a detektorra merıleges egyeneseknek: • egy síkba kell esni • egy közös forgásközépponton kell áthaladni • minden detektorra egyformán

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

Varga, J.

35

Rendszerellenırzés: Jaszczak SPECT fantom

Jaszczak-fantom Jaszczakmetszetei

A két detektor pozíciója eltér: Jaszczak--pantom metszetei Jaszczak

Több energiaablak egybeesése (Ga(Ga-67)

• • •

Image point sources of Ga-67 or Tl-201 with a single energy window at energy peak. Measure the position of each image. Registration of the point sources vs. energy should be less than ~1 mm over the UFOV

Ellenırzések naponta

Ellenırzések hetente

• fotocsúcs v. optikai kalibrálás

• optikai úton kalibrált kamera csúcsbeállítása

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

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

• jódfelvételi mérıhely kalibrálása nyakfantommal

• kamera-érzékenység ellenırzése

• korrekciós tényezık pontosítása többcsatornás számlálónál

• SPECT kamera középpont-vándorlása újrakalibrálás szükség esetén


Varga, J.

41

Varga, J.

42

SPECT--CT minıségellenırzése SPECT

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



Varga, J.

43

Név Gamma-kamera komponens eljárásai Energia-csúcsra állítás Uniformitás-ellenırzés Felbontás és linearitás Érzékenység SPECT-üzemmód speciális eljárásai Középpont-vándorlás Uniformitás-korrekció Több detektor illeszkedése CT komponens eljárásai CT kalibrálása CT kalibráció ellenırzése Levegı-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 kettıs ábrázolódású pontforrások vízzel töltött henger elnyelési fantom Varga, J.

44

Minıségellenırzı mérések típusai GAMMA-KAMERÁK JELLEMZİI SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİI. leképezı eszközök

Recommend Documents