(高清版)GB 17589-2011 X射線計算機斷層攝影裝置質(zhì)量保證檢測規(guī)范

代替GB/T17589—1998X射線計算機斷層攝影裝置質(zhì)量保證檢測規(guī)范Specificationsforqualityassurance2011-12-30發(fā)布中華人民共和國衛(wèi)生部中國國家標準化管理委員會I本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準代替GB/T17589—1998《X射線計算機斷層攝影裝置影像質(zhì)量保證檢測規(guī)范》。本標準與GB/T17589—1998相比，主要技術(shù)內(nèi)容變化如下：——將GB/T17589—1998中的表1修改為規(guī)范性附錄；——增加了CT值線性一項檢測內(nèi)容；——修改了噪聲的定義和計算方法；——修改了CTDI的項目名稱和計算方法；——修改了高對比分辨力的檢測方法；——修改了低對比可探測能力和重建層厚偏差的項目名稱和檢測方法。本標準由中華人民共和國衛(wèi)生部提出并歸口。本標準由中華人民共和國衛(wèi)生部負責(zé)解釋。本標準起草單位：中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學(xué)所。本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為： 1X射線計算機斷層攝影裝置質(zhì)量保證檢測規(guī)范本標準規(guī)定了對醫(yī)用X射線計算機斷層攝影裝置(computedtomographyX-rayscanner,簡稱CT)以質(zhì)量保證為目的進行檢測的方法及其項目與要求。本標準適用于CT機的驗收檢測、使用中CT機的狀態(tài)檢測及穩(wěn)定性檢測。本標準不適用于CT機生產(chǎn)中的質(zhì)量控制以及與CT機配套使用的影像顯示系統(tǒng)和硬拷貝系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T19042.5醫(yī)用成像部門的評價及例行試驗第3-5部分：X射線計算機體層攝影設(shè)備成像性能驗收試驗3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。CT劑量指數(shù)CTdoseindex,CTDl?oo沿著標準橫斷面中心軸線從一50mm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，按式(1)計算。式中：T——標稱層厚；N——單次掃描所產(chǎn)生的斷層數(shù)；D(x)——沿著標準橫斷面中心軸線的劑量剖面曲線。加權(quán)CT劑量指數(shù)weightedCTdoseindex,CTDIw將模體中心點采集的CTDI?o?與外圍各點采集的CTDIloo的平均值進行加權(quán)求和。式中：CTDI.p——模體中心點采集的CTDIo;模體外圍各點采集的CTDIlo的平均值。……………2GB17589CT值CTnumberCT影像中每個像素對應(yīng)體素的X射線衰減平均值。式中：μ物質(zhì)——感興趣區(qū)物質(zhì)的線性衰減系數(shù)。μ水——水的線性衰減系數(shù)按照上述標度定義CT值，則必然有：水的CT值為0HU,空氣的CT值為-1000HU。體素voxel是成像體層中人為劃分的，按矩形排列的若干個小的基本單元。在標準橫斷面中心軸線上，劑量隨其位置分布的相關(guān)函數(shù)。半值全寬fullwidthathalf-maximum劑量剖面曲線上最大值一半處的兩點的間距。在物體與背景在衰減程度上的差異與噪聲相比足夠大的情況下，CT成像時分辨不同大小物體的能力。平均CT值meanCTnumber在一特定感興趣區(qū)內(nèi)所有像素CT值的平均值。噪聲noise在均勻物質(zhì)影像中，給定區(qū)域CT值對其平均值的變異。其大小可用感興趣區(qū)中均勻物質(zhì)的CT值的標準差除以對比度標尺表示。標稱層厚nominaltomographyslicethicknessCT機控制面板上選定并指示的層厚。3.11感興趣區(qū)regionofinterest,ROI在給定時間內(nèi)對影像中特別感興趣的局部區(qū)域。3.12CT系統(tǒng)相關(guān)響應(yīng)量作為垂直于斷層平面的直線上位置的函數(shù)。3掃描野中心處成像靈敏度剖面曲線的半值全寬。球管每旋轉(zhuǎn)360°診斷床的移動距離與總的成像探測器寬度之比。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層厚。均勻性uniformity整個掃描野中，均勻物質(zhì)影像CT值的一致性?；€值baselinevalueX射線診斷設(shè)備功能參數(shù)的參考值。是在驗收或狀態(tài)檢測合格之后，由最初的穩(wěn)定性檢測得到的數(shù)值，或由相應(yīng)的標準給定的數(shù)值。低對比可探測能力lowcontrastdetectabilityCT機圖像中能識別低對比的細節(jié)的最小尺寸。驗收檢測acceptancetestX射線診斷設(shè)備安裝完畢或重大維修后，為鑒定其影響影像質(zhì)量的性能指標是否符合約定值而進行的檢測。狀態(tài)檢測statustest為評價設(shè)備狀態(tài)而進行的檢測，通常一年進行一次狀態(tài)檢測。穩(wěn)定性檢測constancytest為確定X射線診斷設(shè)備或在給定條件下形成的影像相對初始狀態(tài)的變化是否仍符合控制標準而進行的檢測。4檢測方法4.1診斷床定位精度4.1.1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，然后在床面上作一個能夠指示直尺刻度的標記指針。4.1.2保證床面負重70kg左右。4.1.3分別對診斷床給出“進300mm”和“退300mm”的指令。4.1.4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。44.2定位光精度4.2.1模體檢測法4.2.1.1檢測模體采用表面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(yīng)與模體表面定位標記具有嚴格的空間幾何關(guān)系。4.2.1.2將檢測模體放置在射野中心線上固定，模體軸線垂直于掃描橫斷面，微調(diào)模體使其所有表面標記與定位光重合。4.2.1.3采用臨床常用頭部曝光條件、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4.2.1.4如果4.2.1.3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4.2.1.3中掃描條件，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，確定定位光偏離程度。4.2.2膠片檢測法4.2.2.1選取一張未曝光膠片在暗室中用黑紙包裹嚴密并保持平整。4.2.2.2在紙袋一面沿垂直于長邊方向劃兩條直線，直線相距10cm以上，用針尖在兩直線上分別穿2個和3個小孔，小孔直徑應(yīng)盡可能的小，且直徑最大值不應(yīng)超過1mm,小孔間距至少大于5cm。4.2.2.3將穿有小孔的膠片平整放在檢查床上，膠片中心軸線與CT旋轉(zhuǎn)中心重合，首先將穿有2個小孔的直線與內(nèi)定位光在膠片上的投影重合，將CT機設(shè)置為內(nèi)定位模式，選擇較低的曝光條件，最小的標稱層厚，采用單層軸向掃描方式進行掃描。4.2.2.4然后平移膠片，將穿有3個孔的直線與外定位光在膠片上的投影重合，將CT機設(shè)置為外定位模式，采用4.2.2.3中相同的曝光條件掃描。4.2.2.5最后沖洗掃描后的膠片，分別測量內(nèi)、外定位光對應(yīng)的掃描線在膠片上的影像與直線間在旋轉(zhuǎn)中心軸線上的間距，該間距作為內(nèi)、外定位光偏離程度。4.3掃描架傾角精度4.3.1采用中心具有明確標記的長方體的模體，將模體中心點與斷層野中心點重合，并水平固定，根據(jù)4.2定位光精度的檢測結(jié)果，調(diào)整模體位置，確定掃描層面，使得掃描層面經(jīng)過模體中心點。4.3.2采用臨床常用頭部掃描條件進行掃描。4.3.3模體固定不動，機架傾斜一定角度，按照4.3.2中條件再次掃描。4.3.4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L?和L?c4.3.5利用式(5)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。L?——垂直掃描時模體橫斷面影像中上下邊沿之間的距離。L?——機架傾斜α角度后模體橫斷面影像中上下邊沿之間的距離。4.4重建層厚偏差4.4.1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，標記物材料的衰減系數(shù)不應(yīng)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(yīng)在50.05mm～0.1mm之間。4.4.2將模體軸線與掃描層面垂直，并置于掃描野中心固定。4.4.3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。4.4.4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。4.4.5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法有如下兩種：a)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，即為CTmx,在該窗寬窗位條件下，測量標記物附近背景的CT值，即為CTlckroumd,則CT值的半高為上述兩個CT值之和的一半，記為CTm,然后再重新調(diào)整窗位至CTm,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。b)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。4.4.6對于螺旋CT機的重建層厚偏差測量方法為：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。注1:該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。注3:對于多排CT,目前僅限于對多層軸向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(yīng)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軸中心盡可能的與要檢測部分陣列在同一掃描層面。注4:對使用的具有確定幾何位置的高對比標記物模體，應(yīng)明確可以檢測的最小層厚d,該最小層厚可按式(6)計算得到：d=T/cosd式中：T——標記物的厚度；θ——標記物與掃描層面所成角度。4.5CT劑量指數(shù)4.5.1采用人體組織等效材料的均質(zhì)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(yīng)小于5%,并已得到校準。4.5.2將頭?；蝮w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。4.5.3分別按照臨床常用頭部和體部條件進行軸向掃描。4.5.4記錄劑量儀讀數(shù)，并根據(jù)式(1)和式(2)計算得到CTDI?o和CTDIw。4.6.1采用均質(zhì)水圓柱形模體。4.6.2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。4.6.3采用頭部掃描條件進行掃描，且每次掃描模體中心位置處的輻射劑量應(yīng)不大于50mGy。4.6.4選取圖像中心大約500個像素點大小(約十分之一模體面積)的ROI,測量該ROI的平均CT6GB17589值、標準偏差，其中平均CT值作為水CT值的測量值，標準偏差除以對比度標尺作為噪聲的測量值n,見式(7)。式中：——水模體ROI中測量的標準偏差；——水CT值的測量值；CT室氣——空氣CT值的測量值。CT水-CT氣——對比度標尺。4.6.5另外在圖像圓周相當于鐘表時針3,6,9,12點的方向，據(jù)模體影像邊沿約10mm處，選取大約500個像素點大小的ROI,分別測量這四個ROI的平均CT值，其中與4.5.4中圖像中心ROI平均CT值的最大差值作為均勻性的測量值。4.7高對比分辨力4.7.1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)(modulatedtransferfunction,MTF)評價高對比空間分辨力的模體，計算MTF的模體描述及其對應(yīng)的高對比分辨力的測量方法參照GB/T19042.5。4.7.2用于直接觀察圖像進行評價的模體應(yīng)具有周期性細節(jié)，這種周期性結(jié)構(gòu)之間的間距應(yīng)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)與均質(zhì)背景的有效衰減系數(shù)差異導(dǎo)致的CT值之差應(yīng)大于100HU。4.7.3將模體置于掃描野中心，并使圓柱軸線垂直于掃描層面。4.7.4掃描條件同4.5.3。4.7.5根據(jù)模體說明書調(diào)整圖像觀察條件或達到觀察者所認為的細節(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。4.7.6計數(shù)能分辨得最小周期性細節(jié)的尺寸或記錄MTF曲線上10%對應(yīng)的空間頻率值作為空間分辨力的測量值。4.7.7如果采用特殊算法獲得的高對比分辨力，應(yīng)首先按4.6.6中方法記錄該特殊算法對應(yīng)的高對比分辨力的測量值，同時應(yīng)將4.5中掃描圖像按該特殊算法重建，按4.5中方法測量應(yīng)用該特殊重建算法之后圖像的噪聲并記錄，該噪聲應(yīng)小于1.5%。4.8低對比可探測能力4.8.1模體采用細節(jié)直徑大小通常在0.5mm～4mm之間，與背景所成對比度在0.3%～20%之間，且最小直徑不得大于0.8mm,最小對比度不得大于0.5%。4.8.2將模體置于掃描野中心，并使其軸線垂直于掃描層面。4.8.3掃描條件同4.5.3。4.8.4根據(jù)模體說明書調(diào)整圖像觀察條件或達到觀察者所認為的細節(jié)最清晰狀態(tài)。4.8.5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。4.8.6對噪聲水平的修正可按式(8)計算得到：7T——標稱層厚，單位為毫米(mm);o——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)，不用考慮其具體數(shù)值；D——掃描劑量，單位為毫戈(mGy)。4.9