Sistemas SPECT: Programa de Calidad y Pruebas de Desempeño. Cecil Chow Robilotta Instituto de Física - USP

Transcripción

1 Sistemas SPECT: Programa de Calidad y Pruebas de Desempeño Cecil Chow Robilotta Instituto de Física - USP Curso Regional de Control de Calidad de la Instrumentación en Medicina Nuclear (ARCAL CXI) - Montevideo - 03/2010

2 CÁMARAS SPECT Siemens: Symbia Siemens: c.cam GE : Hawkeye Philips/ADAC: Vertex-Plus MCD/AC GE : Millenium MPR

3 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.

4 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.

5 Por que realizar control de calidad (CC) en cámaras gamma? Para garantizar la obtención de imágenes precisas, verdaderas y confiables para diagnostico. Para corregir los problemas antes que modifican las imágenes clínicas, o sea, mantener el buen funcionamiento del equipo. Para determinar la frecuencia y la necesidad de una re-calibración o de una manutención preventiva.

6 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.

7 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

8 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

9 Rutina de pruebas de CC 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

10 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

11 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

12 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

13 Sinograma de una Fuente Puntual P R O y E C C I Ó N COORDENADA X Proyección Sinograma Soma de las proyecciones IAEA QC Atlas

14 Nivele del Detector (tilt) Sin angulación Sinograma de las proyecciones Con angulación Sinograma de las proyecciones IAEA QC Atlas

15 Angulación del Detector (tilt) Sin angulación Con tilt de 2,5º IAEA QC Atlas

16 Sistema de 2 detectores: 1 detector non aliñado en Y Proyecciones Cortes transversales IAEA QC Atlas

17 Sistema de 2 detectores: 1 detector non aliñado en Y

18 Sistema de 3 detectores: 1 detector non aliñado Proyección Sinograma de las proyecciones IAEA QC Atlas

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20 IAEA QC Atlas Centro de Rotación Correcto

21 Centro de Rotación Artefactos en 360 o SPECT de fuente puntual - 360º (FBP con filtro rampa) Correcto offset de 0,25 pixel offset de 0,5 pixel offset de 1 pixel offset de 1,5 pixel offset de 2 pixel IAEA QC Atlas (Tamaño del pixel= 3,85mm)

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23 Centro de Rotación Artefatos en 180 o SPECT de fuente puntual a 180º (FBP con filtro rampa) Correcto offset de 0,5 pixel offset de 1 pixel offset de 2 pixel IAEA QC Atlas (Tamaño del pixel = 3,85mm)

24 Centro de Rotación Artefatos en SPECT cardíaca con 180 o COR correcto COR erro +3 pixels COR erro -3 pixels

25 Uniformidad Tomografica

26 Efectos del conteo Ventana =15%; Colimador = HR; 60 proyecciones/360deg; Matriz 64x64; 50k conteos/proyección; Tot=3x10 6 ; FBP+Butter+AtCor IAEA QC Atlas Ventana =15%; Colimador = HR; 60 proyecciones/360deg; Matriz 64x64; 500k conteos/proyección; Tot=30x10 6 ; FBP+Butter+AtCor

27 Efectos del método de reconstrucción Ventana = 15%; Colimador = HR; 128 proyecciones/360 o ; Matriz 128x128; 200k conteos/proyección; OSEM con 4 subsets y 1, 2, 4, 9 iteraciones + filtro Gaussiano y sin corrección de atenuación CCR/SP-2009

28 CCR-RA/2005 Efectos de la Non-Uniformidad

29 Efectos de la Non-Uniformidad Sistema de 1 detector con non-uniformidad Sistema de 2 detectores: 1 con non-uniformidad Sistema de 1 detector e ADC non-linear IAEA QC Atlas

30 Efectos de la Non-Uniformidad Sistema con problemas en detector e ADC IAEA QC Atlas

31 Efectos de la Non-Uniformidad Sistema con buena uniformidad Sistema con non-uniformidad IAEA QC Atlas

32 CCR-AG/2005 Simulador con solución radioactiva mal mezclada

33 CCR-RA/2005 Determinación del Tamaño del Pixel

34 CCR-RA/2005 Resolución Espacial

35 Resolución Espacial Tomográfica Protocolo de Adquisición: Fuente puntual 37~74 MBq (1~2 mci) Matriz: 128 x proyecciones 10 s/proyección Reconstrucción: FBP c/ filtro Rampa Resolución= FWHM CCR-RA/2005

36 CCR-RA/2005 Espesor del Corte Tomográfico

37 Teste de Performance de SPECT Phantom JASZCZAK (Data Spectrum) Actividad: 555~740 MBq (15~20 mci) Adquisición: Matriz: 128 x 128 Número de Proyecciones: 128 Conteos / Proyección: 500k~800k Rayo de Rotación ~ 15cm Reconstrucción: Filtro Rampa Corrección de Atenuación de CHANG: = 0,12 cm -1 Visualización: Non-Uniformidad Tomográfica--> Artefactos Circulares Resolución Espacial CCR-RA/2005

38 Phantom Jaszczak CCR-RA/2005 Absorción de 99m Tc por los pinos de fijación

39 Phantom Jaszczak 7.9mm 6.4mm 9.5mm 4.8mm 11.1mm 12.7mm 19.1mm 25.4mm 15.9mm 31.8mm 12.7mm 9.5mm IAEA - QC Atlas

40 Phantom Jaszczak Non-Uniformidad de Campo Artefactos Circulares Causas posibles de la non-uniformidad: respuesta del detector, defectos en colimador; mapa de corrección con baja estadística, corrección de difusión inadecuada; non- linealidad en CAD, etc. CCR-RA/2005

41 Corrección de Atenuación Sin corrección Corrección por el método de Chang con =0,12cm -1 IAEA - QC Atlas

42 Efectos del conteo

43 Efectos del conteo

44 Phantom Hoffman con corrección Chang

45 Phantom Hoffman con correcciones OSEM s/ correção OSEM/CE k = 0,5 OSEM/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

46 Paciente depressivo Sin correcciones Con correcciones de Dispersión y Atenuación

47 SPECT Cardiaca: Efecto de movimiento del paciente Movimiento lateral Por sinograma Adquisición normal Mov longitudinal Por modo cine CCR-RA/2005

48 SPECT Cardiaca: Múltiple - Detectores a) Phantom estático Proyección Sinograma Imágenes Reconstruidas b) Phantom trasladado axialmente IAEA-QCAtlas Proyección Sinograma Imágenes Reconstruidas

49 SPECT Cerebral: Efecto de Truncaje con Colimador Fan-Beam a) Colimador Fan-Beam b) Colimador de agujeros paralelos y con radio de rotación largo IAEA-QCAtlas

50 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!

51 Bibliografia 1. IAEA Quality Control Atlas for Scintillation Camera Systems. Ellinor Busemann Sokole. Vienna, IAEA Human Health Series No. 6: Quality Assurance for SPECT Systems. Vienna, Physics in Nuclear Medicine. Third edition. Simon R Cherry, James A Sorensen and Michael E Phelps. Saunders, USA, NEMA Standards Publication NU : Performance Measurements of Scintillation Cameras. Rosslyn, Levi de Cabrejas, M: Tomografia en Medicina Nuclear. ALASBIMN, Buenos Aires, IAEA-TECDOC-602: Quality Control of Nuclear Medicine Instruments. Vienna, AAPM Report 22: Rotating Scintillation Camera SPECT Acceptance Testing and Quality Control. New York, 1987.