单光子发射计算机断层装置(SPECT)在我国医院中的应用越来越广，在临床诊断应用中的地位日益重要。SPECT设备不仅可以进行平扫、断层显像，还可以进行全身扫描显像，尤其有一部分设备增添了CT功能，可以进行衰减校正以及图像融合，从而会提升图像质量、提高诊断水平，但必须保证SPECT设备可靠的系统性能指标，包括系统空间分辨力、系统平面灵敏度、断层空间分辨力等，它们是SPECT整体性能的直接体现^{[1, 2]}。本研究结合31台SPECT设备的系统性能指标，分析和探讨不同的晶体厚度对系统空间分辨力和系统平面灵敏度的影响以及断层空间分辨力的影响因素，在临床应用上应该根据不同的需求选择合适的机器类型。

1. 研究对象：测量的31台SPECT设备分布在北京(1台)、上海(3台)、广东(5台)、广西(6台)、内蒙古(1台)、河北(2台)、湖南(4台)、黑龙江(1台)、湖北(3台)、河南(3台)、四川(1台)、江苏(1台)的31家三甲医院。其中黑龙江的SPECT设备晶体是1英寸的，其余的均是3/8英寸(1英寸=2.54 cm)。

2. 设备及材料：双线源模体、灵敏度模体、毛细管，按照NEMA标准自行研制。

3. 测量指标与方法：依据美国电气制造商协会(NEMA)标准、厂家规范以及国内相关标准，测量系统空间分辨力、系统平面灵敏度、断层空间分辨力等指标^{[3, 4]}。在SPECT性能测试中使用⁹⁹Tc^m放射性药物，首先要进行能峰测试，防止能峰漂移过大，对测试结果造成影响。⁹⁹Tc^m的能量140 keV，能窗宽度设置成20%。系统性能测试需要安装上准直器，一般选用低能高分辨或低能通用准直器，而固有性能测试需要把准直器卸掉^[5]。所有的系统性能指标均是第一次测量的结果。

(1)系统空间分辨力：测量中所使用的模体是双线源模体，使用⁹⁹Tc^m溶液的体积约1 ml，总活度约为37 MBq，测量时机器的计数率一般≤3.0×10⁴/s。安装准直器，把探头设置成H模式(单探头放置水平)，把灌有⁹⁹Tc^m的双线源模体放置于两个探头之间的中心视野，双线源到准直器的表面为10 cm，并平行于探头的y轴方向。测试时选择静态采集协议，设置条件为：矩阵512×512，ZOOM为1；每个探头的停止条件均是2M计数。 采集结束后，数据分析是计算双线源模体图像上每个像素点的点源的响应函数半高宽，最后计算所有像素点的半高宽平均值，该数值就是系统空间分辨力的值，单位mm。 (2)系统平面灵敏度：测量中使用的是灵敏度模体，该模体注入⁹⁹Tc^m溶液后会形成一个面源，测量中需要37 MBq的⁹⁹Tc^m，需要准确记录注射到模体的活度和时间^[6]。安装准直器，把探头设置成H模式，把灌有⁹⁹Tc^m的双线源模体放置于两个探头之间的中心视野，每个探头上的准直器距离模体是10 cm。测试时选择静态采集协议，设置矩阵256×256，停止条件按时间为300 s。在采集系统灵敏度性能指标的过程中，需要先进行对本底采集，然后再对含有⁹⁹Tc^m灵敏度模体进行采集。

数据处理时需要计算出本底计数N_B；含有放射源的计数N；灵敏度采集时模体中的放射性药物平均活度A₁，灵敏度S=(N－N_B)/(300×A₁)，单位s^-1·MBq^-1。

(3)断层空间分辨力：SPECT在带准直器的情况下，采取断层采集的模式进行采集，重建后获取横断面的图像数据，然后进行分析获得断层空间分辨力。断层空间分辨力在采集过程中使用的点源浓度一般是1 110 MBq/ml，该点源需要放在内径＜1 mm的毛细玻璃管内，其径向长度一般＜2 mm。参考文献^[7]的方法，结合NEMA标准，在测试时，首先要使两个探头相对即H模式(若是单探头使其水平即可)，然后把制作好的点源放置于距探头15 cm，选测断层采集协议，旋转半径15 cm，设置128×128的矩阵，每3°旋转1次。 采集结束后，重建图像时重建方法为滤波反投影，选择横断面图像中点源最亮的一帧图进行计算，算出其半高宽作为断层空间分辨力，单位mm。 4. 评价标准：依据NEMA标准以及参考厂家出厂标准^[3]，在测量结果中若是双探头的，选择其中一个比较差的数值作为统计数据，若是单探头的则直接把该数值作为统计数据。系统空间分辨力的合格值≤10 mm；系统平面灵敏度的合格值≥60 s^-1·MBq^-1；断层空间分辨力的合格值≤17 mm。考虑测试时模体摆位误差，放射性计数的统计涨落和活度计测量误差等因素，最后测量结果的合格值范围放宽10%。

1. 系统平面灵敏度：结果列于表1。由表1可知，31台设备的系统平面灵敏度测量结果(78.54±13.17)s^-1·MBq^-1，最大值123.80 s^-1·MBq^-1，最小值56.70 s^-1·MBq^-1，该指标的测量结果范围波动较大，其中有1台设备的系统平面灵敏度>100 s^-1·MBq^-1，经核查分析，这台设备的晶体均是1英寸的，并且这台设备的系统空间分辨力也是最差的，表明晶体厚度对系统平面灵敏度影响较大。经分析这些设备的系统平面灵敏度都在厂家的合格值范围内。

表1(Table 1)

表1 31台设备系统性能指标(系统空间分辨力、系统平面灵敏度、断层空间分辨力)测量结果

表1 31台设备系统性能指标(系统空间分辨力、系统平面灵敏度、断层空间分辨力)测量结果

2.系统空间分辨力：结果列于表1。由表1可知，31台设备的系统空间率测量结果(7.90±0.62)mm，最大值9.46 mm，最小值7.04 mm，87.1%的设备的系统空间分辨力都集中在7.0～8.5 mm之间，其余设备也都符合厂家要求。从结果中可以明显看出，系统灵敏度越好的机器，其系统空间分辨力就越差。

3. 断层空间分辨力：结果列于表1。由表1可知，31台设备的系统平面灵敏度测量结果(13.12±2.59)mm，最大值18.13 mm，最小值8.45 mm，断层空间分辨力的测量结果范围很广，但这些都符合厂家的合格值。

从表1可以看出，系统平面灵敏度的值越大，系统空间分辨力及断层空间分辨力的值也会越大；从数值上分析可以得出，这3个指标的增减趋势是基本一致的。系统平面灵敏度越大越好，而空间分辨力越小越好，表明系统平面灵敏度与系统空间分辨力及断层空间分辨力是相互制约的。

SPECT设备系统性能对于核医学临床诊断的应用是至关重要的，因为系统性能指标的测量条件和受检者做检查时是一样的，均使用准直器。与固有性能相比，系统性能更能直接体现出SPECT设备的临床采集性能，同时也是核医学设备性能好坏的直观体现。 系统空间分辨力是指在使用准直器的条件下，SPECT设备分辨出空间中两个放射性点源的能力，其具体表示值是点源的响应函数半高宽。系统空间分辨力代表了机器设备分辨图像中两个相邻点源的能力，这个指标在临床上具有重要的意义，尤其是在核医学设备的空间分辨力普遍不高的情况下显得尤为突出。

系统灵敏度是指在使用准直器的条件下，SPECT在单位时间内探测到平面源的计数与其活度值之比。系统灵敏度描述了入射到探头上的γ光子被探测到的概率，描述的是每个探头对放射源(放射性药物)的响应能力，该指标与空间分辨力密切相关。

系统平面灵敏度和系统空间分辨力直接反映了SPECT的准直器性能。准直器的选择需要平衡系统平面灵敏度和系统空间分辨力，这是因为系统空间分辨力和系统平面灵敏度是相辅相成的，并且相互制约。对于SPECT性能来说，系统空间分辨力和断层空间分辨力越小越好，系统平面灵敏度越大越好。从本研究结果可以看出，这2个指标的测量结果走势基本一致，这就验证了系统平面灵敏度和系统空间分辨力是相矛盾和相互制约的。从晶体尺寸的角度来分析，晶体厚度为1英寸的设备，其系统平面灵敏度高，同时，系统空间分辨力指标较差。从SPECT的设计及其物理特性来看，影响机器性能一般是光电倍增管、电路设计以及准直器类型，同时从上述分析来看，晶体厚度的尺寸对SPECT的空间分辨力和灵敏度影响也很大。综上分析得出，3/8英寸晶体的设备的空间分辨力较高而系统平面灵敏度稍差，而1英寸晶体的设备反之。

断层空间分辨力除了与设备使用的准直器类型以及晶体的厚度有关，还受其他因素如衰减校散射校正以及重建算法的影响。该指标需要进行软件重建以后再分析，不同的重建方法以及重建滤波的选择对其影响也很大，再加上机器本身硬件性能的影响，所以造成了断层空间分辨力的测量结果范围波动较大。

范向勇等^[8]虽然测量了SPECT设备的系统和固有性能指标，提出了日常质量控制的重要性，但是只测量了4台SPECT，数量偏少。刘辉等^[9]测量了42台SPECT设备的固有均匀性、固有空间分辨力、固有空间线性和计数率特性等指标，从其测量结果探讨SPECT设备质量控制效果和意义，但只测量了SPECT设备不带准直器的情况下的固有性能，然而临床应用都是在使用准直器情况下进行图像采集的，SPECT设备系统性能更能体现出其临床性能。本研究完整地测量了SPECT设备的系统性能指标，为临床应用提供了可靠的数据，为SPECT设备质量保障提供了可执行方面的依据。不足之处，还需要进一步研究固有性能指标对系统性能指标的影响。

从满足核医学临床应用的角度来讲，质量保证是指使患者检查的结果尽可能地接近实际而没有伪影或者差错；质量控制就是为了实现质量保证的实际行动，所以现在厂家提倡使用单位要重视日质控、周质控以及月质控，还需要定期保养^[10]。定期质量控制，才能获取清楚以及可靠准确的医学影像，提高核医学诊断质量。