Min ıségellen ırz ı mérések típusai GAMMAGAMMA-KAMERÁK ... · Gamma-kamera komponens eljárásai Energia-csúcsra állítás pontforrás Uniformitás-ellen ırzés szilárd

GAMMAGAMMA--KAMERÁK PLANÁRIS ÉS SPECT KAMERÁK PLANÁRIS ÉS SPECT MINİSÉGELLENİRZÉSEMINİSÉGELLENİRZÉSE

Varga József

Debreceni Egyetem

Nukleáris Medicina Intézet

2009

2009 Gamma-kamerák jellemzıi Varga, J. 2

Minıségellenırzı mérések típusaiMinıségellenırzı mérések típusaiMinıségellenırzı mérések típusaiMinıségellenırzı 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


GAMMAGAMMA--KAMERÁK JELLEMZİIKAMERÁK JELLEMZİIGAMMAGAMMA--KAMERÁK JELLEMZİIKAMERÁK 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 ...

From: Quality control of gamma cameras and associated computer systems


GammaGamma--kamerához csatolt kamerához csatolt SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİISZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİIGammaGamma--kamerához csatolt kamerához csatolt SZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİISZÁMÍTÓGÉPEK JELLEMZİI

Hardware:

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

From: Quality control of gamma cameras and associated computer systems

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


NEMA NUNEMA NU--1 Standard1 StandardNEMA NUNEMA NU--1 Standard1 Standard

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 NUA NU--1által tárgyalt radioizotópos 1által tárgyalt radioizotópos leképezı eszközökleképezı eszközökA NUA NU--1által tárgyalt radioizotópos 1által tárgyalt radioizotópos leképezı eszközökleképezı eszközök

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)


BelsıBelsı és és rendszer rendszer tesztektesztekBelsıBelsı és és rendszer rendszer tesztektesztek

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

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


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

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


GammaGamma--kamerák alapvetı paramétereikamerák alapvetı paraméterei

Térbeli felbontásTérbeli felbontásGammaGamma--kamerák alapvetı paramétereikamerák alapvetı paraméterei

Térbeli felbontásTérbeli 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 mmPixelméret <= FWHM / 10Max. beütésszám: > 150(A vonalforrás képének sorait átlagolva.)

(b) Anger fantomLyukátmérık: 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5 mmPontszám: felbontott szegmensek száma

Külön kell mérni a rekonstruált SPECT metszetekben (Jaszczak fantommal)


Vonalforrás képeVonalforrás képeVonalforrás képeVonalforrás képe

Pontszétterjedési függvény

félérték-szélesség(FWHM)

Belsı felbontás mérése ólommaszkkalBelsı felbontás mérése ólommaszkkalBelsı felbontás mérése ólommaszkkalBelsı felbontás mérése ólommaszkkalRendszerfelbontás 4 szektoros Rendszerfelbontás 4 szektoros résfantommalrésfantommalRendszerfelbontás 4 szektoros Rendszerfelbontás 4 szektoros résfantommalrésfantommal


GammaGamma--kamerák alapvetı paraméterei kamerák alapvetı paraméterei Homogenitás (uniformity) Homogenitás (uniformity) -- AdatgyőjtésAdatgyőjtésGammaGamma--kamerák alapvetı paraméterei kamerák alapvetı paraméterei Homogenitás (uniformity) Homogenitás (uniformity) -- AdatgyőjtésAdatgyőjtés

= Helyi különbségek a beütésszámban egyenletes besugárzásnál

Forrás: pont - kollimátor nélkülsík - kollimátorral

Pontforrás aktivitása ~ 10-20 MBqmin. táv: 5 * detektor-átmérıszámlálási sebesség < 20 000 cps (30 000 cps)

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

Beütésszám: régi kamerák: 3 000 /pixelmodern kamerák : 10 - 20 000 /pixel

ForrástartóForrástartóForrástartóForrástartó


Belsı uniformitás méréseBelsı uniformitás méréseBelsı uniformitás méréseBelsı uniformitás mérése

Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ.

= 7-15 MBq

4-16 M beütés


„Külsı” uniformitás mérése„Külsı” uniformitás mérése„Külsı” uniformitás mérése„Külsı” uniformitás mérése

Síkforrás40-800 MBq

Co-57 vagy Tc-990

Forrás: J.R. Halama, Loyola Univ.

4-16 M beütés


Homogenitás (uniformitás)Homogenitás (uniformitás)Homogenitás (uniformitás)Homogenitás (uniformitás)

• Integrál uniformitás (IU):a teljes látómezırevárt: 2 - 3 %

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

hasznos látómezı

központi látómezı

%100min.pixelmax.pixelmin.pixelmax.pixel

⋅

+

−=IU UFOV (95% látómezı) v.

CFOV (75% látómezı)


Uniformitás hatása a képreUniformitás hatása a képreUniformitás hatása a képreUniformitás hatása a képre

Normál uniformitás egy héttel a töltés utánNormál uniformitás egy héttel a töltés utánNormál uniformitás egy héttel a töltés utánNormál uniformitás egy héttel a töltés után Pozicionálási Pozicionálási hibahibaPozicionálási Pozicionálási hibahiba

Gyakrabban elıforduló hibák: Gyakrabban elıforduló hibák: KontaminációKontamináció

HımérsékletHımérsékletHımérsékletHımérséklet


GammaGamma--kamerák alapvetı paraméterei kamerák alapvetı paraméterei

Számlálási sebesség tartománySzámlálási sebesség tartomány(holtidı)(holtidı)


Számlálási sebesség tartománySzámlálási sebesség tartomány(holtidı)(holtidı)

= Mért számlálási sebesség a forrás aktivitásának függvényében

Mérıszámok:(a) Az a számlálási sebesség R20%,

amelynél a veszteség 20% (b) Holtidı

2 forrással mérve:

ahol: R1: az 1. forrással kapott számlálási sebesség

R2: a 2. forrással kapott számlálási sebesség

R12: mindkét forrással kapott számlálási sebesség

TR

R R

R R

R

RT

d

d

=⋅

+

⋅+

=

2

01785

12

1 22

1 2

12

20%

( )ln

.


Számlálási sebesség és holtidıSzámlálási sebesség és holtidıSzámlálási sebesség és holtidıSzámlálási sebesség és holtidı



Érzékenység Érzékenység (Sensitivity)(Sensitivity)GammaGamma--kamerák alapvetı paraméterei kamerák alapvetı paraméterei

Érzékenység Érzékenység (Sensitivity)(Sensitivity)

= Egységnyi aktivitásnál mért számlálási sebesség

Forrás: átmérı > 15 cmvastagság ~ 3 mmaktivitás ~ 40 MBq

Begyőjtött beütésszám: >= 10 000

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

(MBq) aktivitása forrás

(cps) sebesség számlálási=gérzékenysé

Érzékenység függése a gammaÉrzékenység függése a gamma--energiától és kristályvastagságtólenergiától és kristályvastagságtólÉrzékenység függése a gammaÉrzékenység függése a gamma--energiától és kristályvastagságtólenergiától és kristályvastagságtól

2010 Áttekintés: Nukleáris Medicina 27

TheThe geometricalgeometricalefficiencyefficiency doesdoes notnot dependdependonon thethe sourcesource--collimatorcollimatordistancedistance zz..

However,However, ifif zz >>>> LL andand dd >>>> tt

therethere isis aa directdirect correlationcorrelationbetweenbetween geometricalgeometrical efficiencyefficiencyandand resolutionresolution::

Forrás: A. Aprahamian, Univ. of Notre Dame

Felbontás

Érzékenység


Forrás: Bushberg


Ajánlások (Szakmai Kollégium)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

Szívizom SPECT

2 detektor derékszögben

Agyi Tc-FWHM: <7 mm (UHR v. fan-beam koll.) SPECT IU: <3% Pálya sugara: < 13cm Egyéb

jellemzık: ≥ 2 detektor kisagy is befér


GAMMAKAMERÁK ALAPVETİ GAMMAKAMERÁK ALAPVETİ PARAMÉTEREI PARAMÉTEREI

• Homogenitás (uniformitás)

• Térbeli felbontás

• Érzékenység (szenzitivitás)

• Számlálási tartomány (holtidı)

SPECT kameráknál még:

• Felbontás a metszeti képeken

• Középpont-vándorlás


SPECT minıségbiztosítás:SPECT minıségbiztosítás:

HomogenitásHomogenitásSPECT minıségbiztosítás:SPECT minıségbiztosítás:

HomogenitásHomogenitás

Ábra: J.R. Halama, Loyola Univ.

Nem megfelelı homogenitás győrő-mőterméket okoz a rekonstruált metszeteken!

Győrőhiba a rekonstruált metszetbenGyőrőhiba a rekonstruált metszetbenGyőrőhiba a rekonstruált metszetbenGyőrőhiba a rekonstruált metszetben

Részleges győrőhiba több detektoros Részleges győrőhiba több detektoros rendszernélrendszernélRészleges győrőhiba több detektoros Részleges győrőhiba több detektoros rendszernélrendszernél

VONALFANTOMVONALFANTOMVONALFANTOMVONALFANTOM


SPECT minıségbiztosítás:SPECT minıségbiztosítás:

KözéppontKözéppont--vándorlásvándorlásSPECT minıségbiztosítás:SPECT minıségbiztosítás:

KözéppontKözéppont--vándorlásvándorlás

Ábra: J.R. Halama, Loyola Univ.

„Center of Rotation” (COR) :

a látómezı közepébıl induló, a detektorra merıleges egyeneseknek:

• egy síkba kell esni

• egy közös forgásközépponton kell áthaladni

• minden detektorra egyformán

KözéppontKözéppont--vándorlási hiba hatásavándorlási hiba hatásaKözéppontKözéppont--vándorlási hiba hatásavándorlási hiba hatása

Rendszerellenırzés:Rendszerellenırzés:Jaszczak SPECT fantomJaszczak SPECT fantomRendszerellenırzés:Rendszerellenırzés:Jaszczak SPECT fantomJaszczak SPECT fantom

JaszczakJaszczak--fantomfantommetszeteimetszeteiJaszczakJaszczak--fantomfantommetszeteimetszetei

A két detektor pozíciója eltér:A két detektor pozíciója eltér:JaszczakJaszczak--pantom metszeteipantom metszeteiA két detektor pozíciója eltér:A két detektor pozíciója eltér:JaszczakJaszczak--pantom metszeteipantom metszetei

Több energiaablak egybeesése (GaTöbb energiaablak egybeesése (Ga--67)67)Több energiaablak egybeesése (GaTöbb energiaablak egybeesése (Ga--67)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 Ellenırzések napontanapontaEllenırzések Ellenırzések napontanaponta

• fotocsúcs v. optikai kalibrálás

• háttérszint (kamera, üreges mérıhely)

• dóziskalibrátor kalibrálása referencia-forrással

• jódfelvételi mérıhely kalibrálása nyakfantommal

• korrekciós tényezık pontosítása többcsatornás számlálónál


Ellenırzések Ellenırzések hetentehetenteEllenırzések Ellenırzések hetentehetente

• optikai úton kalibrált kamera csúcsbeállítása

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

• kamera-érzékenység ellenırzése

• SPECT kamera középpont-vándorlásaújrakalibrálás szükség esetén


Ellenırzések Ellenırzések 3 havonta3 havontaEllenırzések Ellenırzések 3 havonta3 havonta

• zárványok megjelenése a kristályban?

• kamera linearitásaújrakalibrálás 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


SPECTSPECT--CT minıségellenırzéseCT minıségellenırzéseSPECTSPECT--CT minıségellenırzéseCT minıségellenırzése

Név KellékGamma-kamera komponens eljárásai

Energia-csúcsra állítás pontforrásUniformitás-ellenırzés szilárd v. folyadék síkforrás

v. pontforrásFelbontás és linearitásÉrzékenységSPECT-üzemmód speciális eljárásai

Középpont-vándorlásUniformitás-korrekcióTöbb detektor illeszkedéseCT komponens eljárásai

CT kalibrálása CT kalibráció fantomCT kalibráció ellenırzése vízzel töltött hengerLevegı-kalibrálás -Uniformitás vízzel töltött hengerHibrid készülék speciális eljárásai

Illeszkedés kettıs ábrázolódású pontforrásokElnyelés-korrekció pontossága vízzel töltött henger

elnyelési fantom

Documents

Min ıségellen ırz ı mérések típusai GAMMAGAMMA-KAMERÁK ... · Gamma-kamera komponens eljárásai Energia-csúcsra állítás pontforrás Uniformitás-ellen ırzés szilárd