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

Átírás

1 GAMMA-KAMERÁK PLANÁRIS ÉS SPECT MINİSÉGELLENİRZÉSE Varga József Debreceni Egyetem Nukleáris Medicina Intézet 2009 Minıségellenırzı mérések típusai Specifikáció (specification) a gyárban Átvételi és referencia-vizsgálatok (Acceptance & Reference testing) a telepítés során Rutin ellenırzések (routine testing) rendszeresen a megelızı karbantartás és beszabályozás részeként 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 2 GAMMA-KAMERÁK JELLEMZİI Gamma-kamerához csatolt SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİI Látómezı mérete Field of view 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... Hardware: memória mérete analóg-digitál átalakító (ADC) képmemória kijelzı EKG-kapuzás ROI kijelzési módok lemezes tároló mérete nyomtatók adatátvitel Software: 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 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 3 NEMA NU-1 Standard From: Quality control of gamma cameras and associated computer systems 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 4 A NU-1által tárgyalt radioizotópos leképezı eszközök NEMA: National Electrical Manufacturers Association (USA) NU-1 (2001): Performance Measurements of Scintillation Cameras Definíciók, a teljesítmény mérıszámai Jellemzık és eredményközlési technikák szcintillációs kamerák leírásához a) Egy detektoros, egy kristályos szcintillációs kamerák b) Egy detektoros tomográfiás szcintillációs kamerák c) Több detektoros planáris és tomográfiás szcintillációs kamerák d) Egésztest szcintillációs leképezı berendezések e) Képelemenként különálló detektoros szcintillációs kamerák (discrete pixel detector cameras) 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 5 Belsı és rendszer tesztek Belsı ( intrinsic ) ellenırzés: nincs felszerelve kollimátor Rendszer ( system ) ellenırzés: az egész rendszer, ahogy a betegek leképezésekor használjuk, beleértve a kollimátorokat 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 6 Elsıdleges minıségellenırzési módszerek NU-1 (2. szakasz) Felbontás (resolution): 2.1 Belsı térbeli felbontás 2.4 A rendszer térbeli felbontása szórás nélkül 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. 8

2 Gamma-kamerák alapvetı paraméterei Térbeli felbontás Vonalforrás képe = 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.) (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) félérték-szélesség (FWHM) Pontszétterjedési függvény 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 9 Belsı felbontás mérése ólommaszkkal 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 10 Rendszerfelbontás 4 szektoros résfantommal Gamma-kamerák alapvetı paraméterei Homogenitás (uniformity) - Adatgyőjtés Forrástartó = Helyi különbségek a beütésszámban egyenletes besugárzásnál Forrás: pont - kollimátor nélkül sík - kollimátorral Pontforrás aktivitása min. táv: számlálási sebesség ~ MBq 5 * detektor-átmérı < cps ( cps) Mátrix: 64*64; simítva (9 pont, súllyal) Beütésszám: régi kamerák: /pixel modern kamerák : /pixel 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 13 Belsı uniformitás mérése Külsı uniformitás mérése Síkforrás MBq Co-57 vagy Tc M beütés 4-16 M beütés = 7-15 MBq Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 15 Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 16

3 Homogenitás (uniformitás) Uniformitás hatása a képre Integrál uniformitás (IU): a teljes látómezıre várt: 2-3 % Differenciál uniformitás (DU): minden 5 egymás mellett és egymás alatti képelemre (pixelre) várt: 1,5 2 % hasznos látómezı max.pixel min.pixel IU = 100% UFOV (95% látómezı) v. max.pixel + min.pixel CFOV (75% látómezı) központi látómezı 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 18 Normál uniformitás egy héttel a töltés után Pozicionálási hiba Gyakrabban elıforduló hibák: Kontamináció Hımérséklet Gamma-kamerák alapvetı paraméterei Számlálási sebesség tartomány (holtidı) Számlálási sebesség és holtidı = Mért számlálási sebesség a forrás aktivitásának függvényében Mérıszámok: (a) Az a számlálási sebesség R 20%, amelynél a veszteség 20% (b) Holtidı 2 forrással mérve: ahol: R 1 : R 2 : az 1. forrással kapott számlálási sebesség a 2. forrással kapott számlálási sebesség R 12 : mindkét forrással kapott számlálási sebesség 2 R R R Td = 12 + R + R R ln 1 2 ( ) R20% = Td 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 24

4 Gamma-kamerák alapvetı paraméterei Érzékenység (Sensitivity) Érzékenység függése a gamma- energiától és kristályvastagságtól = Egységnyi aktivitásnál mért számlálási sebesség Forrás: átmérı > 15 cm vastagság ~ 3 mm aktivitás ~ 40 MBq Begyőjtött beütésszám: >= számlálási sebesség (cps) érzékenység = forrás aktivitása (MBq) Tipikus értékek Tc-99m-re: LEGP (alacsony energiájú általános célú): cps/mbq LEHR (alacsony energiájú nagy felbontású): cps/mbq LEHS (alacsony energiájú nagy érzékenységő): cps/mbq 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 25 The geometrical efficiency does not depend on the source-collimator collimator distance z. Felbontás However, if z >> L and d >> t there is a direct correlation between geometrical efficiency and resolution: Érzékenység Forrás: A. Aprahamian, Univ. of Notre Dame 2010 Áttekintés: Nukleáris Medicina 27 Ajánlások (Szakmai Kollégium) VIZSGÁLAT PARAMÉTER AJÁNLOTT Gammakamera IU: <3% SPECT Tc-FWHM: <10 mm üzemmódban COR: <0.5 mm COR-korrekció Egyéb jellemzık: 2 detektor elliptikus pálya elnyelés-korrekció külsı sugárforrással iteratív rekonstrukció 2 detektor derékszögben Szívizom SPECT Agyi Tc-FWHM: <7 mm (UHR v. fan-beam koll.) SPECT IU: <3% Pálya sugara: < 13cm Egyéb 2 detektor jellemzık: kisagy is befér 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 29 SPECT minıségbiztosítás: Homogenitás Forrás: Bushberg 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 28 GAMMAKAMERÁK ALAPVETİ PARAMÉTEREI Homogenitás (uniformitás) Térbeli felbontás Érzékenység (szenzitivitás) Számlálási tartomány (holtidı) SPECT kameráknál még: Felbontás a metszeti képeken Középpont-vándorlás 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 30 Győrőhiba a rekonstruált metszetben Nem megfelelı homogenitás győrő-mőterméket okoz a rekonstruált metszeteken! Ábra: J.R. Halama, Loyola Univ Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 31

5 Részleges győrőhiba több detektoros rendszernél VONALFANTOM SPECT minıségbiztosítás: Középpont-vándorlás Középpont-vándorlási hiba hatása 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 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 35 Rendszerellenırzés: Jaszczak SPECT fantom Jaszczak-fantom metszetei A két detektor pozíciója eltér: Jaszczak-pantom metszetei Több energiaablak egybeesése (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

6 Ellenırzések naponta Ellenırzések hetente fotocsúcs v. optikai kalibrálás háttérszint (kamera, üreges mérıhely) dóziskalibrátor kalibrálása referencia-forrással jódfelvételi mérıhely kalibrálása nyakfantommal korrekciós tényezık pontosítása többcsatornás számlálónál optikai úton kalibrált kamera csúcsbeállítása digitális kamera homogenitása (pont- v. síkforrással) szükség esetén korrekciós táblázat feltöltése kamera-érzékenység ellenırzése SPECT kamera középpont-vándorlása újrakalibrálás szükség esetén 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 41 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 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 42 SPECT-CT minıségellenırzése Név Gamma-kamera komponens eljárásai Energia-csúcsra állítás Uniformitás-ellenırzés Kellék pontforrás szilárd v. folyadék síkforrás v. pontforrás Felbontás és linearitás Érzékenység SPECT-üzemmód speciális eljárásai Középpont-vándorlás Uniformitás-korrekció Több detektor illeszkedése CT komponens eljárásai CT kalibrálása CT kalibráció fantom CT kalibráció ellenırzése vízzel töltött henger Levegı-kalibrálás - Uniformitás vízzel töltött henger Hibrid készülék speciális eljárásai Illeszkedés kettıs ábrázolódású pontforrások Elnyelés-korrekció pontossága vízzel töltött henger elnyelési fantom 2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 44