醫用CT機檢定的探討(1)

醫用CT機檢定的探討

計算機體層成像（Computed Tomography, CT）是由Conmack AM和Hounsfield CN在20世紀70年代發明設計的。CT成像技術在疾病診斷中的廣泛應用，大大促進了醫學影像學的發展。
隨著CT設備與計算機技術的飛速發展，CT也從最早的非螺旋CT發展到單層、雙層螺旋CT，直至目前廣泛應用于臨床的多層螺旋CT(Multi -Slice spiral CT,MSCT)。如今的64層螺旋CT已實現了真正意義上的容積數據采集，并達到了各向同性，該技術在無創性影像診斷學中開創了一個全新領域，已成為不可或缺的臨床檢查手段之一。 　　
因此，CT機質量檢測的必要性不言而喻，其中的最重要的性能是CT影像質量。
用可允許的最小X射線劑量，在準確的部位上掃描重建的影像上所能看到密度對比度小、占體內空間最小的最小病灶是CT診斷醫師最關注的質量問題。影響CT影像質量的參數很多，如：劑量指數、密度分辨力、空間分辨力、CT值均勻性、CT值噪聲等等。它的每一項指標都有其特殊的意義，以下就各指標對影像質量的影響及各指標的計量性能檢定進行分析。 　　
CT掃描時的X射線輻射劑量，是影響圖像質量的一個重要參數，也是對病人輻射劑量的評價。一般說劑量高圖像質量會相對好一些，但是劑量高會增加X線輻射劑量，對病人會造成不良損害，另外也增加了機器、球管的負擔，增加設備故障幾率，影響壽命。X線劑量是由眾多因素決定的，但是對同一臺設備則主要是取決于毫安秒（mAs）值，廠家常會在檢測圖像質量參數時用較大的mAs值，而在劑量檢測時用較低的mAs值，這是在設備評價時需要注意的，劑量的檢測一般要用性能模體和筆形電離室及劑量儀，也可以用熱釋光片（TLD）來進行測量。國家規程規定頭部各點所吸收劑量應小于50 mGy，腹部由于橫切面大且又被吸收，所以中心點劑量小于20mGy，邊緣點接近球管應小于80mGy。而在實際　　檢定工作中我們發現一般腹部各點符合要求的話，頭部點的測量一般也能符合要求。劑量指數的穩定性好壞與CT機的核心部件關系密切，例如X射線管的質量和X射線高壓發生器，尤其是X射線管燈絲供電電路的穩定性直接影響X射線管的壽命和劑量的正確性。
CT的空間分辨力和低對比度分辨力反應的是CT整機的重要性能，分辨力直接影響圖像的質量，分辨力差的機器就會無法分辨一些較小的病灶，而造成誤診，延誤病情。因此在檢定工作中，該項目的檢測十分必要和謹慎。空間分辨力也是高對比度分辨力。這是CT機影響圖像質量的一個很重要的參數，它的定義是在兩種物質密度相差在10HU以上時，能夠分辨最小的圓形孔或是黑白相間（密度差相間）線對（1p/cm）值。它可以直接用肉眼來觀察孔徑的大小或線對的多少，也可以用點擴散函數方法計算，目前我們檢定多數用的是前一種方法。

低對比度分辨力也就是密度分辨力，這也是影響CT圖像質量的另一個重要參數。它的定義是能夠分辨兩種低密度差的物質（一般相差僅為幾個HU）圓孔的孔徑的大小。低密度分辨率與射線的劑量有很大的關系，當劑量大時低密度分辨率會有所提高，因此在評估低密度分辨率時一定要了解使用的劑量，并且要和第二項的劑量批數一致，一般廠商在提供這一指標時也會說明在什么劑量條件下測定的。這一參數的單位應為mm、%Gy（也有用多少mAs來表示）。 　　
CT值是用來辨別人體組織器官是否正常的參數，通過一定的量值來對病灶進行定性的指標，是區別于其它醫療診斷設備最重要的功能之一。CT值是以與水的X射線衰減系數比較來定義的。因此對一臺CT機來說水的CT值準不準是至關重要的。目前，我們一般可以用水模來測定，但是要注意的是水模內灌的水一定要新鮮的或加有符合要求的防腐劑的蒸餾水，水中不能有雜質。特別是水模中灌注的水時間久了可能會有滋生菌類或藻類而影響測量的準確度，另外水模中的空氣泡也是一定要避免的。CT值與組織密度成線性分布的特性稱為CT線性，它是正確反應組織密度和正確分析判斷臟器和組織成分的一種參數，是 CT機的一個重要參數，我們一般在模體內還有尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、有機玻璃等材料的模塊，可以用來分別測定這些材料的CT值以確定該機器CT值的線性是否符合要求。 　
　幾乎所有的儀器都會有噪聲這一參數，CT機作為診斷儀器也不例外。CT機結構復雜，很多過程都可能產生噪音，因之有各種定義的噪音。我們一般注意的是影響圖像的噪音，通過測量一定范圍內的水，用該范圍內水的CT值的標準差（S. D.）來表示。CT機中噪聲的存在會使我們獲得的影像不理想，最重要的是掩蓋或降低了圖像中的某些特征的可見度，而減小可見度的損失，對低對比度的物體尤其重要，對于早期發現病變有很好的幫助。在工作中，我們了解到，保證CT機以及機房正常的溫度能有效地減少噪聲產生的影響。 　
　層厚是指CT機掃描的斷層厚度，又稱切面厚度，影響層厚精度的因數主要與CT機本身的硬件設計有關，比如準直器張開夾縫的精度和遮線鉛板防散射線的設計質量。一般機器均有多種層厚可供掃描時選擇，因之也要對不同的層厚分別進行測定，不同的層厚有不同的精度要求。 　　
均勻性指的是均勻物質影像CT值的一致性，此項的影響因數較多也較為復雜，但主要影響因數是重要部件以及部件之間設計的質量，例如輸出X射線的穩定性，掃描架旋轉速度的整體均勻性，探測器單元光電轉換的可靠度和穩定性，以及各通道DAS（數據采集器）的一致性。因此該項檢定對于CT機使用中的品質判斷較為重要。 　　以上這些檢測項目在判斷機器性能的權重上是不完全相等的，但作為檢測一臺CT機來說，原則上都是應該測定的。假如有某一項或多項指標達不到時，院方有權要求供應機器的一方進行調整以達到檢定規程的規定或者廠方提供的技術指標，從一般情況來看很多情況通過重新調整是能夠達到標準的。因此當進行驗收檢測時如果廠家工程師在場，發現的問題大部分是可以通過調整或更換一些必要的部件得以解決。檢定尤其首次檢定的結果以及有關的數據和圖片等應該妥善保存好，它一方面代表了機器安裝以后機器的狀態以作為驗收的依據，而更重要的是它作為一種基準值以便以后進行定期的穩定性檢測時的參考參數，從而了解機器的運行情況和狀態。當設備的一些重要部件進行更換或修理后應該進行一次狀態檢測，狀態檢測的結果將成為機器的基準值以作今后穩定性檢測的參考。