کنترل کيفيت و کاليبراسيون تجهيزات پزشکي هسته اي
بدون کاليبراسيون هرگز!
دکتر احمد بيطرفان رجبي، بيمارستان شهيد رجايي، بخش پزشكي هسته ای bitarafan@hotmail.com
دکتر مجتبی صلوتی، گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی زنجان
دکتر طاهره زندي كرمانشاهي، بيمارستان شهيد رجايي، بخش پزشكي هسته ای
محسن بخشنده، گروه فیزیک پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس
جهت عملكرد صحيح تجهيزات پزشكي هستهاي يك برنامه كنترل كيفيت معمول مورد نياز است. اين آزمونهاي كنترل كيفيت بهمنظور آشكار كردن مشكلات موجود قبل از تاثير گذاشتن آنها برروي پزشكي انجام ميگيرد. آزمونهاي كنترل كيفي به منظور ايجاد يك تحول اساسي در عملكرد تجهيزات نيست. بلكه در واقع، اين آزمونها در علت يابي مشكلات بوجود آمده ميتواند مطرح شده و پس از سرويس يا تنظيم، عملكرد تجهيزات اصلاح شود. اين آزمونها بايد دوربين گاما وساير تجهيزات مانند دوز كاليبراتور يا پروسسور فيلم را نيز تحت پوشش قرار دهد. به طور دقيق برنامه QC با تغيير مدل يا كارخانه سازنده دستگاه تغيير ميكند بنابراين پوشش دادن دقيق كليه تجهيزات توسط بر نامههاي QC عملي نيست.
اين برنامهها به 3 قسمت عمده تقسيم ميشوند:
الف: هدفها وتصميمات منطقي پيشنهاد شده از سوي روندهاي QC را شرح ميدهد. بهويژه در اين قسمت تلاش ميشود كه اطلاعات زمينهاي را با دلايل خاص خود براي عملكرد ويژه روندها و آشكارسازي انواع مشكلات بيان شود يا به عبارتي يك پيشنويس جهت تكميل يك برنامه QC كارا است.
ب : اين قسمت فاصله زماني تكرار آزمونهارا بيان ميكند. پريود ودفعات انجام آزمونها به مواردي از قبيل نوع تجهيزات وشاخصهاي موجود براي انتخاب ايده آل تعداد دفعات آزمون، بستگي دارد.
ج : اين قسمت يكسري اصول و روندهاي كلي را براي انجام آزمونهاي پيشنهادي QC ارائه ميدهد كه بهصورت اساسي براي پيشرفت زير مجموعههاي پروتكلها براي مدلها وساختهاي اختصاصي تجهيزات استفاده شوند.
دوربينهاي گاماي Planar وSPECT
در دوربينهاي گاماي تخت (كه تصاوير را بصورت دو بعدي جمع آوري و ثبت ميكنند) اساس سيستمهاي تصويربرداري بايد براساس اندازه گيريهاي زير مرتب شود: يكنواختي ذاتي، قدرت تفكيك ذاتي وكج يا صاف بودن تصوير (توانائي توليد يك خط راست )
مراحل آزمايش شامل اندازه گيري : زولوشن كوليماتور، حساسيت كوليماتور، زمان مرده است.
در سيستمهاي SPECT (تصوير برداري توموگرافي با تابش تك قوتون) علاوه بر آزمايشهاي فوق نياز به آزمايشهاي اضافي زير وجود دارد: قدرت تفكيك توموگرافيك، يكنواختي توموگرافيك و محور چرخش (COR:Central Of Rotation)
اولين گام در برنامههاي QCشامل بررسي ديداري كه ممكن است نقصهاي موجود در سيستم ايمني يا كارائي تصوير برداري سيستم را آشكار كند (مثل آسيب كابلهاي الكتريكي)، ميشود. علائم فرسودگي ممكن است بهصورت آسيب مكانيكي وارده به كوليماتور يا به صورت يك نشانهاي از آلودگي خود را نشان دهد. هردو اين آسيبها ميتواند بهصورت نقطههاي سرد وگرم روي تصاوير تخت يا به صورت دايره هائي روي نصاوير SPECT خود را نشان دهند.
سطوح تشعشع زمينه وآلودگي
سطوح بالاي تشعشع زمينهاي ميتواند از نقاط گرم بدن بيمار كه در مجاورت سيستم تصويربرداري است يا از منابع ديگرفاقد حفاظ ناشي شود. زماني كه از مواردي با انرژي بالا استفاده شده است احتمال رسيدن پرتو از پشت دوربين گاما در مناطقي كه داراي شيلد نازكي است، وجود دارد. منابع ديگر تابشهاي زمينهاي ممكن است شامل آلودگي كف- ديوارويا حتي خود دتكتور باشد.
اگر تابشهاي زمينهاي به ميزان كافي وجود داشته باشد احتمال آسيب رساندن به هر نوع تصويري وجود دارد. حتي سطوح بالاي تابشهاي زمينهاي ميتواند آسيبهاي جدي را به يكنواختي ذاتي سيستم يا ساير پارامترهاي ذاتي برساند.
يكنواختي 
بررسي يكنواختي در برنامه QC بررسي واكنش دتكتورها به يك تابش يكنواخت در حدود مشخص است. يكنواختي يكي از مهمترين آزمونهاي پايهاي QC دوربين گاما است. فقدان يكنواختي ميتواند كاملا مشخص ومحلي باشد مثل از كار افتادن يك لامپ فوتومولتي پلاير(PMT) يا به صورت يك آسيب عمومي در ميدان ديد كه ميتواند ناشي از تصحيحات نامناسب انرژي (تنظيم نا درست فتوپيك) باشد. اين آزمونها علاوه بر شناسائي غير يكنواختي ميتواند علت بهوجود آمدن اين آسيب ونقص را آ شكار نمايد.(شكلهاي 1 و2)
اين آزمون به دو صورت انجام ميپذيرد: ذاتي: بدونcolimator و خارجي: با colimator
تجهيزات لازم براي آزمون
منبع نقطهاي (point source) از Tc- 99m و Co-57 به ميزان kBq 200 يا 5 ميكرو كوري
روش انجام آزمون
1) كوليماتور را بر داشته (در وضعيت افقي تعويض كليماتور ) و سپس دوربين را به وضعيت اول برگردانده ميشود،
2) منبع نقطهاي را در فاصله 3-2 متري از مركز دوربين (پنج برابر FOV ) گرفته ميشود،
3) تصويري با استفاده از ماتريكس 64 *64 جمع آوري ميشود و
4) با استفاده از برنامه NEMA كه معمولا در سيستمهاي تصويربرداري پزشكي هستهاي گنجانده شده است يكنواختي را تخمين زده ميشود. اگر دور بين گاما بيش از يك سر داشته باشد لازم است كه براي هر سر Kcount5000 جمع آوري شود.
زمان تكرار آزمايش هر هفته يكبار است؛ و با اصلاح مدار گردش، يكنواختي ذاتي بايد كمتر از %2 ± يكنواختي باشد. حساسيت بين اندازه گيري سرها بهعنوان شمارشهاي واحد زمان بايد كمتر از %5 ± باشد. ( شكل 3)
قدرت تفكيك
قابليت نمايش طرحهاي اكتيويته مجاور يكديگر به صورت مستقل و مجزا را قدرت تفكيك فضائي و قدرت آشكارسازهاي فوتومولتي پلاير كريستال از نظر ثبت محل حقيقي پالس نوري موجود در كريستال يديد سديم را قدرت تفكيك ذاتي گويند. جهت بررسي قدرت تفكيك فضائي آزمون زير را انجام ميدهيم:
تجهيزات لازم براي آزمون عبارت است از: منبع Tc- 99m در يك ويال قابل جداشدن به ميزان MBq20 در يك ميلي ليتر و يك فانتوم بار يا فانتوم pie-sector.
روش انجام آزمون قدرت تفكيك ذاتي به صورت زير است:
ابتدا سر آشكار ساز را در وضعيت افقي قرارداده وسپس كوليماتور برداشته ميشود، سپس فانتوم بار را با دقت روي سطح كريستال قرار ميگيرد. پس از آن منبع Tc- 99m د رفاصله 2 تا 3 متري از مركز دوربين در بالا قرارداده ميشود و بين kcount 2000-1000 شمارش ميشود.(ضمنا براي داشتن يك مرجع يك تصوير نيز روي يك فيلم گرفته ميشود ). حداقل ماتريكس 256*256 بوده و حدود فواصل mm 4-3 ميلههاي بار شكل فانتوم بايد قابل تشخيص باشد و همچنين راست بودن ميلهها نيز بايد مورد توجه قرارگيرد. زمان تكرار آزمايش هر 2 ماه يكبار لازم است تكرار شود. ( شكل 4و5)
يكنواختي خارجي ( يكنواختي كوليماتور )
تجهيزات
يك منبع د يسك مانند مناسب از Tc- 99m يا Co-57بطوري كه شدت دوز سطحي در حدود، 900 ميكرو سيورت بر ساعت خواهد بود و انتخاب كوليماتور مورد آزمايش
روش انجام آزمون مانند يكنواختي ذاتي است با اين تفاوت كه در اين روش كوليماتور نيز وجود دارد. (شكل 6)
حساسيت
اين آزمون اندازه گيري نسبت اشعه گاماي عبوري از كوليماتور به كل اشعه گاماي خروجي از منبع است كه به صورت شمارش در واحد زمان MBq/sec محاسبه خواهد شد. اين آزمون به نوع كوليماتور بستگي خواهد داشت. يك كوليماتور با حساسيت بالا به طور آشكارا يك شمارش بزرگتري نسبت به يك كوليماتور با قدرت تفكيك بالا خواهد داشت. طيف انرژي گاماي ورودي وضخامت پنجره به طور مشخص شمارش را تغيير خواهند داد. دراين آزمون از يك پلاستيك كه قطري در حدود mm 150دارد به منظور قراردادن منبع اكتيويته درون آن استفاده ميشود.
تجهيزات
اكتيويته مشخصي كه شدت شمارش آن حدود CPS 10000باشد، يك اكتيويته مناسب حدود 200-50 خواهد بود.(شكل 6 ) و انتخاب كوليماتور
روش انجام آزمون شامل چندين بار اندازهگيري شدت شمارشها ثبت ميشود و
حدود
براي كليماتور با قدرت تفكيك : cps/MBq 145-50
براي كليماتور با همه منظوره : cps/MBq 200-100
براي كليماتور با با حساسيت بالا : cps/MBq 300-180
زمان مرده
زماني وجود دارد كه آشكارساز قادر به ثبت شمارش نيست. شدت شمارش دوربين گاما رابطه خطي با اكتيويته دارد تا زماني كه اكتيويته به حدي برسد كه پالسهاي Pile-up توليد شود و بعضي از شمارشها ثبت نشود. دوربينهاي متداول يك ظرفيت بالاي شمارش را براي ثبت اكتيويتههاي بالا در بررسيهاي تكنيكي مثل تصاويرديناميك بلاد پول و بررسيهاي قلبي دارد.
تجهيزات : 5 ويال كه دقيفا محتوي يك اكتيويتهاي از Tc- 99m باشند و يك شدت دوز مساوي از هر 5 ويال به دوربين برسد.
روش انجام آزمون
1- منابع را به ترتيب در فواصل m2 ازمقابل دوربين كه فاقد كوليماتور است قرار داده ميشود،
2- ابتدا ويال شماره يك سپس دو و........ تا شماره 5،
3- شدت شمارش هر زمان را محاسبه ميشود و
4- در اولين ويال بايد يك شدت شمارش صحيح را نشان دهد.
حدود : با يك اصول استاندارد بايد حداقل cps 100000براي هر يك ويال را بدهد.
تنظيم فتوپيك و پنجره
تنظيم نادرست و پنجره انرژي فتوپيك ميتواند به يكنواختي آسيب وارد سازد و همچنين باعث كاهش حساسيت يا افزايش توليد اسكتر در تصوير گردد. بهويژه در دوربينهاي گاماي قديمي تغييرات فتوپيك ميتواند به اختلافات سطحي در ولتاژهاي بالا،لامپ pmt وتغييراتي در دما وساير فاكتورها منجر شود. تغييرات ناگهاني در پيك كردن ميتواند به صورت يك شكست احتمالي در دوربين آشكار گردد. (شكل 7)
محور چرخش
محور چرخش بر پايه اين كه برنامه باز سازي بهدقت با محور مكانيكي چرخش هماهنگ ومنطبق است استوار است. به منظور از دست ندادن قدرت تفكيك وتغيير شكل (كجي) در قطعات بازسازي شده COR بايد تصحيح شود. بنابراين حداقل براي يك دوره زماني يك هفتهاي CORبايد ثابت و پايدار باقي بماند (با تغييرات كمترازmm 2). با تغيير نوع كوليماتور COR ميتواند تغيير پيدا نمايد وخود را به صورت علكرد در چرخش دتكتور و يا شعاع چرخش نشان دهد.شناختن فاكتورهاي موثر بر روي COR ولحاظ كردن آنها بسيار مهم است.
دوز كاليبراتور
نشان دادن مقدار دقيق اكتيويته پرتو داروي تزريقي به بيمار توسط دوز كاليبراتور حائز اهميت است. براي بررسيهاي تشخيصي مقادير دوز زياد يك اكسپوژر پرتوي غير لزوم را به بيمار خواهد رساند در صورتي كه اگر ميزان دوز خيلي كم باشد ميتواند منجر به افزايش زمان بررسي يا ايجاد تصاوير با دانسيته كم شود. براي دوزهاي درماني نيز ميزان مشخصي از اكتيويته مورد نياز است و دوزكاليبراتور نقش مهمي را ايفا مينمايد.( شكل 8 )
به منظور آشكارساختن هر گونه تغييرات در كاليبراسيون يا نقص علكرد دوز كاليبراتور، يك منبع با نيمه عمر طولاني (مثل كبالت 57 و سزيم 137 ) بااكتيويته مشخص اندازه گيري شده با اكتيويته تحت آزمايش مقايسه ميشود.
قسمت ب
زمانهاي تكرار پيشنهاد شده آزمونهاي :QC
زمانهاي تكرار پيشنهاد شده آزمونهايQC به مقاومت ويژه تجهيزات وعملكرد تصحيحهاي خودكار وغيره بستگي دارد. بنابراين وابستگي آزمونهاي QC به تجهيزات ويژه آشكار است. تغييرات مشخصي كه به طور قابل اطميناني توسط نتايج آزمونهاي QC مشخص ميشود، ممكن است به افزايش تعداد و دفعات تكرار آزمونها منجر شود. بر عكس، تعداد دفعات تكرار آزمايش ممكن است كاهش پيدا كند اگر فقط نوسانات كوچكي در طي يك سري نتايج آزمونهاي QCآشكار گردد.
برنامههاي پيگيري پيشنهاد شده
روزانه
1- دوربين گاما : الف) كنترل آلودگي (پرتوهاي زمينهاي ) ب) كنترل و تنظيم فتوپيك (در صورت نياز ) ج) يكنواختي
2- دوز كاليبراتور
هفتگي
1- كنترل يكنواختي 2- فيلم پروسسور 3- نوسانات مربوط به سيستم 4- دوربين گاما: الف) COR
ب) يكنواختي
ج) تصحيح انرژي
همچنين قدرت تفكيك (فضائي-ذاتي) و بعضي فاكتورهاي ديگر نيز معمولا در طي سرويس كامل سيستم صورت ميپذيرد(جدول-1).
شكل-1 : تصوير غير يكنواخت از يك دوربين گاما
شكل-2 : تصوير يكنواخت از يك دوربين گاما
شكل-3: نمونهاي از محاسبات يكنواختي و نتايج بدست آمده
شكل-4 : شماي از نحوه انجام آزمون قدرت تفكيك ذاتي و تصويري نهايي از فانتوم ميله اي
شكل-5 : نحوه محاسبه قدرت تفكيك بر اساس نصف عرض ارتفاع بيشينه
شكل-6 : شمايي از يك فانتوم يكنواختي غير ذاتي
شكل-7 : نمونه هايي از تنظيم نبودن فتوپيك انرژي
شكل-8 : نمونهاي از يك دوز كاليبراتور
جدول-1: انواع توصيهها و توالي آزمونهاي كنترل كيفي
)
