CT影像质量保证.doc

CT影像质量保证
时间： 2009-8-29 20:26:00 【打印页面】 【关闭窗口】
CT影像质量保证是由医用物理学、现代电子学、辐射防护学与诊断放射学相互渗透和相互结合的一门新技术。
质量保证是指以最小的代价和最小的病人受照剂量，来获取有诊断价值的影像而进行的有计划的系统的活动。它包括影像质量控制、CT设备校正与维修、临床辐射剂量与影像质量的研究与评价、专业人员培训，以及为顺利实施上述工作而制定的质量保证规划等。
质量保证规划包括质量控制技术和质量管理措施，前者是监督和维护CT设备的各项技术性能指标完好；后者是保证质量控制技术标准及时地执行，并对执行结果进行及时和严格评价，采取必要的正确的纠正措施，如职责分工、质量控制试验、培训质量控制人才、建立CT影像质量保证的标准等。
影响CT影像质量的参数
1.空间分辨力(spatia resolution)  图像对物体空间大小(即几何尺寸)的分辨能力，亦称高对比分辨力(high-contrast resolution)。通常用每cm内的线对数(lp)来表示，线对数越高，表明空间分辨力越强，目前高档CT的空间分辨力已达到241p/cm。也可用可辨别物体的最小直径(mm)来表示，可辨别直径越小，即空间分辨力越高。两种表示方法可以互换，其换算方法为：5÷lp/cm=可分辨物体最小直径(mm)
影响空间分辨力的因素大致可分为以下两类：
一类是属于CT扫描机固有的，而使用者不易改变的因素，如检测器孔径宽窄，间距大小，矩阵大小，褶积滤波函数，监视器荧屏扫描行数，机器本身噪声等；
另一类是属于使用因素，即使用者可以改变的因素，如X射线剂量大小，矩阵格式，扫描时间，窗口技术，扫描层厚，伪影等。这些因素在扫描过程中，放射学家和技术人员，按患者情况适当地进行调整。
2.密度分辨力(density resolution)  又称低对比分辨力(low contrast resolution)，即图像对组织密度差别的分辨力。通常用百分比来表示，如某CT机的密度分辨力为0.5％，即说明当两种组织的密度差大于0.5％的时候，CT图像可将它们分辨出来。
影响密度分辨力的重要因素是噪声和信噪比，而降低噪声和信噪比的重要条件是提高探测器的效率及X射线剂量。故密度分辨力恰当的表示方法是：密度分辨力，物体直径，接受剂量。如某CT图像的密度分辨力为0.35％，5mm，3.5cGy，表示在物体直径为5mm，病人接受剂量为3.5cGy时，该CT的密度分辨力为0.35％。目前，高档CT的密度分辨力已达到0.35％，2.5mm，3.5cGy。有的文献记作2.5mm，0.35％，3.5cGy。
对于同一台CT,密度分辨力的提高与矩阵(即象素大小)、层厚、kV及mAs几个因素有关。象素越大，层厚越厚，kV及mAs越大，每个象素获得的光子量越多，密度分辨力就越高，但象素的增大、层厚的加厚，则会降低空间分辨力。所以对同一台CT来讲，要想获得一幅质量高的图像，要调整好空间分辨力与密度分辨力的关系。
3.噪声(noise)  系指采样过程中接收到的一些干扰正常信号的信息，信噪比会因此而降低，主要影响图像的密度分辨力，使图像模糊失真。
信噪比(signal/noise ratio，SNR或S/N)是评价噪声的一项技术指标。实际信号中都包含两种成份，有用信号和噪声，用来表示有用信号与噪声强度之比的参数称为信噪比，数值越大说明噪声对信号的影响越小，信号传递质量就越高，图像质量就越好。反之，图像质量就会下降。
噪声的大小与单位体素间光子量的多少有关，单位体素内接收的光子量越多，体素间的光子分布相对越均衡，噪声就越小。
4.伪影(artifact)  系指原本被扫描物体中并不存在而图像上却出现的各种形态的影像。大体可分为两类，一类与病人有关，例如运动伪影，即扫描过程中病人身体的移动，病人未能屏息导致的胸腔或腹腔运动所致的伪影，可通过对病人的说服和训练来控制；心脏搏动和胃肠蠕动这些不自主的运动所造成的伪影，缩短扫描时间是行之有效的消除方法。其二是由于病人体内不规则的高密度结构和异物所致，如两侧岩骨间的横行伪影，金属异物(假牙、银夹)的放射状伪影等。另一类与 CT机器性能有关，如档次较低的CT会因采样数据不够多或探测器排列不够紧密，在相邻两种组织密度差别较大的时候出现条纹或放射状伪影。机器故障所致的伪影较容易辩认。
5.层厚(slicethickness)  扫描野中心处灵敏度剖面曲线的半值全宽。扫描切层的厚薄，不但关系到空间分辨力，而且也关系到密度分辨力和病人接收的X射线剂量。扫描切层愈薄，空间分辨力愈好，但因切层薄接收的X射线光子数减少，其密度分辨力愈差。由于切层薄，扫描的层数增多，病人接收的X射线剂量之总量增加。现在CT扫描机最薄切层为lmm，小于lmm薄的切层已无必要，而且病人接收的X射线剂量也会太多。
标称层厚为CT机控制面板上选定并指示的层厚。
6.均匀性(uniformity)  整个扫描野中，均匀物质影像CT值的一致性。
7.CT值(CT number)  用来表示与CT影像每个象素对应区域相关的X射线衰减平均值。CT值通常用Hounsfield作为单位，利用下列公式将测得的衰减值按照国际统一的Hounsfield标度转换为CT值。
物质的CT值=（μ物质－μ水）/μ水×1000         式中，μ—线性衰减系数。
按照上述标度定义CT值，则必然有：水的值为0，空气的值为-1000。
8.CT剂量指数(CT dose index)  沿着一条垂直于断层平面直线从-7T到+7T对剂量剖面曲线积分，除以标称层厚与单次扫描产生断层数N的乘积
CT机影像质量控制
1.质量检测类型  质控检测分为以下3类：
①验收检测  是CT机安装完毕或重大维修后，为鉴定其影响影像质量的性能指标是否符合约定值而进行的监测。
②状态检测  是为评价CT机状态而进行的检测。
③稳定性检测  是为确定CT机或在给定条件下形成的影像相对一个初始状态的变化是否符合控制标准而进行的检测。
2.质控检测项目与要求  见表1
3.性能检测设备  性能检测设备是指用于检测CT机性能参数的模体和工具。这些工具包括水平仪、不锈钢直尺、感光胶片、胶带、尖针等。这里仅简单介绍性能模体的组成及用途。
性能模体的主要构件由有机玻璃制成，部分构件采用了铝片、金属丝、聚乙烯等材料。外体为一圆柱体，使用时注满蒸馏水并赶出残存的气泡。
以美国VICTOREEN公司产品为例，主要检测设备名称、型号及用途列于表2.由于设计时间较早，存在某些缺陷，如校准铝杆影响水的CT值的测定，4130所带低对比度模块的最小对比度为1％等，尚待厂家进一步改进。
表1 CT机性能检测项目与要求
序号
检测项目
检测条件
验收检测
状态检测
稳定性检测
要求
要求
周期
要求
1
定位光精度(mm)
头部模体胶片法
±2
±3
2年
——
2
剂量指数(CTDI100,mGy）
φ16cm模体
φ32cm模体
中心
参照厂
家数据
★参照厂家数据
2年
——
表面
2年
中心
2年
表面
2年
3
水的CT值(HU)
头部模体及条件
±4
士6
2年
与基础值偏差±3
4
噪声
头部模体及条件
参照厂
家数据
★参照厂家数据
2年

基础值的±10%
5
均匀性(HU)
头部模体及条件
±5
±6
2年
与基础值偏差±3
6
层厚偏差（s,mm,%）
头部模体及条件
S≥8
±10
±15
2年
基础值的±10%
8＞s＞2
±25
±30
2年
——
S≤2
±50
±70
2年
——
7
空间分辨力(mm)
头部模体    剂量
FOV    ≤50mGy
250±10mm
≤0.8
≤1.25
2年
基础值的±15%
体部模体   剂量
FOV     ≤50mGy
350±50mm
≤1.25
≤1.5
2年
——
8
低对比度分辨力
（对比度0.6%；mm）
头部模体   剂量
FOV     ≤50mGy
250±10mm
≤4
≤5.6
2年
基础值的±15%

9
CT值线性
头部模体及条件
参照厂家数据
★参照厂家数据
2年
——
10
床位移精度（mm）
定位
±2
±2
2年
±2
归位
±2
±2
2年
±2
注：(1)头部模体直径可在15～22cm范围内，体部模体直径可在30～32cm范围内。
(2)★为参考项，不作为评价指标。
(3)—为选择项，可不进行此项测试。
(4)模体参数标称值如无指标要求数值时，可选取最接近的标称值进行评价。
(5)对非新出厂CT机验收检测，空间分辨力要求为1.0mm。
⑹本表引自全国大型医用设备应用质量检测技术学习班培训教材赵兰才讲稿。
表2 要检测设备名称、型号及用途①
序号
设备名称
型 号
用  途
1
CT专用电离室
660—6
测量剂量指数（CTDI）
2
剂量读数装置
660
测量剂量指数（CTDI）
3
头部剂量模体
76—414
测量头部剂量指数（CTDI）
4
体部剂量模体
76—415
测量体部剂量指数（CTDI）
5
性能剂量模体
76—410—4130
测量头部水的CT值、均匀性、噪声、层厚、CT值线性、空间分辨力等参数
6
性能剂量模体
76—421
测量低对比度分辨力
7
体环
76—411
测量体部空间分辨力等参数
     注：①本表引自全国大型医用设备应用质量检测技术学习班培训教材赵兰才讲稿。
4.检测方法与评价  参照国家标准《X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规范》（GB/T17589-1998）执行。
质量管理
1.职责分工  放射科或影像科放射学家（科主任）对全科质量保证各项工作负全面责任；
放射科高级工程师、或技术人员负责质量控制技术工作。例如高级工程师与技术人员密切协作，执行试验工作，培训技术人员，解释试验结果，并可担任主持协商任务；
临床工程师（或由高级技术人员担任）的任务是对设备修理、调节和校准。
质量控制的责任实际由放射科全体技术人员承担
2.质量控制流程 质量控制从开始到结束有一定的步骤，需严格按下列步骤进行：
①实施质控试验；
②记录试验结果；
③解释试验结果；
④如果试验结果符合影像质量标准即认可这个结果；
⑤如果试验结果不符合影像质量标准就废弃这个结果；
⑥寻找校正方法和防止不符合影像质量标准的措施；
⑦高级工程师、临床工程师、质量控制技术员共同商讨办法或另找其它办法； 
⑧共同商讨后，重新开始试验，直至得到满意结果为止。
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