SPECT-CTの定期品質管理法

サマリー

この記事では、バックグラウンドチェックや均一性チェックなど、技術者向けの実用的な毎月のSPECT-CT品質管理(QC)方法を紹介します。これらの方法は、機器の基本的な動作状態を監視および維持することを目的としています。ただし、機器と画像の信頼性を確保するために不可欠な専門的なメンテナンスに取って代わることはできません。

要約

医療画像処理の分野では、ガンマ線カメラ、単一光子放出コンピューター断層撮影法 (SPECT)、および SPECT/CT が重要な診断ツールです。機器の故障は画質の低下につながり、医師による病状の正確な評価に影響を与える可能性があるため、これらの機器では品質管理が不可欠です。国際原子力機関 (IAEA) と全米電気工業会 (NEMA) は、機器の動作の安定性と医療画像の信頼性を確保するために、標準化された定期的な品質管理を推奨しています。平面イメージングモードと断層撮影イメージングモードの両方を評価することで、機器の性能をより包括的に評価し、安定した正確な動作を保証し、臨床診断に信頼できるサポートを提供します。

品質管理の重要性は、機器の問題を早期に検出し、画質を維持し、診断結果の信頼性を保証する能力にあります。国際原子力機関 (IAEA) は、ガンマ カメラ、SPECT、および SPECT/CT システムの品質管理とテストに関する適切な推奨事項を確立し、機器の平面イメージング モードと断層撮影イメージング モードの両方をテストすることの重要性を強調しています。

医療用画像機器の品質管理は、高品質の画像と信頼性の高い診断機能を確保する上で重要な役割を果たします。品質管理プロセスは、機器の性能を監視し、潜在的な問題を迅速に特定することで、医療画像の画質と臨床診断作業の信頼性を維持するのに役立ちます。この記事では、SPECT-CT機器に採用されている品質管理方法の概要を説明します。これらの方法には、バックグラウンド テスト、固有の均一性テスト、光電子増倍管ゲイン調整、回転中心テスト、CT 画質管理、画像融合テスト、およびその他の関連手順が含まれます。

概要

単一光子放出コンピューター断層撮影-コンピューター断層撮影 (SPECT-CT) は、核医学診断の重要なデバイスとして、画質と診断結果の精度に直接影響します 1,2,3,4。したがって、厳格な機器品質管理、特に定期的な品質管理を実施することは、SPECT/CT 機器の安定した動作と診断結果の信頼性を確保するために非常に重要です⁵。SPECT-CT機器の問題をタイムリーに特定して修正できれば、画質を向上させ、機械の耐用年数を延ばすだけでなく、核医学部門の臨床診断レベルをさらに向上させることができます^2,6。

品質管理の重要性はいくつかの側面に反映されています。第一に、機器の性能の低下や故障を迅速に検出し、機器の問題による誤診や診断の見逃しを防ぐことができます。第二に、定期的な校正とメンテナンスを通じて、品質管理により画質の安定性と一貫性が保証され、臨床診断の信頼できる基礎が提供されます。最後に、包括的な品質管理システムは、機器の耐用年数を延ばし、メンテナンスコストを削減するのに役立ちます ^1,7,8。

この記事で詳述されている品質管理作業は、国際原子力機関(IAEA)および全米電気工業会(NEMA)^9,10によって推奨される定期的な品質管理プログラムの一部です。これらの操作は重要な機器の性能に関係し、追加の技術や機器を必要としません。これらは、この記事で概説されている手順に従って医療技術者が実行できます。

定期的な品質管理は、SPECT-CT 機器の品質管理の中核となるリンクです¹¹。科学的かつ合理的な品質管理サイクルを確立して、機器の主要パフォーマンス指標の定期的なテストと評価を実施し、機器が常に最良の動作状態にあることを保証します ^9,12。定期的な品質管理の頻度は、機器の使用頻度、性能の安定性、臨床ニーズなどの要因に基づいて合理的に設定され、厳格に実施する必要があります¹³.

SPECT-CT装置の品質管理、特に定期的な品質管理は、核医学品質保証システム^9,13の重要な部分です。包括的な品質管理システムを確立し、厳格に実施することで、SPECT-CT 装置の性能安定性と画質を効果的に確保し、臨床診断と治療に信頼できる技術サポートを提供します¹¹。

この記事では、医療技術者が独自に実装できるいくつかの SPECT-CT 品質管理方法を紹介します。さらに、既存のガイドラインでは、品質管理実施の時間間隔や周期を定めずに、推奨される品質管理項目を概説しているだけであることを踏まえ、最新の国際規格やガイドラインを参照し、臨床作業量の経験や機器の品質管理のニーズを踏まえ、定期的な品質管理方法と、放射源をより均一かつ安定^{させる点源の作り方を提案します14,15}。

プロトコル

1. 準備

1. 機械室の環境背景試験
   1. デジタル多機能表面汚染計を使用して、地面、壁、検出器シェル、ラック、検査ベッド、その他の汚染されやすい場所など、検出器の周囲をテストし、環境汚染を排除します(図1)。
2. コリメータの分解
   注:操作前に、検査ベッドと検出器の近くの障害物を取り除き、ベッドの移動と検出器の回転に十分なスペースを確保してください。
   1. コリメータの取り外し
      1. リモートコントロールユニット(RCU)の上部にある UP/DOWN キーを使用して、ラック表示メニューの手順列で コリメータ交換 項目を選択します。RCUの Enable キー(サイドキー)と SET キーを同時に押します(図2A)。
      2. 画面に [テーブルを斜め位置に移動]と表示されたら、検査ベッドのフットクラッチ(検出器の近くのベッドの側面の下にあります)を踏んでベッドのロックを解除します(図2B)。ベッドを地面のトラックに沿って時計回りに傾斜側の限界点まで押して、カチッという音がしてロックします。
         注意: ベッド移動中の足の怪我を防ぐために、移動方向の反対側でこれを実行してください。
      3. 検査ベッドが接地止めに固定されると、画面に Place collimators cart(コリメータカートの配置 )が表示されます(図2C)。この時点で、コリメータカートを検出器コリメータカートガイドプレートの前に配置する必要があります。最後に、両側の車輪のブレーキを押し下げて、コリメータの慣性によりカートがずれ、コリメータの分解プロセス中に損傷するのを防ぎます。
      4. トロリーがアースピンジャックに固定されると、画面に「 GOを押してメカニズムを開く」 という指示が表示されます(図2D)。この時点で、RCU の Enable キーと GO キーを同時に押します。
      5. 輪郭機構が完全に開いたら(画面に コリメータのアンロードが表示されます)(図2E)、カートハンドルを使用してコリメータを取り外します。検出器上部の安全ロックを開いたままにしてコリメータを解放し、反対側でも繰り返します。
      6. 画面に「 コリメータがカートに固定されていることを確認してください」と表示されたら。カートを保管し、次のコリメータセットでカートをドッキング し(図2F)、カートの円形の床ピンの外側にある四角いペダルを踏み、ピンを持ち上げてカートを離します。
         注意: 転倒を避けるために、片側のみにコリメータを備えたカートを動かさないでください。コリメータの取り扱いには専用レンチのみを使用してください。
   2. 仮想コリメータの設置
      注:仮想コリメータには、検出器1と2の2つの部分が含まれています:透明な予備コリメータプレートとその金属サポート。
      1. 画面が カート・イン・プレイスを確認したら。コリメータをロードし、No.1およびNo.2の透明コリメータプレートを検出器のコリメータトラックに挿入します。対応するNo.1とNo.2のブラケットを検出器とコリメータの間の隙間に挿入します。コリメータとブラケットをガントリーに接続するネジ穴を合わせ、各ネジを最もきつい位置に回して仮想コリメータを固定します。
      2. 画面に コリメータがロードされたと表示されたら。GOを押して輪郭機構を閉じ、 Enable キーと GO キーを同時に押してコリメータ輪郭機構を閉じます(図3A、B)。
      3. 画面に [コリメータ カートの取り外し] が表示されたら、カートの仮想リミット スイッチ (図 3C) を No.1 仮想コリメータ ブラケットの下に上にスライドさせます (カートがリミット ポイントから外れたことを示します)。 Enable キーと GO キーを押して、輪郭機構を閉じます。
      4. [ テーブルを中心位置に移動]と表示されたら、検査ベッドを中心限界点に戻します。 Enable キーと GO キーを同時に押すと、検出器の外向きの移動とラックのセルフテストが開始されます。
      5. 画面に「 コリメータの1つでメインPSDを押す」と表示されたら、検出器1と2の最内側にある小さな白いボタン(仮想感圧デバイス)(図3D)を押し、次に検出器の最も内側の長いパネルを押します。画面は、仮想コリメータ交換が成功したことを確認します。
         注意: ネジを締める前にブラケットハンドルをしっかりと持ち、検出器の損傷を避けるために予備のコリメータを取り付けた状態でCT X線装置を使用しないでください。
3. ポイントソース生産
   注: このステップには放射性医薬品の使用が含まれ、適切な放射線防護対策が必要です。点光源の製造、移動、および利用中に、放射線防護を実装する必要があります^16,17。この記事で取り上げられている保護関連のコンテンツについては、ディスカッションセクションを参照してください。
   1. 放射線防護キャビネットでは、新しい2mLの使い捨てシリンジを使用してください。ニードルキャップを取り外し、キャップ¹⁸ の内側に5mmの綿球(キャップの内径に一致)を置きます(図4)。このプロセスを繰り返して、総線量が1 mCiの2番目の点源を調製します。
   2. 線量が0.5〜0.8 mCiに達するまで、 ^99mTcO₄^- を綿球に少しずつ加えます(置換コリメータを使用したカウント速度は20〜40 kCt / s)。完成した点光源を鉛シールド容器に入れます。
      注:品質管理源を調製するには、比活性10 mCi / mLの過テクネチン酸ナトリウム溶液を使用することをお勧めします。この活性レベルでは、直径 5 mm の綿球で必要な用量の溶液を吸着するのに十分であり、それによって大量の液体による過剰な液体のオーバーフローによって引き起こされる品質管理効果への影響を回避します。

2. 品質管理業務

注:品質管理には、核医学(背景、固有の均一性、回転中心)およびCT(チューブウォームアップ、空気校正、画像融合)テストが含まれます。部屋のシールドドアを閉め、バックグラウンドおよび固有の均一性テスト中に立ち入りを制限します。結果エラーを防ぐために、PET薬や注射された患者を部屋の外に置かないようにしてください(バックグラウンドテストインターフェイスについては 図5 を参照)。

1. バックグラウンドテスト
   1. RCU の上下キーを使用して、[モード] 列で [L] を選択します。EnableキーとSETキーを同時に押して、Lモードに変換します。
   2. 集録ワークステーションのNMインターフェイスで、QCツールバーで[Setup]、[Daily QC]の順に選択します。左側の列で [バックグラウンド テスト (2 つの検出器)] を選択し、Detector1 と Detector2 の両方にチェックを入れて、[開始] をクリックします。
   3. 取得後、[ 次へ ] をクリックしてバックグラウンド テスト レポートを生成します。右上隅にある [ブラウザーで開く] を使用して、レポートを Web ブラウザーで開きます。または、右上隅にある 「その他」をクリックして、追加のオプションにアクセスします。そのようなオプションの 1 つは、ユーザーがレポートを自分のコンピュータに保存できるようにする [名前を付けてページを保存] です。最後に、[ 保存] をクリックしてレポートを保存します。
   4. レポートに [合格 ] (青) と表示されている場合は、テストは成功しています。 失敗 (赤)の場合は、表面汚染メーターを使用して汚染を特定/除去し、固有の均一性テストに進む前にテストを繰り返します。
2. 固有の均一性試験
   1. 検出器を Lモードに保ちます。準備した点光源を検出器から2.5m以上の距離に置きます。検出器 1 を(RCU の回転キーを使用して)回転させて、その平面が点光源に対して垂直になるように、点光源を直接向かせます。
   2. アクイジションステーションのインターフェースで(バックグラウンドテストを終了せずに)、左側のサイドバーから [画質(検出器1) ]を選択し、[ 適用]、[ 開始]の順にクリックします。完了したら、[ 次へ ] をクリックしてレポートを生成します。
   3. 検出器2についても繰り返します:点光源を向くように回転させ、取得ステーションで 画質(検出器2) を選択し、 適用、 開始の順にクリックします。 Next でレポートを生成します。
   4. 青色 の [合格] は成功を示します。赤色の 「失敗」の場合は、影響を受ける検出器¹⁹ の光電子増倍管ゲインを調整します(図6)。
      注意: ポイントソースの配置位置は、検出器から≥2.5 mの距離にする必要があり、検出器が品質管理操作のデフォルトの高さにある場合、検出器の中心マーカーポイントとの接続線は、壁などの検出器平面上の任意の固定位置に垂直です。この位置は、機器の設置時にメーカーのエンジニアの支援を受けて決定されます。デフォルトの高さLモードで検出器を回転させると、他の検出器もこの位置に適用できます。
3. 光電子増倍管ゲイン調整
   1. NM インターフェイスで、[Setup] をクリックし、[QC] ツールバーを選択して、[Periodic Re-tuning] を選択します。
   2. ターゲット検出器の下にある Iter Cal を選択します(例: Source positioning (Detector1))。点光源を検出器から2.5 mの位置に置き、検出器を回転させて光源を向いて、その平面に対して垂直にし、収集ステーションの[ 開始 ]をクリックします。
   3. プログラムが完了したら、左側の列から [エネルギーゲインキャリブレーション ]を選択し、[自動調整の 適用] をクリックします。 画質 テストを再実行します。それでも「Failed」の場合は、製造元のエンジニアに問い合わせてください(図7)。
4. コリメータ交換
   1. RCUの上/下キーを使用して、ラック画面のモードインターフェイスでコリメータ交換を選択します。EnableキーとSETキーを同時に押します。画面に「テーブルを傾斜位置に移動」と表示されたら、ベッドクラッチペダルを踏み、ベッドを時計回りに傾斜側の限界点まで押します。
   2. 検査ベッドがグランドストッパーで固定されると、画面にPlace collimators cartが表示されます。この段階で、No.1コリメータサポートの下にあるカートの仮想リミットスイッチを下にスライドさせます。仮想リミットスイッチが作動すると、画面に「を押してメカニズムを開くと表示されます。EnableキーとGOキーを同時に押します。コリメータ輪郭装置が開いたら、予備のコリメータプレートとサポートを取り外します。
   3. 低エネルギー、高分解能、または汎用コリメータを備えたカートを検出器のフロントリミットポイントに配置します。カートレールと検出器レールの位置を合わせ、アースピンを踏み、カートレールの安全ロックを押して、コリメータを検出器レールに押し込みます。検出器の安全ロックスイッチでコリメータをロックし、反対側でも繰り返します。
   4. 両方のコリメータが所定の位置にある場合(画面には コリメータがロードされていると表示されます。を押して輪郭機構を閉じる)、 Enable キーと GO キーを押して輪郭機構を閉じてロックします。
   5. 画面に [コリメータ カートの削除] が表示されたら、カートを移動します。制限を解除すると、画面に 「テーブルを中央の位置に移動」と表示されます。ベッドを中央の接地停止に戻します。ロックしたら、 有効化 キーと GO キーを押して、検出器の外向きの動きを開始します。
   6. 画面に [コリメータの 1 つのメイン PSD を押す] と表示されたら、コリメータ パネルのメイン (前面) 感圧装置を押します。 コリメータの1つに小さなPSDを押す場合は、検出器内の小さな(背面)感圧装置を押します。
   7. すべての手順が完了すると、画面がコ リメーター交換が正常に完了した ことを確認します。
5. 回転中心試験
   メモ: 1 mCi ^99mTcO₄ ^点光源を使用してください。コリメータは、低エネルギー高分解能(LEHR)または汎用(LEGP)です。セットアップインターフェイスで、QCツールバーからC.O.R QCを選択します。Hモード(断層撮影/融合に必要)とLモード(心臓Lモード取得に必要)は、日々のワークフローに基づいて選択できます。
   1. 品質管理方法:CORテストHモード
      1. 左側の列の COR Test H-Mode で Source Positioning Acq. を選択します。[適用]をクリックし、機械室に入り、RCUのEnableキーとSETキーを押してHモードを開始します。対応する白い三脚をベッドサイドの検出器の近くに置きます。
      2. 三脚の長いアームを検出器の中心まで伸ばします。ポイントソースシリンジをアームの端、検出器の中心近くに配置します。
      3. ソース画像が赤い円に完全に入るまで、ポイントソースとベッドの高さを調整します(検出器1と2の両方で)。EnableキーとGOキーを押して(または集録ステーションの[Start]をクリック)、テストを開始します(図8)。
      4. 取得後、[次へ] をクリックし、左側のサイドバーから [COR 取得] を選択し、[ 適用] をクリックし、[ 有効] キーと [GO ] キーを押して収集を開始します。取得後、「 COR処理」を選択し、「 適用」をクリックし、「 次へ 」をクリックしてデータを処理します。
      5. 青い「合格」は成功を確認します。赤い「失敗」の場合は、製造元のエンジニアに連絡する必要があります。
   2. 品質管理方法:CORテストLモード
      1. Hモードの後、ポイントソースを再配置せずに、CORテストLモードでソースポジショニングアクセックスを選択します。RCUのEnableキーとSETキーを押して、Lモードに入ります。必要に応じてソースを調整して赤い円に合わせ、Hモードと同じ手順に従います。
6. コンピュータ断層撮影(CT)画像の品質管理(図9)
   注意: これらのテスト中は、部屋が空いており、シールドドアが閉まっていることを確認してください。
   1. チューブウォームアップ
      1. 最初の毎日の CT スキャンの前、または CT が 2 時間アイドル状態にある場合は、チューブのウォームアップ>実行します。
      2. 2-PORT KVM SWITCH を介してポート 2 を選択するか、CT アイコン(NM インターフェイスの左下)をクリックします。CTインターフェイスで、下部のツールバーから[Daily Prep]を選択し、[Tube Warmup]をクリックして、CTコンソールの点滅する[Scan]ボタンを押して露光を開始します。
      3. 完了すると、 Daily Prep インターフェイスの左下に緑色の 02:00 が表示され、予熱が成功したことを確認します。
   2. 高速校正
      1. Daily Prepインターフェースで、Fast Calibrationを選択します。点滅するスキャンボタンを押して、露出を開始します。
      2. プログラムは、次のタスクを順番に完了します: i) マイラー ウィンドウ チェック、ii) コールド ウォームアップ、iii) ウォームアップ 1、iv) ウォームアップ 2、v) コリメーター キャリブレーション、vi) FAP チェック スキャン。
      3. 完了後、[終了] をクリックして最初の CT インターフェイスに戻ります。ポート1(2ポートKVMスイッチ経由)に切り替えるか、左上のツールバーでNMを選択します。
7. 画像融合試験
   メモ: 最初に COR テストを完了してください。メーカー提供のQCファントムを使用してください。この実験で使用した材料は、5 mLシリンジに6アリコートの活性レベル、1 mCi / 5mLの比活性を持つ ^99mTcO₄^- の放射源でした。放射源の調製は、希釈に比活性 10 mCi/mL の過テクネチン酸ナトリウム溶液を使用して、放射線防護キャビネット内で完了しました。調製後、供給源は鉛シールド装置に入れられ、使用まで輸送および保管されました。放射性物質の使用は、保護措置と放射性廃棄物の処理方法を厳格に遵守する必要があります(詳細については、議論のセクションを参照してください)。
   1. テスト前の準備
      1. 1 mCi ^99mTcO₄^- をそれぞれ10 mLシリンジ6本用意し、30分間放置します。シリンジをファントムの6つの番号の付いたくぼみに入れます。ベッドを0の位置に、ファントムをスケールの70〜90に戻し(シリンジ4、5、6が検出器に面している)、検出器側の近くに15 Kgの重りを追加します(0に近い)。
   2. フュージョンテスト
      1. NMインターフェイスで、[設定]をクリックし、[QC]で[X-Ray to NM Registration]を選択し、[Registration Test (Tomo)]を選択します。左側のサイドバーから [Registration Test Acquisition] を選択し、[Start] をクリックして部屋に入り、RCU の Enable キーと SET キーを押します。ラックを移動した後(画面にGOが表示されます)、EnableキーとGOキーを押す(または、取得ステーションのStartをクリック)NMトモグラフィー取得を開始します。
      2. NM取得後(画面に [GOを押してCTを押す]と表示されます)、RCUの Enable キーと GO キーを押して CT インターフェイスに入ります。放射線科アイコンの [確認 ]ボタンをクリックし、点滅する [スキャン ]ボタンを押してCT画像を取得し、[ CT Acq Completed ](左下) をクリックしてNM インターフェイスに戻ります。[ 登録テスト処理] をクリックして、処理ステーションにデータを転送します。インターフェイスを開いたままにしてください。
      3. 処理ワークステーションで、レジストレーション ファイルを見つけて、[Tomo and CTACTomo data] を選択し、[その他] で [SPECT-CT Registration QC] を選択して、[開始] をクリックします。処理が完了したら、取得ステーションに戻り、[結果の取得]をクリックし、青色の「合格」(成功)または赤色の「失敗」を確認します(製造元のエンジニアに問い合わせてください)。

結果

ここでは、医療技術者が実施するための便利な定期的なSPECT-CT装置の品質管理方法を提案します。図1は、機械室環境における放射能汚染を調査したものです。図2は検出器交換の段階的なプロセスを示し、図3は仮想コリメータの設置方法を示し、図4は点源の構成を示し、図5は環境および検出器の背景のテストを示し、図6、図7、および図8は核医学モジュールの品質管理内容を示し、CT品質管理方法を図9に示しますです。図 10...

ディスカッション

SPECT-CT は、特に診断と治療の統合が進んでいることを考えると、核医学部門の画像装置の重要なコンポーネントを表しています。画像の精度、より高い要件の信頼性、および機器の品質管理は、正確で信頼性の高い機器イメージングの重要な保証として機能します。さまざまな理由でメーカーが提供する機器メンテナンスを購入していないユニットの場合、これらのユニットの担当者が、機器の正常な動作、画像の精度、および診断レベルの保証のために、日常的な機器の品質管理を自分で実行することが特に重要です。

核医学の部分では、固有の均一性により、検出器による鮮明で正確な画像取得が保証されます。回転中心は、断層撮影画像が連続的で正確であるかどうかを決定します。CT部分では、チューブの予熱がCT画像の鮮明さを確保し、チューブの耐用年数を延ばすための基礎となります。エアキャリブレーションは、CT画像のアーティファクトやエラーを排除し、画像の品質と精度を向上させることができます。画像融合試験は、核医学画像とCT画像の融合精度を確保することを目的として、回...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
コリメーターカート	GEヘルスケア	ディスカバリー NM/CT 670	低エネルギー高分解能コリメーターを積み込むカート
コリメーター LEHR	GEヘルスケア	ディスカバリー NM/CT 670	低エネルギー高分解能コリメーターで、ガンマカメラ捕捉時に低エネルギー光子をフィルタリングするために使用されます。
ドライコットンスワブ	慈喜華宝医療用品産業貿易開発有限公司	滅菌タイプ75mm	点源の製造に用いられる吸水性綿棒は、直径約2.5mmの球状に成形され、99mTcO4溶液を吸着します。
使い捨て滅菌注射器	浙江隆徳製薬有限公司	使い捨て滅菌注射器(針付き2mL)	ポイントソースの製造に使われる針のキャップ部分はポイントソースのキャリアとして機能します。
SPECT/CT	GEヘルスケア	ディスカバリー NM/CT 670	充電中の機器。
表面汚染モニター	IMIインターナショナル株式会社	インスペクターアラートV2	表面汚染監視。
バーチャル・コリメーター	GEヘルスケア	ディスカバリー NM/CT 670	品質管理に使用されるアクセサリー