1、X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,張文藝 中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院 放射醫(yī)學研究所 Email: wzhang.irm Mobile: 159-2208-9783 Tel: 022-8568-5923,檢測依據(jù)和標準 質(zhì)量保證檢測 檢測報告實例,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,檢測依據(jù)和標準 放射防護 GBZ165-2012 X射線計算機斷層攝影放射防護要求 GBZ/T180-2006 醫(yī)用X射線CT機房的輻射屏蔽規(guī)范 GBZ130-2013 醫(yī)用X射線診斷放射防護要求 質(zhì)量保證 GB17589-2011 X射線計算機斷層攝影裝置質(zhì)量保證檢測規(guī)范,X射線計

2、算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 定義 CT劑量指數(shù)，CT dose index (CTDI100) 沿著標準橫斷面中心軸線從-50mm到+50mm對劑量剖面曲線的積分，除以標稱層厚與單次掃描產(chǎn)生斷層數(shù)N的乘積： 式中： T：標稱層厚； N：單次掃描所產(chǎn)生的斷層數(shù)； D(z)：沿著標準橫斷面中心軸線的劑量剖面曲線。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 定義 加權(quán)CT劑量指數(shù)，weighted CT dose index (CTDIw) 將模體中心點采集的CTDI100與外圍各點采集的CTDI100的平均值進行加權(quán)求和： 式中： CTDI100,

3、c：模體中心點采集的CTDI100； CTDI100,p：模體中心點采集的CTDI100的平均值。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 定義 CT值，CT number CT影像中每個像素對應體素的X射線衰減平均值(CT值通常用Hounsfield作為單位，簡稱HU。利用下式將測得的衰減值按照國際統(tǒng)一的Hounsfield標度轉(zhuǎn)換為CT值)： 式中： 物質(zhì)：感興趣區(qū)域物質(zhì)的線性衰減系數(shù)； 水：水的線性衰減系數(shù)。 水的CT值：0HU；空氣的CT值：-1000HU,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 定義 體素，voxel 劑量剖面曲線，do

4、se profile 半值全寬，full width at half-maximum 高對比分辨力，high-contrast resolution 空間分辨力，spatial resolution 平均CT值，mean CT number 噪聲，noise 標稱層厚，nominal tomography slice thickness 感興趣區(qū)域，region of interest (ROI) 靈敏度剖面曲線，sensitivity profile,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 定義 重建層厚，reconstructed slice thickness 螺

5、距，pitch 式中：d球管每旋轉(zhuǎn)360診斷床的移動距離； M球管每旋轉(zhuǎn)360所成斷層圖像的數(shù)目； S每幅斷層圖像的標稱厚度。 均勻性，uniformity 基線值，baseline value 低對比可探測能力，low contrast detectability 驗收檢測，acceptance test 狀態(tài)檢測，status test 穩(wěn)定性檢測，constancy test,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 診斷床定位精度 目的：由于診斷床能否準確、可重復的移動至指定位置，對確定圖像的相對位置十分重要，因此需要確定診斷床徑向運動的準確性和穩(wěn)定性

6、將最小刻度為1mm，有效長度為500mm的直尺靠近診斷床的移動床面固定，并保證直尺與床面運動方向平行，然后在床面上做一個能夠指示直尺刻度的標記指針； 保證床面負重70kg左右； 分別對診斷床給出“進300mm”和“退300mm”的指令； 記錄進、退起始點和終止點在直尺上的示值，測出定位誤差和歸位誤差。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 定位光精度 目的：檢查掃描定位燈與掃描斷面的一致性 檢測模體采用表明具有清晰明確的定位標記，內(nèi)部嵌有特定形狀的物體，該物體的形狀、位置應與模體表面定位標記具有嚴格的空間幾何關(guān)系； 將檢測模體放置在射野中心線上固定，模體軸線

7、垂直于掃描橫斷面，微調(diào)模體使其所有表面標記與定位光重合； 采用臨床常用的頭部曝光條件、總成像準直厚度小于3mm的模式進行軸向掃描，獲得定位光標記層的圖像，比較圖像中特定物體的形狀和位置關(guān)系與標準層面是否一致，如果一致，則說明定位光準確； 如果c中兩者不一致，則在垂直于掃描層面的軸線上前后微調(diào)模體，按照c中的掃描條件，最終獲得與標稱層面一致的圖像，根據(jù)模體沿軸線調(diào)整的距離，確定定位光偏離的程度。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 掃描架傾角精度 采用中心具有明確標記的長方體模體，將模體中心點與斷層野中心點重合，并水平固定，根據(jù)定位光精度的檢測結(jié)果，調(diào)整模體

8、位置，確定掃描層面，使得掃描層面經(jīng)過模體中心點； 采用臨床常用的頭部掃描條件進行掃描； 模體固定不動，機架傾斜一定角度，按b中條件再次掃描； 使用工作站中的測距軟件，測量模體橫斷面影像中上下邊沿之間的距離，分別記為L1和L2；,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 掃描架傾角精度 利用以下公式計算得到掃描架傾角的實際值，與設(shè)定值比較，確定掃描架傾角精度： 式中： 掃描架傾角大??； L1垂直掃描時模體橫斷面影像中上下邊沿之間的距離； L2機架傾斜角度后模體橫斷面影像中上下邊沿之間的距離。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法

9、 重建層厚偏差 用于軸向掃描層厚偏差測量的模體采用內(nèi)嵌有與均質(zhì)背景成高對比的標記物，標記物具有確定的幾何位置，通過其幾何位置能夠反映成像重建層厚； 用于測量螺旋CT機層厚偏差的標記物為薄片或小珠，標記材料的衰減系數(shù)不應小于鋁，以保證高的信噪比，且Z軸方向的最大厚度或直徑應在0.05mm0.1mm之間； 將模體軸線與掃描層面垂直，并置于掃描野中心固定； 采用頭部曝光條件，設(shè)定影像的標稱重建層厚，進行軸向或螺旋掃描； 根據(jù)模體說明書中觀察條件調(diào)整影像窗寬窗位，并記錄，獲得重建層厚的測量值；,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 重建層厚偏差 對于軸向掃描重建層厚

10、偏差的測量，當前常用模體的測量方法有以下兩種： 方法一 調(diào)整窗寬至最小，改變窗位，直到標記物影像恰好完全消失，記錄此時的CT值，即CTmax，在該窗寬窗位條件下，測量標記物附近背景的CT值，即為CTbackground，則CT值半高為上述兩個CT值之和的一半，記為CThm，然后再重新調(diào)整窗位至CThm，測量此時標記物的長度，即半值全寬(FWHM)，再利用標記物的固定幾何關(guān)系，計算得到重建層厚的測量值； 此方法常用于設(shè)定層厚大于5mm的重建層厚偏差的檢測；,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 重建層厚偏差 對于軸向掃描重建層厚偏差的測量，當前常用模體的測量方

11、法有以下兩種： 方法二 該方法使用的標記物為具有確定幾何關(guān)系的微小細節(jié)，可以通過計數(shù)細節(jié)的個數(shù)并結(jié)合細節(jié)間幾何關(guān)系計算得到重建層厚的測量值； 該方法可用于檢測設(shè)定層厚與細節(jié)直徑相接近的重建層厚偏差。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 重建層厚偏差 螺旋CT機的重建層厚偏差測量方法 用螺旋掃描方式掃描標記物，并以1/10標稱層厚的間隔重建圖像，且Z軸方向圖像重建的總寬度至少為3倍的標稱層厚； 用適當?shù)腞OI(如標記物為薄片，則ROI設(shè)定為該薄片直徑的2倍，若為微米級小珠，則將ROI設(shè)定為點。)測量獲取的系列螺旋掃描圖像中薄片或小珠材料的平均CT值； 記錄這

12、些平均CT值作以Z軸為橫坐標的函數(shù)曲線，并確定該函數(shù)曲線的FWHM，該FWHM即作為重建層厚的測量值。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 重建層厚偏差 螺旋CT機的重建層厚偏差測量方法 注1 本項中所指的重建層厚是CT機默認的圖像重建層厚 注2 對于比較陳舊的螺旋CT機，很難實現(xiàn)1/10標稱層厚重建圖像，可以微調(diào)起始掃描點，獲取多組重建圖像，測量這些圖像中心的平均CT值并作曲線，確定FWHM,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 重建層厚偏差 螺旋CT機的重建層厚偏差測量方法 注3 對于多排CT機，目前僅限于對多層軸向

13、掃描重建層厚的檢測，檢測模體中的具有確定幾何位置的標記物在Z軸方向應該足夠長，如果長度不能滿足多層掃描的需要，可以按照探測器陣列的布局劃分開來，分別檢測，并保證模體中標記物的Z軸中心盡可能的與檢測部分陣列在同一掃描層面,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 重建層厚偏差 螺旋CT機的重建層厚偏差測量方法 注4 對使用的具有確定幾何位置的高對比標記物模體，應明確可以檢測的最小層厚d，該最小層厚可按下式計算得到： 式中： T標記物的厚度； 標記物與掃描層面所成的角度。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 CT劑量指數(shù) 采用人

14、體組織等效材料的均值圓柱模體，頭模直徑為160mm，體模直徑為320mm，分別在中心和距表層10mm處有可放置劑量探頭的孔，劑量測量儀器的相對誤差值應小于5%，并已得到校準； 將頭模或體模置于掃描野中心，模體圓柱軸線與掃描層面垂直，探頭的有效探測中心位于掃描層面的中心位置； 分別按照臨床常用頭部和體部條件進行軸向掃描； 記錄劑量讀數(shù)，并根據(jù)以下兩公式計算得到CTDI100和CTDIw：,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 CT值(水)、噪聲和均勻性 采用均質(zhì)水圓柱形模體； 使模體圓柱軸線與掃描層面垂直并處于掃描野中心，對圓柱中間層面進行掃描； 采用頭部掃描

15、條件進行掃描，且每次掃描模體中心位置處的輻射劑量應不大于50mGy；,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 CT值(水)、噪聲和均勻性 選取圖像中心大約500個像素大小(約十分之一模體面積)的ROI，測量該ROI的平均CT值、標準偏差，其中平均CT值作為水CT值得測量值，標準偏差除以對比度標尺作為噪聲的測量值n： 式中： 水水模體ROI中測量的標準偏差； CT水水CT值得測量值； CT空氣空氣CT值得測量值； CT水-CT空氣對比度標尺。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 CT值(水)、噪聲和均勻性 在圖像圓周相當于鐘

16、表時針3、6、9、12點的方向，距模體影像邊沿約10mm處，選取大約500像素點大小的ROI，分別測量這四個ROI的平均CT值，其中與d中圖像中心ROI平均CT值的最大差值作為均勻性的測量值。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 高對比分辨力 采用可通過直接觀察圖像進行評價的模體； 或使用通過計算調(diào)制傳遞函數(shù)(modulated transfer function, MTF)評價高對比空間分辨力的模體參照GB/T19042.5； 用于直接觀察圖像進行評價的模體應具有周期性細節(jié)，這種周期性結(jié)構(gòu)之間的艱巨應與單個周期性細節(jié)自身寬度相等，周期性細節(jié)的有效衰減系數(shù)

17、與均質(zhì)背景的有效衰減系數(shù)差異導致的CT值之差應大于100HU； 將模體置于掃描野中心，并使圓柱軸線垂直于掃描層面； 掃描條件與c相同；,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 高對比分辨力 根據(jù)模體說明書調(diào)整圖像觀察條件或達到觀察者認為的細節(jié)最清晰狀態(tài)，但窗位不得大于細節(jié)CT值和背景CT值之差； 計數(shù)能分辨的最小周期性細節(jié)的尺寸(或記錄MTF曲線上10%對應的空間頻率值)作為空間分辨力的測量值。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 低對比可探測能力 模體采用細節(jié)直徑大小通常在0.5mm4mm之間，與背景所成對比度在0.3%

18、20%之間； 將模體置于掃描野中心，并使圓柱軸線垂直于掃描層面； 掃描條件與c相同； 根據(jù)模體說明書調(diào)整圖像觀察條件或達到觀察者認為的細節(jié)最清晰狀態(tài)； 記錄每種對比度的細節(jié)所能觀察到的最小直徑，并作噪聲水平修正，歸一到噪聲水平為0.50%背景條件下的細節(jié)直徑，然后與對比度相乘，不同對比度細節(jié)的乘積的平均值作為低對比可探測能力的檢測值；,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 低對比可探測能力 對噪聲水平的修正可按下式計算得到： 式中： T標稱層厚，單位為毫米(mm)； 噪聲大小，%； R可觀察到的最小細節(jié)直徑，單位為毫米(mm)； k比例系數(shù)，為一常數(shù)，不用考

19、慮其具體數(shù)值； D掃描劑量，單位為毫戈瑞(mGy)。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 檢測方法 CT值線性 采用嵌有4種以上不同CT值模塊的模體，且模塊CT值之差均應大于100HU； 采用模體說明書指定掃描條件或分別是用臨床常用頭部和體部掃描條件分別掃描； 在不同模塊中心選取大約100個像素大小的ROI，測量其平均CT值； 按照模體說明書中標注的各種衰減模塊在相應射線線質(zhì)條件下的衰減系數(shù)，計算得到各種模塊在該射線線質(zhì)條件下的標稱CT值； 然后計算各CT值模塊中，標稱CT值與測量值所得該模塊的平均CT值之差，差值最大者記為CT值線性的評價參數(shù)。,X射線計算機斷層攝

20、影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,質(zhì)量保證檢測 Catphan 500檢測模體,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,Catphan 500模體,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,包括四個檢測模塊： CTP401 層厚、CT值線性與對比度標度 CTP528 高對比度分辨力 CTP515 低對比度分辨力 CTP486 場均勻性和噪聲,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,模體放置位置,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,模體放置位置的確認(1),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,

21、模體放置位置的確認(2),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,模體放置位置的確認(3),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,模體放置位置的確認(4),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,模塊間相對位置,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP401模塊,直徑15cm，厚2.5cm 內(nèi)嵌兩組23金屬斜線(X方向、Y方向)內(nèi)嵌四個密度不同的小圓柱體 用于測量層厚、CT值線性參數(shù),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP401模塊,內(nèi)嵌兩組23金屬斜線(X方向、Y方向),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP

22、401模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP401模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP401模塊,材料： 特氟隆Teflon(高密度物質(zhì)，類似骨頭，標準CT值：990) 丙稀(Acrylic，標準CT值：120) 低密度聚乙稀(LDPE，標準CT值：-100) 空氣(最低密度，標準CT值：-1000),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP528模塊,直徑15cm，厚4cm 21組高密度線對結(jié)構(gòu)(放射狀分布) 用于測量空間分辨力，x軸、y軸和z軸的點測試到每厘米21線對,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP

23、528模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP528模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP515模塊,直徑15cm，厚4cm 內(nèi)外兩組低密度孔徑結(jié)構(gòu)(放射狀分布) 內(nèi)層孔陣：對比度0.3%, 0.5%, 1.0%; 直徑3, 5, 7, 9mm 外層孔陣：對比度0.3%, 0.5%, 1.0%; 直徑2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 15mm,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP515模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP515模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP4

24、86模塊,直徑15cm，厚5cm 固體均勻材料，“固體水” 用于測量場均勻性、噪聲等參數(shù),X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CTP486模塊,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,Catphan 500模體檢測參數(shù),層厚的測量 CT值線性的測量 高對比度分辨力的測量 低對比度分辨力的測量 場均勻性的測量 噪聲的測量 水的CT值,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,層厚,測試方法： 1、用ROI測量斜線像鄰域的CT值L1 2、窗寬調(diào)到最小，調(diào)高窗位，直至四條斜線像消失時記錄窗位L2 3、計算窗位：L=(L1+L2)/2 4、窗寬調(diào)到最小，調(diào)節(jié)窗位到L，量

25、得四條斜線的長度X 5、代入下列公式計算。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,層厚,利用CTP401模塊內(nèi)2組23斜線測量。取正切值： 則斷層厚度Z(層厚)：,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CT值線性,測量原理： 利用CTP401模塊內(nèi)四個小圓柱體內(nèi)的樣本測量。四種樣本分別為Acrylic、Air、Teflon和LDPE，它們密度不同，對X射線的衰減系數(shù)(值)也不同，對應的CT值也不同。,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CT值線性,檢測方法：,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,CT值線性,X射線計算機斷層攝影裝置 放射防護與質(zhì)量保證檢測,空間分辨力,檢測方法： 掃描CTP528模塊中心層面 同時調(diào)整窗寬和窗位，分辨最小的一組線對 用目測或Profile功能確定所能分辨的最高