Способ контроля качества гамма-камеры для динамических исследований Советский патент 1989 года по МПК A61B6/00 

1

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения качества радионуклидных диагностических исследований функционального состояния различных органов и физио« логических систем, выполняемых на гамма-камерах любого типа в режиме динамической сцинтиграфии.

Целью изобретения является повышение точности способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают детектор гамма-камеры с коллиматором в положение, при котором лицевая поверхность детектора вертикальнаJ обеспечивают периодическое изменение попадающего на детектор потока гамма-квантов путем качания так называемого математического маятника с источником гамма-излучения в поле чувствительности детектора перед его лицевой поверхностью. Математический маятник представляет собой подвешенную к

потолку помещения тонкую нерастяжимую нить, на конце которой закреплен точечный источник гамма-квантов с примерно такой же активностью того же радионуклида, с каким предполагается выполнять радионуклидное исследование больного, причем масса нити должна быть много меньше массы источника. Регулируют попадающий на детектор поток гамма-квантов путем предварительного выбора значений высоты подвеса, угла между плоскостью качания маятника и плоскостью лицевой поверхности детектора, а также начального угла качания маятника, т.е. угла между нитью маятника и вертикалью в начале качания; получают временную гистограмму процесса перемещения источника В поле чувствительности детектора гамма-камеры для выбранной на дисплее зоны интереса и выбранной частоты регистрации кадров i рассчитьтают теоретически ожидаемую кривую изменения во времени попадающего на детектор потока гамма-квантов для той же зоны интереса проводят вычисление показателя совпадения теоретической кривой и временной гистограммь1. по формуле статического критерия хи-квадрат

1э(й)-Ф(1:.)11

Ф иГ)

% Г.

где Э (t; ) - количество зарегистрированных импульсов в момент времени ф(С ) - значение ординаты теоретической кривой. для того же момента времени п - полное число точек

временной гистограммь) за один период качания маятника.

Сравнивают величины Х с ее табличным значением для того же значения п, т.е. п-1 степеней свободы, и при величине показателя менее указанного в таблицах критического значения констатируют нормальное качество динамической сцинтиграфии, а более табличного - сниженное качество, которое должно быть улучшено соответствующей регулировкой режимов работы гамма-камеры.

Пример. Проведен контроль качества динамической, сцинтиграфии

для эмиссионного компьютерного томографа типа Рота-камера. Оба детектора типа ZLC-75 с многоцелевыми низкоэнергетическими плоскопараллельными коллиматорами типа 825-00624 устанавливали в вертикальное положение, причем лицевые поверхности детекторов находились напротив друг друга.

Режим-динамической сцинтиграфии: автоматическая настройка на фотопик гамма-излучения Т энергии 140 кэВ с шириной окна 20%, частота дискретизации 10 кадров/с. Параметры математического маятника: длина подвеса к потолку 270 см, масса нити 12 г, масса пластмассового контейнера с источником активностью 180 МБк и со свинцовьм утяжелителем

250 г, плоскость качания параллельна лицевой плоскости каждого детектора, расстояние от плоскости качания до лицевой плоскости 3,0 см, начальный угол качания 4,3 „в состоянии покоя маятника точка расположения находится на оси симметрии каждого детектора. Провели расчет периода качания маятника по формуле

30

21

f .

30 с,

где 1 - высота подвеса, м}

§- ускорение земного тяготения. Длительность нахождения источника в поле чувствительности детектора за один полупериод качания рассчитывали по формуле

/ Т Т d 6 - - arccos j 0,89 с.

may

где d - диаметр сцинтилляционного

кристалла Гамма-камеры, равный 30 CMj

А - максимальное отклонение матах

ятника по горизонтали от его

положения равновесия, равное 20 см.

Тогда теоретически рассчитанная кривая изменения потока гамма-квантов во всем поле чувствительности детектора имеет характерную гребенчатую форму с длительностью каждого импульса 0,89 с и продолжительностью интервала между соседними им-

пульсами 2,41 с. Далее провели динамическую, сцинтиграфию 6 периодов качания маятника в указанном вьше режиме. Вычислили показатель совпадения Х усредненный по 6 перио5 1А

дам качания для 33 экспериментальных точек за 1 период (Ю фреймов за секунду). Его величина, равная 38,3,. не превышает соответствующее табличное значение, равное 46,2 для такого числа точек при доверительной вероятности 0,95. В связи с этим был сделан вывод о нормальном качестве динамической сдинтиграфии, проводимой с помощью первого детектора. Для второго детектора, лицевая плоскость которого была расположен а на расстоянии 5,0 см от плоскости качания маятника, повторили все расчеты. Оказалось, что рассчитанная величина X , равная 52,1, была больше своего табличного значения, равного 46,2, в связи с чем бьш сделан вывод о низком качестве динамической сцин- тиграфии с помощью второго детектора

Способ может быть использован для количественной оценки уровня качества, в том числе и точности, всей процедуры радионуклидных исследований функционального состояния органов и систем. Хотя предложенный способ непосредственно предназначен и был использован для контроля качества исследований, проводимых на гамма-камере, его можно также использовать и для контроля качества исследований, проводимых на радиодиагностических установках с автономными коллимированными детекторами гамма- излучения .

Заявленный способ характеризуется существенным упрощением процедуры контроля за счет замены сложных динамических фантомов на простой мат ематический маятник и за счет облегчения расчетов теоретической кривой для такого маятника; повышением точности контроля за счет того, что сопоставление зарегистрированной временной гистограммы и теоретической кривой проводится не на качественной, а на количественной основе, повьшением степени соответ4116

ствия проводимых при контроле измерений реальному процессу динамической сцинтиграфии тела пациента за счет моделирования процесса, при котором полюс радиоактивности перемещается в поле чувствительности детектора гамма-камеры.

Предложенный способ может быть использован во всех радиологических и онкологических учреждениях, применяющих гамма-камеры для динамической сцинтиграфии различных органов и систем, что позволит повысить точ5 ность соответствующих радиодиагности- ческях исследований.

Формула изобретения

0 Способ контроля качества гамма- камеры для динамических исследований путем периодического изменения пото- ка-квантов, регистрируемьпс неподвижным детектором гамма-камеры, и со- 5 поставления зарегистрированной временной гистограммы с oжидaeмьnvI расчетным распределением этого потока во времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности 3Q способа, изменение потока проводят качанием математического маятника с точечным изотропным источником гамма-излучения относительно поля чувствительности вертикально установленного детектора, регулируют скорость 35 указанного изменения предварительным выбором высоты подвеса, начального угла качания и угла между плоскостью качания маятника и плоскостью лицевой поверхности детектора, при сопоставлении зарегистрированной временной гистограммы и расчетного распределения оценивают их расхождение по величине статического критерия хи-квадрат и при величине показатеЛ-Я 5 меньше указанного в таблицах критического значения констатируют нор-. мальное качество гамма-камеры при динамических исследованиях.

40

Изобретение предназначено для определения качества радионуклидных диагностических исследований функционального состояния различных органов и систем. Цель изобретения повышение точности способа. Обеспечивают периодическое изменение попадающего на детектор .потока гамма- квантов путем качания математического маятника с источником гамма-излучения в поле чувствительности детектора. Регулируют попадаюпщй на детектор поток гамма-квантов путем выбора значений высоты подвеса, угла между плоскостью качания маятника и плоскостью лицевой поверхности детектора, а также начального угла качания маятника. Получают временную гистограмму процесса перемещения источника в поле чувствительности детектора гамма-камеры для выбранной на дисплее зоны интереса и выбранной частоты регистрации кадров. Рас- считьшают ожидаемую кривую изменения во времени попадающего на детектор потока гамма-квантов. Оценивают расхождение временной гистограммы и расчетного распределения по величине статистического критерия хи-квадрат. Способ характеризуется существенным упрощением процедуры контроля. (С (Л 4 Од