Sistemas SPECT: Programa de Calidad y Pruebas de Desempeño · 2016-08-09 · (CC) en cámaras...
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Sistemas SPECT:
Programa de Calidad y
Pruebas de Desempeño
Cecil Chow RobilottaInstituto de Física - USP
Curso Regional de Control de Calidad de la Instrumentación en
Medicina Nuclear (ARCAL CXI) - Montevideo - 03/2010
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CÁMARAS SPECT
GE : Hawkeye
Philips/ADAC: Vertex-Plus MCD/AC
Siemens: c.cam
GE : Millenium MPR
Siemens: Symbia
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GARANTIZAR la CALIDAD en
Medicina Nuclear es asegurar
que TODOS los aspectos e
etapas de los procedimientos
clínicos, diagnósticos o
terapéuticos, sean realizados
dentro de padrones
especificados y normas
establecidas.
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Para tanto, es
IMPERATIVO: TODOS los miembros del servicio de MN deben estar convencidos de la necesidad y la importancia de un programa de calidad, para asegurar la precisión y la confiabilidad en los procedimientos clínicos realizados.
ESSENCIAL: Establecer, divulgar e ejecutar el programa de calidad en cada etapa, por TODOS.
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Por que realizar control de calidad (CC) en cámaras gamma?
Para garantizar la obtención de imágenesprecisas, verdaderas y confiables paradiagnostico.
Para corregir los problemas antes quemodifican las imágenes clínicas, o sea,mantener el buen funcionamiento del equipo.
Para determinar la frecuencia y lanecesidad de una re-calibración o de unamanutención preventiva.
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Principio básico – TecDoc/IAEA:
Es ESSENCIAL que el control de
calidad de los instrumentos sea
considerado parte integrante do
trabajo de una clínica de Medicina
Nuclear y que sea ejecutado por su
personal adecuadamente entrenado.
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Etapas constituyentes de GC
Selección y compra del equipo
Pruebas de aceptación
Pruebas operacionales o de rutina
Libro de registro (diário de bordo, log-book)
Manutención preventiva periódica
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Disculpas para NON Ejecutar CC
a. Gasta mucho tiempo
b. La cámara gamma es nueva y muy estable
c. Non tenemos phantoms, fuentes o dispositivos
d. Non tenemos software de análisis en la computadora
e. Non tenemos protocolos para CC
f. Ninguna persona hace eso en este Servicio
g. Médicos non quieren perder tiempo de cámara
con CC
h. CC es trabajo de ingeniero e /o de físico
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• Relativamente fáciles y rápidas
non deben ser mucho costosas
• Suficientemente sensibles
para detectar fallas significativas
• Permitir seguimiento de la estabilidad
del sistema
con dados consistentes para análisis
a largo plazo
Rutina de pruebas de CC
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Pasos esenciales de CC
Establecer Protocolos y Frecuencias
Ejecutar Regular y Constantemente
Mantener los Registro de los Resultados
Evaluar los Resultados
Problemas en los Resultado? Entrar con Acción Correctiva
Registrar la Acción Correctiva Aplicada
Repetir las Pruebas
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Sistemas SPECT:
Todas las pruebas de sistemas planares con limites más rigorosos
Pruebas Específicas:
Verificación del Centro de Rotación, Desempeño tomográfico e otras
Sistema SPECT multi-detectores:
Todos los testes en cada detector, diferencias entre detectores deben ser pequeñas
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Pruebas Principales y su Frecuencia
PRUEBA Diário Semanal Trimestral Semestral Aceptación
Uniformidad de Campo X X
Radiación de Fondo / Contaminación X X
Inspeción Visual del tomógrafo SPECT X X
Nivele del Detector X
Resolución y Linealidad Espaciales Planas X X
Centro de Rotación X (mensual) X
Resolución Energética X X
Resolución tomográfica en aire X X
Resolución tomográfica con medio dispersor X X
Tamaño del Pixel X X
Espesor del corte en el centro del corte X X
Teste de Performance del equipo SPECT X X
Uniformidad del Sistema X X
Sensibilidad del Sistema X X
Tasa Máxima de Conteo X X
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Proyección Sinograma Soma de lasproyecciones
P
R
O
y
E
C
C
I
Ó
N
COORDENADA X
Sinograma de una Fuente Puntual
IAEA QC Atlas
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Sin angulación
Con angulación
Sinograma de las proyecciones
Sinograma de las proyecciones
Nivele del Detector (tilt)
IAEA QC Atlas
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Con tilt de 2,5º
Angulación del Detector (tilt)
Sin angulación
IAEA QC Atlas
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Proyecciones Cortes transversales
Sistema de 2 detectores:
1 detector non aliñado en Y
IAEA QC Atlas
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Sistema de 2 detectores:
1 detector non aliñado en Y
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Proyección Sinograma de las proyecciones
Sistema de 3 detectores:
1 detector non aliñado
IAEA QC Atlas
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Centro de Rotación – Correcto
IAEA QC Atlas
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offset de 1 pixel offset de 1,5 pixel offset de 2 pixel
(Tamaño del pixel= 3,85mm)
SPECT de fuente puntual - 360º (FBP con filtro rampa)
Correcto offset de 0,25 pixel offset de 0,5 pixel
Centro de Rotación – Artefactos en 360o
IAEA QC Atlas
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SPECT de fuente puntual a 180º (FBP con filtro rampa)
offset de 1 pixel offset de 2 pixel
(Tamaño del pixel = 3,85mm)
Correcto offset de 0,5 pixel
Centro de Rotación – Artefatos en 180o
IAEA QC Atlas
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COR erro +3 pixels
COR erro -3 pixels
COR correcto
Centro de Rotación – Artefatos en SPECT cardíaca con 180o
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Uniformidad Tomografica
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Ventana =15%; Colimador = HR; 60 proyecciones/360deg; Matriz 64x64;
50k conteos/proyección; Tot=3x106; FBP+Butter+AtCor
Ventana =15%; Colimador = HR; 60 proyecciones/360deg; Matriz 64x64;
500k conteos/proyección; Tot=30x106; FBP+Butter+AtCor
IAEA QC Atlas
Efectos del conteo
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Efectos del método de reconstrucción
CCR/SP-2009
Ventana = 15%; Colimador = HR; 128 proyecciones/360o; Matriz 128x128;
200k conteos/proyección; OSEM con 4 subsets y 1, 2, 4, 9 iteraciones + filtro
Gaussiano y sin corrección de atenuación
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Efectos de la Non-Uniformidad
CCR-RA/2005
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Sistema de 1 detector con
non-uniformidad
Sistema de 2 detectores:
1 con non-uniformidad
IAEA QC Atlas
Sistema de 1 detector e
ADC non-linear
Efectos de la Non-Uniformidad
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Sistema con problemas en detector e ADC
IAEA QC Atlas
Efectos de la Non-Uniformidad
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Sistema con buena uniformidad Sistema con non-uniformidad
IAEA QC Atlas
Efectos de la Non-Uniformidad
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Simulador con solución radioactiva mal mezclada
CCR-AG/2005
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Determinación del Tamaño del Pixel
CCR-RA/2005
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Resolución Espacial
CCR-RA/2005
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Resolución Espacial Tomográfica
Reconstrucción:• FBP c/ filtro Rampa Resolución= FWHM
Protocolo de Adquisición:
• Fuente puntual 37~74 MBq (1~2 mCi)
• Matriz: 128 x 128
• 128 proyecciones
• 10 s/proyección
CCR-RA/2005
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Espesor del Corte Tomográfico
CCR-RA/2005
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Phantom JASZCZAK (Data Spectrum)
Actividad: 555~740 MBq (15~20 mCi)
Adquisición:Matriz: 128 x 128Número de Proyecciones: 128Conteos / Proyección: 500k~800kRayo de Rotación ~ 15cm
Reconstrucción:Filtro RampaCorrección de Atenuación de CHANG: = 0,12 cm-1
Visualización:Non-Uniformidad Tomográfica--> Artefactos CircularesResolución Espacial
Teste de Performance de SPECT
CCR-RA/2005
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Absorción de 99mTc por los pinos de fijación
Phantom Jaszczak
CCR-RA/2005
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4.8mm
6.4mm
7.9mm
12.7mm
11.1mm
9.5mm
15.9mm
25.4mm
31.8mm
19.1mm
9.5mm
12.7mm
IAEA - QC Atlas
Phantom Jaszczak
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Phantom JaszczakNon-Uniformidad de Campo Artefactos Circulares
Causas posibles de la non-uniformidad: respuesta del detector, defectos encolimador; mapa de corrección con baja estadística, corrección de difusióninadecuada; non- linealidad en CAD, etc.
CCR-RA/2005
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Corrección de Atenuación
Corrección por el método de
Chang con =0,12cm-1
Sin corrección
IAEA - QC Atlas
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Efectos del conteo
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Efectos del conteo
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Phantom Hoffman con corrección Chang
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OSEM
s/ correção
OSEM/CE
k = 0,5OSEM/CA
ef = 0,12 cm-1
OSEM/CA
enc = 0,159 cm-1
OSEM/CE/CA
k = 0,4
enc = 0,159 cm-1
OSEM/CE/CA
k = 0,5
enc = 0,159 cm-1
OSEM/CE/CA
k = 0,5
enc = 0,159 cm-1 e
osso = 0,246 cm-1
FBP/CE/CA
k = 0,5
enc = 0,159 cm-1
SP/2005
Phantom Hoffman con correcciones
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Sin correcciones
Con correcciones de
Dispersión y Atenuación
Paciente depressivo
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SPECT Cardiaca: Efecto de movimiento del paciente
Adquisición normalMovimiento lateral Mov longitudinal
CCR-RA/2005
Por sinograma Por modo cine
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Proyección Sinograma Imágenes Reconstruidas
a) Phantom estático
Proyección Sinograma Imágenes Reconstruidas
b) Phantom trasladado axialmente
SPECT Cardiaca: Múltiple - Detectores
IAEA-QCAtlas
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a) Colimador Fan-Beam b) Colimador de agujeros paralelos y con radio de rotación largo
SPECT Cerebral:Efecto de Truncaje con Colimador Fan-Beam
IAEA-QCAtlas
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SPECT NON es Difícil!
Observar :
1) Aceptación: Confiera todas las especificaciones de la cámara, verifique la integridad de los colimadores y de la parte mecánica, …
2) CC rutinero: Uniformidad e estabilidad del COR
3) Adquisición: Menor radio de rotación, millones de conteos, alineamiento de los detectores, …
4) Movimiento: Confiera la cine y el sinograma antes de liberar los pacientes
5) Reconstrucción: Conozca los métodos disponibles, los filtros, las correcciones, …
6) Interpretación: Non acredite siempre en que usted ve! Confiera con otras informaciones clínicas y conocimientos disponibles, consulte personas más experimentadas!
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Bibliografia
1. IAEA Quality Control Atlas for Scintillation Camera Systems. Ellinor Busemann Sokole. Vienna, 2003.
2. IAEA Human Health Series No. 6: Quality Assurance for SPECT Systems. Vienna, 2009.
3. Physics in Nuclear Medicine. Third edition. Simon R Cherry,James A Sorensen and Michael E Phelps. Saunders, USA, 2003.
4. NEMA Standards Publication NU 1-2001: Performance Measurements of Scintillation Cameras. Rosslyn, 2001.
5. Levi de Cabrejas, M: Tomografia en Medicina Nuclear. ALASBIMN, Buenos Aires, 1999.
6. IAEA-TECDOC-602: Quality Control of Nuclear Medicine Instruments. Vienna, 1991.
7. AAPM Report 22: Rotating Scintillation Camera SPECT Acceptance Testing and Quality Control. New York, 1987.