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中国医学影像学杂志1999年第7卷第3期 ChineseJMedImagingVol7No31999
微波天线的防粘效果方面,国产天线明显优于进口者,应用国产天线进行组织凝固过程中,无需旋转天线及引导针,连续辐射数分钟或更长时间,不发生天线与组织的粘连,避免了因转动天线时造成上下移位而影响作用部位的准确性,同时可防止粘连引起的拔针时的出血、损伤重要结构及天线外套脱落,可放心应用于临床。在一次活体犬实验中曾发生日本天线前端金属外套脱落遗留于肝实质,这可能与粘连以及天线与馈线的非一体化设计有关。但国产天线前端为非金属,硬度差,虽不易折断,但在外力作用下可弯曲,不便于直接穿刺肿瘤及在辐射过程中向深部调整部位,因此,在应用中必须通过引导针将其准确引导至预定位置。
总之,UMC-I-C/D型国产超声引导经皮穿刺肝癌凝固治疗用微波天线具有凝固效果确切、凝固形态好、抗粘效果好、天线温度相对较低等特点,为安全、有效、准确凝固灭活深部肝肿瘤的必要技术保障。
参 考 文 献
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(1999-01-08收稿 1999-04-16修回)
CT机的性能检测和临床照片评估
冯晓刚 林意群 余晓锷 康立丽
【摘要】 目的:探讨CT机的性能检测方法。材料和方法:CT设备20台。性能检测参数为层厚、CT值线性与对比度标度、均匀性、噪声、空间分辨力、密度分辨力、诊视床定位光精度、诊视床运动精度、剂量指数(CTDI)等九项。用Catphan体模以及RADCAL剂量测试设备对CT机进行性能参数检测。用近2个月多部位照片进行临床照片评估。结果:9台CT机全部参数合格,其中有3台照片质量评估为1等,6台照片质量评估为2等,7台CT机有1项参数不合格,照片质量评估为2等,4台CT机有3项以上参数不合格,照片质量评估为2等。结论:该检测方法可对CT机的各项参数作精确的检测,能够满足CT机质量保证性能检测的要求。关键词 性能检测;CT;质量保证;体模中国图书馆资料分类法分类号 R812
PerformanceTestingandlmageEvaluationforComputedTomography
FengXiaogang,LinYiqun,YuXiaoe,KangLili(DepartmentofBME,TheFirstMilitaryMedicalUniversity,Guangzhou510515)
【Abstract】 Purpose:Todevelopthemethodsofperformancetestingforcomputedtomography(CT).Materialsandmethods:20setsofCT,ThemeasuredparformanceparametersofCTareslicewidth,linearityofCTvalue,uniformity,noise,spatalresolution,lowcontrastres-olution,precisionofpatientalignmentsystem,scanincrementationandindexofCTdose(CTDI).TheCatphanphantomandtheRadcaldosemeterwereusedtomeasuretheperformanceparameters.Thepatientimageswhichwereobtainedinrecenttwomonthswerearbitrarilytakenoutforevaluation.Results:In9setsofCTalltheparameterswereuptothestandardsandthequalityofimagesin3setsofCTwasinfirstgrade,thequalityofimagein6setsofCTwasinsecondgrade:in7setsofCTonlyoneparameterwasnotuptothestandardsandthequalityofimageintheseCTequipmentswasinsecondgrade;in4setsofCTmorethan3performanceparameterswerenotuptothe
作者单位 第一军医大学生物医学工程系,广州 510515
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standardsandthequalityofimagesintheseCTequipmentswasinsecondgrade.Conclusion:ThemethodsofperformancetestingforCTworkwell,andaresatisfiedfortheperformanceevaluationofCT.Keywords Qualityassurance;CT;phantom;performancetesting
计算机断层扫描装置(简称CT)是医院临床应用中重要的大型影像诊断设备之一。定期对CT进行检测是影像诊断质量保证工作中的重要内容,也是保证和提高医疗质量的重要环节。最近几年,我国对CT等大型影像诊断设备的质量保证方面相继采取了一系列措施,如对大型医用设备的配置、应用和上岗人员实行三证管理,对大型医用设备进行验收检测或性能检测和质量评审等[1～3]。本文介绍对20台CT机进行性能检测和临床照片评估的方法和结果,对CT质量性能检测的方法进行初步探讨。1 材料与方法
1.1 受检设备 20台CT设备,其型号、厂家、购置情况、使用时间见表1。
表1 受检CT机情况
序号1
234567891011121314151617181920
生产厂家ElscintElscintGEGEGEGEGE
PHILIPSPICKERPICKERSHIMADZUSHIMADZUSHIMADZUSHIMADZUSHIMADZUSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENSTOSHIBA
设备型号
Select/spTwin-flash88008800CTMaxHiSpeedRPImageMax
TOMASCANSR7000IZOOSXIQ
SCT3000TCSCT3000TFSCT3000TXSCT3000TXSCT4500TE
SOMATOMPLUSSOMATOMAR.TSOMATOM.CRSOMATOM.DR-HTCT300S
使用时间
购置情况
(a)<1<14.5583<144.528.56.5655257.593.5
A
ABBAABABAAAAAAAAAAB
块组成,外壳直径20cm,长20cm,外壳上标有各模块中心层的刻度点。测试模块直径15cm,厚2.5cm,每块都具有独特的内部空间结构,用以测量各项性能参数。
表2 性能检测的参数及指标
序号性能参数1234
诊视床定位光精度诊视床运动精度层厚(s)CT值线性与
单位mmmm
检测条件单向归位≥8mm
指标要求±3±2±2±15%1.9±0.1 ≤1.25
对比度0.6%
≤5.0±6≤0.6%
mGy
头部腹部
中心≤50表面≤80＊中心≤20＊表面≤70＊
＊为参考项,不作为评价指标。
×10-4l/cmHu
mmmmHu
对比度标度5空间分辨力6789
密度分辨力场均匀性噪声
剂量指数(CTDI)
用美国RADCAL公司生产的CT剂量测试装置进行表2中第9项参数(CTDI)的检测。该装置由model2026C剂量仪、20X6-3CT笔形电离室探头以及剂量体模组成。笔形电离室探头长14cm,直径1.2cm。剂量体模分为直径16cm的头模和直径32cm的腹模,在体模的中心和近表层位置分布有若干测试孔。
1.4 检测方法
1.4.1 体模定位和诊视床定位光精度测量 将体模悬挂在支架上置于诊视床前端,将体模送入机架扫描孔中心,其轴与扫描孔轴重合,利用水平仪调整体模水平,将诊视床定位光定位于体模第一层的刻度处。用头部常规扫描条件对该层面进行单层扫描。体模第一层模块中四周埋设有上下左右对称的两对23°斜边。如果诊视床定位光定位准确,这两对斜边的图像应分别相对于X轴和Y轴对称分布(图1)。如果两对斜边像整体有偏转,则说明诊视床定位光定位不准确,需要调整诊视床的位置后重新做定位扫描。两对斜边像逆时针偏转则需要进床(诊视床向构架方向运动),两对
注:A新设备;B二手货
1.2 性能检测 检测的参数及指标要求见表2。1.3 检测设备 用美国体模实验室(ThePhantomLaboratory)和医学物理学家DavidGoodenough博士设计和制作的Catphan体模进行表2中第1至8项性能检测。Catphan体模由圆柱形外壳和若干层测试模·222·
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斜边像顺时针偏转则需要退床(诊视床向构架反方向运动)。然后再用相同的条件对体模进行单层扫描,直至两对斜边像分别相对于X轴和Y轴对称分布,此时,体模第一层中心层面与CT机扫描层面才完全吻合。从诊视床定位光对准体模第一层模块的刻度开始,到两对斜边的像相对于坐标轴对称分布为止,在整个过程中诊视床的步进距离即为所检测CT机诊视床定位光误差。
1.4.2 层厚、CT值线性与对比度标度、诊视床运动精度检测 检测在体模利用体模第一层模块定位扫描图像,沿四条斜边像分别作灵敏度剖面线(Profile),测量四条斜线像的半高全宽度(FWHM)。层厚Z可以用下式计算:
Z(mm)=(FWHM)×0.42 (1)式中:0.42是斜边与成像平面夹角的正切值。
体模第一层模块中还含有4根直径相同、由密度不一的材料制成的细棒。这四种目标物质分别是Acrylic、Air、Teflon、LDPE,它们对X线的线性衰减系数依次为0.219、0、0.374、0.177·cm-1。测量四种目标物质的CT值,以线性衰减系数为横坐标,CT值为纵坐标,在坐标图上描出四个点,并以最小二乘法拟合直线,该直线斜率的倒数即为CT值线性与对比度标度。体模定位完毕的位置基础上,将诊视床进床5mm后再用常规头部条件单层扫描体模这时四条斜线像在扫描图像上的位置将整体顺时针偏转。在扫描图像上测量进床5mm前后四条斜线像的相对位移,就是诊视床的实际步进距离,与标称的5mm步进距离比较即可得到所测CT机的诊视床运动精度。1.4.3 空间分辨力、密度分辨力检测 用第二层模块进行,其中空间分辨力模型由11组高信号线对组成(图2),线对排列由疏到密,依次对应着从1～11lp/cm。密度分辨力模型含有8个密度相同、直径递减的小圆柱体(图3),对应密度分辨力依次为15.0、12.0、9.0、7.0、5.0、4.0、3.0和2.0mm。用常规头部条件单层扫描体模的第二层模块中心层面,观察扫描所得的图像。调整窗宽窗位,确定视觉所能分辨清楚的最高一级线对,要求线对中每条线不能有断裂和粘连,即可得到空间分辨力。调整窗宽窗位,观察扫描所得图像,确定所能分辨的最小一级低信号目标,其对应的尺寸即为密度分辨力。
1.4.4 场均匀性、噪声检测,用第三层模块进行,层模块为均质固体模块(图4)。用常规头部条件扫描体模的第三层模块中心层面,观察扫描所得图像,用半径1cm左右的ROI圆域,分别测量模块中心及上下左右四个方向上的CT值和标准偏差,求出上、下、左、右方
对中心的CT值最大偏差,即为所测CT机的场均匀性。噪声(N)可以通过下式来计算:
N=δ×0.1% (2)式中:δ为图像中心CT值的标准偏差。
1.4.5 吸收剂量的测量 将剂量头模置于诊视床上移至机架扫描孔中心位置,体模轴线与扫描面垂直。将电离室探头插入体模中心孔,并保证电离室探头的有效敏感中心位于扫描层的中间层面。选择头部常规扫描条件对体模中心层面进行单层扫描,记录剂量仪上的剂量读数。将电离室探头按顺时针顺序依次插入体模距表层1cm处的各小孔,分别测量这几处的剂量,确定头模中心剂量值与表面最大剂量值。
将剂量腹模置于诊视床上移至机架扫描孔中心位置,体模轴线与扫描面垂直。将电离室探头插入体模中心孔,并保证电离室探头的有效敏感中心位于扫描层的中间层面。选择腹部常规扫描条件对体模中心层面进行单层扫描,记录剂量仪上的剂量读数。将电离室探头按顺时针顺序依次插入体模距表层1cm处的各小孔,分别测量这几处的剂量,确定腹模中心剂量值与表面最大剂量值。
1.5 临床照片评估 随机抽取近两周的照片,其中
脑部:软组织窗、骨窗各1张,视野(FOV)≤24,层
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数≥6;
胸部:肺窗、纵隔窗各1张,视野(FOV)≤32,层数≥6;
腹部:1张,视野(FOV)≤32,层数≥6
腰椎:软组织窗、骨窗各1张,视野(FOV)≤32。14～17英寸的胶片要含12幅照片,8～10英寸的胶片要含4幅照片。
按图像质量将照片分为1、2、3等。
1等照片清晰度、对比度较好。脑部灰质,白质能清晰区分,可分辨1cm的病灶(不含钙化及出血灶)。腹部肾上腺可清楚辨认,腰椎神经根可清楚看到。
2等照片清晰度、对比度尚可,一般情况下可解决诊断问题,但照片质量有待提高。
3等不能满足上述要求(如脑部鉴别灰质、白质有困难),影响做出正确诊断。2 结果
20台CT设备中,3项以上性能参数经检测不合格的CT机有4台,其中1台岛津SCT-3000TCCT机空间分辨力仅为1.43mm,密度分辨力仅为7mm,层厚误差超过2mm。1台PICKER-1200SXCT机共有5项参数不合格,包括空间分辨力,CT值线性与对比度标度,以及由于设备测试软件故障导致密度分辨力、场均匀性和噪声三项参数无法测量。另一台PICKER-IQCT机有四项参数不合格,且剂量极不稳定。而一台GE-8800CT在检测过程中设备故障不断,直接导致几项参数无法检测。这四台CT机的照片质量评估均为2等。一项参数不合格的CT机有7台,只有一台TCT-300SCT机空间分辨力不合格,其余6台均能基本满足临床诊断要求,这7台CT机的照片质量评估都为2等。有9台CT机全部参数都合格的CT机共9台,其中以一台GEHispeed-RPCT机的各项参数指标最理想,该机的照片质量评估为1等,其余8台CT机的照片质量评估都为1等或2等。3 讨论
3.1 检测的9个性能参数均为美国医学物理学家学会(AAPM)关于CT设备的质量保证和验收检测报告中所规定的必检项目。除CT值线性与对比度标度一项外,都是国家卫生部制定CT应用质量检测与评审规范所规定的检测项目[3]。采用CT值线性与对比度标度来代替水的CT值检测项目,是因为水的CT[4]
值检测仅仅是对一种物质灵敏度的测试,不足以反映CT检查在临床诊断所涉及到的各种不同密度组织的灵敏度。Goodenough教授认为,CT值线性与对比度这项参数其所以重要,不仅仅因为CT值的诊断作用,而且因为CT值线性是CT值是否有诊断意义的基础。他研制了许多不同化学成分的样品,用于CT值线性与对比度的测量。而Catphan体模是其最近几年研制的,体模内含有四种不同密度的物质,其中既有密度与人体骨胳相近的高密度物质Teflon,也有密度与脂肪组织相近的低密度物质LDPE。由于这四种物质对X线的线性衰减系数是已知的,通过测试这四种物质的CT值,就可以作出物质CT值相对于线性衰减系数的拟合直线,也就可以对CT设备CT值的准确程度作出定量的分析,从而可以系统地评价CT机的CT值反映物质密度的能力,所以可以用CT值线性与对比度标度的检测来代替水的CT值的检测。3.2 关于参数检测的体模和方法 AAPM报告中都有规定,我们参考了这些规定,使检测体模、方法和指标要求尽可能与国际接轨。采用的Catphan体模符合AAPM报告要求,目前已被国外许多厂家和医院所采用。Catphan体模由多层测试模块组成,每层模块用于一定的参数,只要对体模第一层定位准确,其余各层不用定位,就可以直接进行扫描,大大节约了测试时间。该体模还可以非常简便地测量诊视床定位光精度和诊视床运动精度等参数,这是某些体模无法做到的。对于剂量指数(CTDI)的测试我们采用的是美国RADCAL公司研制的剂量测试设备,用笔形电离室探头测量剂量指数。该设备自带温度校准仪,能准确直观地测量每次扫描的剂量。
3.3 对于检测参数的指标要求我们执行国家关于CT质量检测的标准,但在检测过程中也发现了现行的检测标准在有些方面不够完善。如对于剂量指数的检测,只给出剂量的最大允许值,没有给出剂量的不确定性标准。而在实际检测中有些CT机球管老化,剂量极不稳定,但由于没有超出剂量最大值,该项参数仍判定为合格。实际上该CT机的照射剂量远远达不到临床诊断的要求,应该在剂量指数检测之外再进行剂量不确定性评价。另外在检测参数中没有对伪影这一项作出要求,仅仅是检测了CT机的均匀性和噪声。事实上如果CT机图像局部有伪影,对临床诊断势必造成影响。再比如CT球管焦点的测试也未列入检测范围,而实际上球管焦点的尺寸以及稳定性是直接影[4]
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响成像质量的关键因素。所以,对CT机的检测参数和指标要求也应做进一步完善,使之能全面准确地评价CT机的应用质量。3.4 对于所检测的9项性能参数,不能简单地等同视之,而应该根据其对临床诊断的影响大小区别对待。我们将这9项参数分成三类:空间分辨力、密度分辨力直接影响临床诊断。其中任一项不合格,临床诊断质量就无法保证,应属于一票否决的决定性指标,即这三项参数中只要有一项不合格,整机应用质量就应判为不合格。剂量指数(CTDI)、CT值线性与对比度标度、场均匀性和噪声等参数对图像质量有一定影响,但其中一到两项参数不合格仍可满足临床诊断的基本要求,这些参数属于一般性指标。诊视床定位光精度、诊视床运动精度和层厚等参数主要用于临床扫描的机械定位,不影响图像质量,这些参数的误差可以通过调整来解决。
3.5 将上述CT机的性能参数检测结果和设备使用状态对照可以发现,检测结果有三项以上参数不合格的CT机,基本上都属于设备陈旧,球管等关键部件严重老化。这些CT机的主要性能参数都已不能满足临床诊断的要求,不宜继续使用,应立即进行维修。而有一项性能参数不合格的CT机,使用时间大部分在五年以内,经过调试后都能够保证应用质量,基本上不会影响临床诊断的效果。
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3.6 从实验结果看到,性能检测结果与临床照片评估结果有一定的对应关系。全部性能参数合格,相应的临床照片质量为1等或2等;有一项或多项参数不合
格,相应的临床照片质量为1等或2等。但性能检测结果相同的CT机,照片质量评估结果可能不同,这是由于临床照片的质量不仅受CT机的各项性能指标影响,而且也受到拍片时所选择的窗宽、窗位和洗片机、胶片、药水质量等其他因素的影响,因此有时临床照片不能够完全反映出CT机的应用质量。另外照片评估的结果是定性分析,必然受到评估人员的主观因素的影响,而性能检测是定量分析,受检测人员的主观因素的影响较小。因此在评价CT机整机性能时,应以性能参数检测结果作为主要依据,临床照片评估结果作为参考。
参 考 文 献
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