【毕业设计】ct质量保证的检测分析

毕业设计（论文）题目CT质量保证的检测分析院（部）系放射学院所学专业生物医学工程2013年6月1日摘要目的利用国际通用的CT质量控制的检测方法对其进行质量检测，维持CT设备的正常运行，保证摄影图像质量。方法采用美国模体实验室的CATPHAN500CT检测体模对CT的空间分辨力、低对比度分辨力、噪声和均匀性进行检测。结果所检测的性能参数均符合标准，CT设备整机性能优良。结论通过对空间分辨力、低对比度分辨力等图像性能参数的检测，能有效保证系统性能，维持优化的图像质量。关键词CT设备；质量保证；检测方法；ABSTRACTOBJECTIVEWEUSEDTHEINTERNATIONALLYACCEPTEDMETHODSOFCTQUALITYASSURANCEFORTESTINGTHEIRQUALITY,TOMAINTAINTHENORMALOPERATIONOFCTSCANNERANDGUARANTEETHEQUALITYOFPHOTOGRAPHICIMAGEMETHODWEMEASUREDTHEFOLLOWINGPERFORMANCEPARAMETERSFORCTSPATIALRESOLUTION,LOWCONTRASTRESOLUTION,NOISEANDUNIFORMITYWITHCATPHAN500PHANTOMMADEBYTHEPHANTOMLABORATORYOFUSARESULTSTHEDETECTEDPERFORMANCEPARAMETERSAREINLINEWITHSTANDARDSALLCTSCANNERSASAPPRAISEDAREQUALIFIEDASTHEWHOLECONCLUSIONBYDETECTINGTHESPATIALRESOLUTION,LOWCONTRASTRESOLUTIONOFMEDICALIMAGE,WECANEFFECTIVELYGUARANTEESYSTEMPERFORMANCE,MAINTAININGOPTIMALIMAGEQUALITYKEYWORDSCTSCANNERQUALITYASSURANCEQADETECTIONMETHOD目录前言第一章概述11CT的发展12CT成像基本原理2第二章CT设备的质量保证41医学影像设备质量保证42CT质量保证的发展53CT质量保证的检测设备74CT性能参数10第三章CT性能参数的检测151检测材料152体模定位153空间分辨力的测量174低对比度分辨力的测量175噪声和均匀性的测量186结果19第四章总结20参考文献21致谢23前言随着我国医疗事业的不断发展和医学影像设备的不断更新，医用诊断CT已成为医院内广泛使用的一种影像检查设备。毫无疑问，CT设备产生的图像可以显著提高临床诊断和治疗的效果，但前提是它的质量能够得到保证，然而在整个CT的使用过程中，CT的各项性能如空间分辨力、低对比度分辨力等会发生一定的偏移或者退化，这就会使图像质量差进而造成误诊、漏诊，同时剂量过大也会损伤正常组织器官，这就不仅仅增加了受检者的经济负担，更严重的是可能对受检者的健康带来极大地损害。因此必须保证医学影像设备质量合格、性能优良，才能达到最佳的医疗效果。本文的目的是研究CT设备的质量保证（QUALITYASSURANCE，QA），所谓质量保证就是为了使放射设备达到最佳的性能状态，产生最高效益，同时降低病人的吸收量所采取的一系列有计划、有系统的活动。CT设备重要性能参数的检测是是其质量保证的重要环节。本文参照国际电工委员会（IEC）2004年公布关于X射线机断层成像设备的验收和检测（IEC6122335）标准，用CATPHAN500体模对CT设备的空间分辨力、低对比度分辨力、噪声和均匀性进行检测,进而判断所测试CT设备的质量是否符合国际标准。第一章概述1CT的发展从1972年HOUNSFIELD发明头颅CT到20世纪80年代，CT技术发展主要在于扫描部位的延伸，从单一的头部CT拓展到体部；从20世纪80年代到20世纪90年代；是扫描速度的角逐，螺旋CT技术使横断面CT演变为可以连续扫描的螺旋CT，并且突破了亚秒扫描能力；20世纪90年代到2000年，多层CT的临床应用，大大拓展了CT的临床价值，从4/16/32/40/64/128/256/320层到640层CT。在这三十多年期间，CT的硬、软件技术经历了几次大的革命性进步，CT技术的发展突飞猛进。第一次是1898年在CT传统扫描的基础上，采用了滑环技术和连续进床技术从而实现螺旋扫描（HELICALORSPIRALCT），使得每次曝光都得到一块区域组织影像而不是单个层面的影像1。第二次是1998年多排螺旋CT（MDCTORMSCT）的问世，使得机架X线管围绕人体旋转一圈能同时获得多幅断面图像，它的真正价值在于较单排螺旋CT多排螺旋CT大大提高了扫描速度。第三次是2004年推出的64排螺旋CT，又称容积CT，开创了容积数据成像的新时代，以1秒单器官/5秒（BEAT）心脏/10秒全身的检查，几乎对所有器官真正同时实现了扫描速度、覆盖范围和层厚的改善。第四次是2005年推出的单源螺旋CT到双源螺旋CT（DSCT）。DSCT改变了目前常规使用的一个X线管和一套探测器的CT成像系统，通过两套X线管和两套探测器来采集CT图像，通过机架旋转90度就可以获得180度的数据，使单扇区采集的时间分辨力达到83MS，两个X线管能同时、同层进行扫描，所获得的低能和高能数据不存在位置和时间上的偏差，极大拓展了双能CT的应用范围。第五次是2008年推出的宝石CT1，它突破性的采用第四代探测器材料宝石探测器，跳出CT中“排”和“层”的传统概念，实现CT能谱成像（GEMSTONESPECTRALIMAGING），将CT带入分子影像时代。同时宝石CT实现了2M范围内023MM各向同性的高清成像，全身剂量也降低了50以上。在扫描范围上，宝石CT利用精巧的技术，实现动态400排的大覆盖范围。随着相关科学的不断进展和临床需求的不断深入和提高，CT技术不断发展，它的速度的不断提高、图像质量不断提高、应用范围得到拓展、辐射剂量越来越少，为临床应用提供了越来越有力的支持。2CT成像基本原理21线性衰减系数将较窄的X线束穿过人体某一横断层面，则设置在人体对面的探测器可获得该层面的信息。但如何将这些信息还原为该层面的图像，即图像重建，要借助于人体各组织对X线具有不同衰减系数的特征来实现。均匀的X线到达人体时，部分被反射、散射，部分被体内组织吸收衰减再由人体穿出。X线在人体被衰减的程度，按组织对X线的衰减系数和组织厚度D以指数函数关系发生变化，其关系式为（11）0式中为入射X线强度；I为穿过病人衰减后的X线强度；D为组织厚度（均一密0度），为线性衰减系数。（11）式中的D、I均通过测量获得，如果吸收体是均一密度的，则线性衰减系0数可直接求出。但是沿着X线束穿过的各组织密度一般是非均一的。为了简化计算程序，可以认为由大量各不同的密度单元体所组成2。设单元体厚度为，当单元体被分割的越细小，其体内密度越接近一致，如图11所示。图11大量均一密度单元体组成的病人组织结构X射线射入第一个单元体的强度为，经第一个单元体衰减后的X线强度为，则01（12）10式中的是第一个单元体的衰减系数。此后，成为射入第二个单元体的X线强度；11设第二个单元体的衰减系数为，则被第二个单元体衰减后的X线强度2（13）2022（0）20（12）由此可知，从病人最末一个单元体N穿出的X线强度为（14）0（12。）式中是第N个单元体的衰减系数。由式（14）得（15）12。1LN0由此可见，若已知、和，则可求出沿X线穿过病人各组织的“衰减系数之和”。022CT成像的基本过程（一）基本构成一台完整的CT由三个主要部分构成数据采集系统。它包含X线高压发生器、X线管、准直器、滤过器、探测器、扫描架、扫描床、前置放大器及接口电路等；计算机及图像重建系统；图像显示、记录和存储系统。它包含显示器、光驱、多幅照相机、激光照相机、洗片机等2。CT的基本构成方框图如图12所示。图12CT的基本构成方框图（二）工作流程高压发生装置为X线管提供高压，X线管发射出的X线经滤过器过滤、吸收掉散射线，将X线均匀硬化，使其呈单能，再经过准直器使X线变成窄束射线，经扫描床到达探测器；探测器将X线的能量转换为电信号送入数据采集与接口装置中，在该装置中电信号经前置放大、对数放大、积分放大后再经多路转换器、A/D转换器；此时得到的数字电信号被送入到中央控制图像重建系统，CPU首先对数据进行预处理，经原始数据零点漂移校正、参考校正、体模校正、LOG转换及环形校正后进行图像重建，经过平行线束转换，滤过处理、反投影计算这三种处理之后，将重建出来的图像送入显示器进行显示，送入打印设备进行打印或者送入光盘进行存储。扫描架X线高压发生器X线管准直器探测器前置放大器中央控制图像重建系统A/D图像显示、记录、存储显示器相机光盘存储工作站洗片机第二章CT设备的质量保证1医学影像设备质量保证11概述随着我国医疗事业的不断发展和医学影像设备的不断更新，医学影像设备已成为临床应用极为广泛的设备。毫无疑问，医学影像设备可以显著的提高临床诊断和治疗的效果，但其前提是其质量能得到保证，如果医学影像设备质量差或使用不当，不仅增加了受检者的经济负担，更严重的是可能对受检者的健康带来极大地损害。例如图像质量差可能造成误诊、漏诊；剂量过大损伤正常组织器官等。因此必须保证医学影像设备质量合格、性能优良，以达到最佳的医疗效果，最大限度的减轻对受检者的损害。就CT设备而言，据不完全统计，目前全国CT设备的拥有量已高达9000多台，数量庞大，基本满足了医疗市场的需求总体质量是不错的，但或多或少存在一定的质量隐患。第一个原因是，一些新的CT设备经长途运输，参数已偏离较多，如果安装调试工作未做到位，也会影响CT设备的质量，造成质量不合格或未达到最佳状态。因此医学影像设备的质量保证具有很现实的意义。12定义质量保证是质量管理体系中的重要概念，是为了使人们确信某产品生产过程或服务质量能够满足规定质量要求所必须的有计划、有系统的全部活动1。就CT的质量保证而言，有计划、有系统的活动目的就是保证设备获得满意的服务质量，在高质量的医疗服务的同时，使受检者受照剂量、不适感和费用降至最低。为了做好医学影像设备等大型医疗设备的质量保证，必须要提高相关人员的综合素质并保持设备的最佳性能，既要通过对相关人员的思想教育、组织管理和技术培训，使其成为合格的从业者，还需严格规范地进行验收、定期检查、保养和维修等工作，以保持设备性能的最佳状态。13医学影像设备质量管理的发展131国际上的发展1973年，TROUT等人在北美放射学杂志发表的“尘肺”计划报告中所公布的数据，震撼了美国职业安全与保健学会。报告指出美国尘肺检查40不符合诊断要求1。对此美国职业安全于保健学会（NIOSH）通过质量管理成功的将废片率降到9。1979年9月，在美国弗吉尼亚州召开了“放射诊断及核医学的质量保证程序确定会议”，并于1980年召开了专题会。从而在国际放射界确定了医学影像质量管理的体制。北欧、美国政府以行政指导的方式要求引入实践中，从而致使质量保证已成为发展放射技术的一种推动力。1984年，国际电工委员会（IEC）建立了一个质量保证小组，开始着手起草一套“放射诊断中质量保证的国际标准”，其标准内容还在相机增加。国际放射诊断的质量管理虽然起步晚于工业领域，但他却展现了强大的生命力，使放射诊断以最低辐射剂量与最高图像质量的手段，为临床诊疗提供了更大的效益。虽然国内放射诊断的质量管理目前尚处于初始阶段，但是它的春风已吹遍全国。132国内的发展1987年人民卫生出版社世界卫生组织编写的放射诊断的质量保证一书的中文译稿。1988年浙江省率先建立起我国第一个放射影像质量控制中心。同年，由国家卫生标准委员会放射卫生防护分委会，提出了制定一套“医用放射诊断的质量保证标准”的计划，包括四个标准医用诊断X射线暗室技术质量保证；医用诊断X射线摄影技术的质量保证；医用诊断X摄像透视的质量保证；医用诊断X射线特殊检查的质量保证。1991年4月，于北京召开了“全国X射线诊断质量保证及质量控制技术研讨会”。1992年9月，中华放射学会技术学组在大连召开第一届“全国X射线诊断质量保证和质量控制研讨会”。1996年10月，中华影像技术学会在南京召开了第二届“全国X射线诊断质量保证和质量控制研讨会”。1999年9月，中华影像技术学会在沈阳召开第三届“全国X射线诊断质量保证和质量控制研讨会”。2006年9月，中华影像技术学会在贵阳召开第四届“全国X射线诊断QA、QC研讨会”。2CT质量保证的发展21国外CT质量保证的发展CT设备质量保证的研究，从世界第一台CT投入临床应用就已经开始。1977年，美国医学物理学家协会（AAPM）发表了第一号报告用于CT性能评价的体模及CT质量保证。此报告第一次比较系统的提出了CT质量保证以及对检测体模的要求。1982年，世界卫生组织（WTO）公布了诊断放射学中的质量保证对CT主要性能参数作了一些规定。1989年，德国国家标准放射线诊断工作中图像质量的保证X射线计算机断层摄影装置稳定性检测（DIN68686）正式生效。1990年德国国家标准放射线诊断工作中图像质量的保证X射线计算机断层摄影装置验收和检测（DIN686853）正式生效。这两个标准是目前较为系统全面的。1989年，日本制定了关于X射线CT装置性能评价的标准（草案），同时公布日本工业标准X射线CT扫描装置体模（JIS4923）。1993年，AAPM发表了第三十九号报告计算机断层设备验收测试过程详述，此报告是第一号报告的更新和补充，比较系统地、详细地介绍了CT验收测试的具体要求。1994年，国际电工委员会（IEC）公布了关于X射线机断层成像设备的稳定性检测（IEC6122326），这是对CT稳定性测试较为科学、权威的新规定，是目前国际通用标准。2004年，国际电工委员会（IEC）公布了关于X射线机断层成像设备的验收和检测（IEC6122335），这是对CT验收和检测的进一步规范，也是目前国内引用的标准1。22国内CT质量保证的发展我国自1979年引进首台CT设备以来，数量增长很快，特别是早期二手CT的大量涌入，造成性能参差不齐，质量管理比较混乱，急需制定有关标准规定。20世纪80年代中期，国内一些专家和学术组织积极宣传和推动大型医疗设备质量保证（QA）工作，使人们在思想上对QA工作引起了重视。自20世纪90年代以来，全国和全军分别召开了三届放射科质量保证学术交流会。1993年长春第二质量监督局首先提出了CT状态检测及等级划分办法，制定了规范，在此规范中，验收检测、状态检测和德国标准一致，稳定性检测参数与IEC报告一致，但指标要求更严格。1995年，卫生部和国家医药管理局分别公布了卫生部第43号部长令和关于“大型医疗设备管理办法”的规定，着手加强对大型医疗设备的管理及对此类设备的检测与评估，并制定出检测的方法和标准。1997年1998年，军队正式成立了“全军大型医疗设备应用质量检测中心”，负责对全军大型医疗设备进行定期质量检测和评估。中心还负责对全军每年新安装的大型医疗设备进行验收检测，保证设备的质量符合合同的技术要求，同时负责培训全军大型医疗设备质量保证所需的技术人员。1998年，X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规范由国家质量技术监督局正式发布，1999年开始实施。该文件规定了我国CT设备主要性能参数的验收检测、状态检测和稳定性检测指标和周期。2006年，中华人民共和国国家标准GB/1904252006由国家质量监督检验疫总局和国家标准化管理委员会联合发布，本标准等同于IEC61223351。3CT质量保证的检测设备31剂量检测设备检测CT剂量指数使用电离剂量计（DOSEMETER）和剂量体模。如美国VICTOREEN公司660型剂量计与30301型笔试电离室配套使用，也可使用能测量KVP、MAS、DOSE的多功能X射线测量仪，如VICTOREEN公司的4000型和瑞典的PMX型或PMX型多功能X射线测量仪。32性能检测体模CT性能参数检测体模有北京市放射卫生防护所和中国计量科学研究院联合研制的YCTM型CT检测体模、美国体模实验室的CATPHAN体模、美国RMI公司的461A性能体模及AAPM性能体模等，这几种美国CT性能体模国内均有进口3。他们的情况对比表如表21表23所示。由于CT性能体模和检测方法对检测结果有很大影响，因此深受各CT生厂商、医疗单位和质量技术监督部门的重视。表21四种体模的总体情况表体模型号YCTMCATPHANAAPMRMI461A推出年代1997年1990年1976年1985年均匀介质水水等效塑料水水等效塑料结构特点整体结构分层模块整体结构分层模块整体结构分层模块插件式头模直径164MM200MM165MM、216MM190MM体模直径320MM无体环320MM330MM放置方法挂在储运箱上挂在储运箱上用支架放在床上有支架表22四种体模的空间分辨力测试模块的对比体模型号YCTMCATPHANAAPMRMI461A金属丝或高对比截面直径005MM的钨丝与条、孔模在同一层细金属丝，安装在独立的一层内直径036MM的不锈钢丝与条、孔模装在同一层采用高对比界面条模20,15，125，100，09，08,07，06,05,04,03（MM）520LP/CM,级差1LP/CM无无孔模20,15，125，100，09，08,07，06,05,04,03（MM）无175,150,125,100,075，060,050,040（MM）15,125,100，08,06,05,04（MM）表23四种体模的低对比度分辨力测试模块的对比体模型号YCTMCATPHANAAPMRMI461A对比度2，1，05，031，05，03自配06被检物体直径15,2,25,3,4,5,7,10MM2,3,4,5,7,9,12,15MM325MM28,40,80，20（MM）每组物件个数112533CATPHAN500体模CATPHAN500是目前运用较多的CT性能体模，国外欧美等地区主要采用CATPHAN对CT进行质量评估，很多CT大厂商也备有该体模对设备进行评估和比较，国内用户也主要用它作为CT性能测试的主要设备，可以说它已经成为CT检测工具的“金标准”。CATPHAN500的特点是除水的CT值外，可以检测国家所有要求检测的项目；采用密度等效于水的均匀固体材料代替水，成分稳定，并且不会有气泡和漏水，也无需灌水，便于携带；整体化结构，一次定位即可连续多层扫描，全部完成所有内置模块的测试，提高检测效率。CATPHAN500由体模箱、体模外壳和CTP401、CTP528、CTP515、CTP486四个测试模块组成，各模块的作用和相对距离见表24。CATPHAN500体模的结构见图21表24CATPHAN500各模块作用和相对距离模块名称检测内容距第一模块中心距离CTP401CT值线性等CTP528空间分辨力（线对）30MMCTP528空间分辨力（MTF）40MMCTP515低对比度分辨力70MMCTP486均匀性和噪声110MM图21CATPHAN500体模的结构（1）CTP401模块CTP401可以测量CT值线性，在CTP401中有四个直径为125CM的小圆柱体，圆柱体内分别含有类似于骨头的高密度材料特氟隆（TEFLON）、丙烯（ACRYLIC）、低密度聚乙烯（LDPE）和空气，而体模材料本身可以作为第五种材料样品。特氟隆、丙烯、低密度聚乙烯可以从体模中取出来精确测量其比重。还可以运用CTP401模块中的四个圆柱体测量像素大小，每个圆柱体直径为3MM，通过计算圆柱体在和方向之间的像素即可得到像素大小，CTP401模块还可以测量床及定位光精确性，层厚等等。（2）CTP528模块CTP528模块直径15CM，厚4CM，可测试扫描层面的几何物性（层厚和灵敏度剖面线）、空间分辨力（最高可测试到211P/CM）、调制传递函数（MTF）和X、Y、Z轴的点扩展函数（PSF）。模块中以放射状嵌入2MM厚铝，所以如果改变层厚，由于容积效应的影响，对比度志会发生变化。CTP528设计独特，通过降低高对比材料的成分减小了视觉伪影。（3）CTP515模块CTP515模块直径15CM，厚4CM，可以测试低对比度。模块内SUPRASLICE低对比度包含一系列不同直径，长度为40MM的圆柱棒，分成三种对比度，在Z轴位置提供准确的对比度值，这种设计使得在螺旋扫描方式下避免了体积的平均错误。每一种对比度下棒的直径分别为2,3,4,5,6,7,8,9和15MM，额定的对比度值是03，05和1。这个模块还包括了独特的SUBSLICE低对比度（缩短的圆柱棒），目标与背景的低对比度是1，Z轴长度分别为3,5和7MM。每一种长度的直径分别为3,5,7和9MM。此模块的对比度材料是固体材质，避免了配置特殊的对比度溶液的麻烦。此外，不同目标和背景的有效原子数是相同的，仅仅是密度不同，这样既能体现不同物质不同的有效衰减系数，又避免了伪影的产生。4CTP486模块CTP486均匀模块由两个部分组成，每一部分直径15CM，用于测试场均匀性和噪声。一般采用水模测试均匀性和噪声，但液体水模因水质不同会导致衰减系数不同，灌注液体水又使操作起来很不方便。而固体水不存在这些问题，并且不会有泄漏和结冰等问题。5体模外壳和体模箱CATPHAN424、CATPHAN412、CATPHAN402的体模外壳呈圆柱形，长20CM，直径20CM，从外壳底端放入各个测试模块，体模外壳末端的四个铜制旋钮用于支撑体模支架。而体模箱用于放置和保护体模，同时具有定位功能。4CT性能参数41主要性能参数CT设备的主要检测性能参数包括定位光、层厚、CT值、噪声、均匀性、高对比度分辨力、低对比度分辨力、剂量、诊视床定位精度、扫描架倾角及X射线管电压1。目前我国CT设备主要性能参数指标见表25。表25CT设备主要性能参数指标要求性能参数检测条件验收检测状态检测稳定性检测定位光（MM）35层厚S8MM8MMS2MMS6254210155033基础值的15基础值的15基础值的15基础值的15低对比度分辨力（对比度06）（MM）16CM体模32CM体模408056120剂量（MGY）16CM体模32CM体模中心50表面80中心20表面7050802070诊视床定位（MM）定位归位2152222扫描架倾角（度）222在这些性能参数中，空间分辨力、低对比分辨力、噪声和均匀性是CT机的比较重要的指标，下面将对这四项指标的检测方法做一个论述。42空间分辨力的测量方法421定义空间分辨力（SPATIALRESOLUTION）又称高对比度分辨力（HIGHCONTRASTRESOLUTION），它是衡量CT图像质量的一个重要参数，是测试一幅图像的量化指标，是指在高对比度（密度分辨力大于10）的情况下鉴别细微的能力，即显示最小体积病灶或结构的能力3。它的定义是在两种物质CT值相差100HU以上时，能分辨最小的圆形孔径或是黑白相间（密度差相同）的线对数，单位是MM或LP/CM。其换算关系为5LP/CM可分辨的最小物体直径MM4。422检测方法目前常用的检测CT空间分辨力的方法有以下几种（一）调制传递函数（MTF）的截止频率法。如图22，此函数将图像中对比度描述为一个空间频率的函数，而被照物中的对比度假定为100，所以它描述了成像过程中对比度的降低，于是截止频率决定了分辨力的极限。此种方法都内置于CT设备系统中，用于自检。系统可以自动计算并画出调制传递函数（MTF）曲线，由此得出MTF在百分数多少的线对值。MTF的百分数越低，线对数越高。有的厂家技术参数表中给出的是MTF0时的数据，即截止频率的数据，以显示较高的空间分辨力。但是截止频率的线对数是没有实际意义的，一般应采用MTF5或MTF10来判断机器的空间分辨力5。图22MTF截止频率法（二）分辨成排圆孔大小法。如图23，可分辨一组圆孔的大小，每组圆孔按彼此间的中心距离等于该组圆孔直径的2倍的方式排列，每组圆孔的孔径值即为对应空间分辨力的数值，单位是MM6。图23分辨成排圆孔大小法（三）分辨线对数法。如图24，这种方法的测试模块一般由塑料或有机玻璃制成，在模块内含有几组高密度的（金属）针条，每组针条宽度和排列方式有一定的规律。其结果组成由由宽到窄、黑白相间的直线组图像来测试，空间分辨力就用分辨最小针距的本领来描述，用每厘米可分辨的线对数（LP/CM）来表示7。在标准算法下，普通CT空间分辨力为57LP/CM；在增强算法下，好的CT设备的空间分辨力可达21LP/CM。可分辨一组黑白相间线对的间距尺寸。不同线对数的线对卡,对应不同的空间分辨力。共有21组，即121LP/CM。图24分辨线对数法43低对比度分辨力的测量方法431定义低对比分辨力（LOWERCONTRASTRESOLUTION）又称密度分辨力（DENSITYRESOLUTION）。这也是影响CT图像质量的一个重要参数，其定义是当细节与背景之间具有低对比度时，将一定大小的细节从背景中鉴别出来的能力。也就是能够分辨两种低密度差的物质一般其CT值为相差35HU构成的圆孔的最小孔径大小，即可分辨的最小密度值。低对比度分辨力与X线剂量有很大关系，当剂量大时低对比度分辨力会有所提高，因此在评价低对比分辨力时一定要了解使用的剂量，并且要和测量CT剂量指数CTDI时的值一致8。532检测方法目前常用的检测CT低对比度分辨力的方法是通过分辨不同直径、深度的内充低密度溶液的圆孔来检测。以密度差（）和孔径（MM）来表示。CT机有较高的低对比度分辨力，其典型值为0510。如图25所示。图25低对比度分辨力44噪声和均匀性的测量方法噪声H指均匀性物质的影像中给定区域CT值对其平均值的变异。通常可以用感兴趣区中均匀物质CT值的标准差（SD）表示,与扫描剂量有关。噪声的计算方法取5个测量区的CT值的标准偏差平均值（SD平均），噪声水平以下式计算（21）式中H噪声水平；K1000HU。均匀性在扫描野中，匀质体各局部在CT图像上显示出CT值的一致性。均匀性的检测是确定重建过程准确性的简单和直接的途径。为了评价扫描平面的均匀性，在模拟临床条件扫描一适当尺寸和均匀衰减的实验物体9。10KSD第三章CT性能参数的检测1检测材料11性能测试体模美国模体实验室的CATPHAN500体模12检测设备本文选取济南军区总医院的三台螺旋CT设备进行检测，其扫描条件如下（1）SIEMENSSOMATOMSENSATION16120KV,310MAS,准直宽度1215MM,标称层厚9MM、45MM、15MM,重建矩阵512512,视野FIELDOFVIEW,FOV150MM150MM,重建算法为H31SMEDIUMSMOOTH。（2）SIEMENSSOMATOMSENSATION64120KV,380MAS,准直宽度2412MM,标称层厚96MM、48MM、24MM,重建矩阵512512,FOV150MM150MM,重建算法为H31SMEDIUMSMOOTH。（3）东软CTC3000120KV,300MAS,标称层厚7MM,重建矩阵512512,FOV150MM150MM,重建算法为脑组织。2体模定位21步骤将体模和木箱放置在诊视床上，然后将CATPHAN体模从木箱中取出，并挂在木箱的一边。注意去掉诊视床的床垫，将木箱直接放在诊视床上，确保体模和木箱放置稳固。利用水平仪通过调节指旋螺丝将体模放平，待体模放平后滑动体模将X轴的激光定位等对准体模CTP401的中心点。然后利用床的升降按钮将体模在Y轴的中心对准激光等的Y轴方向，并将床位清零。扫描体模的层CTP401，利用获得的图像来决定体模是否摆放到位10。如图31所示。图31CATPHAN500体模定位图22定位注意事项将机架角度设置为零,在扫描CTP401时将扫描层数设置为1层，床步进距离（INDEX）设为0,确保扫描后床的位置不动。图32（A）图32（B）图32（C）图32（D）23体模位置校准根据扫描CTP401的图像来评价体模的位置是否方正。在CTP401模块中有4个斜置的23度细线。体模放置位置是否精确可以通过细线的投影来判断。如图32所示。将CT设备的定位光对准测试模块的中心面（模块中心面油白点标识），在标准头部扫描条件下进行单层扫描，记录图像号；观察所得的扫描图像，如所得的图A所示，则定位光误差为0；如图B所示，如果两对斜边投影所成的影像长短不一，偏转方向不一致，说明体模摆放有所倾斜，这时说明定位光在X和Y方向均有偏差，需重新摆放体模再扫描；如C图所示，如果两对斜边投影像逆时针偏转，则要求诊视床向内进床；或者斜边像顺时针偏转，如D图，则需诊视床向外退床11。如果从图像分析体模摆位不准确，则将体模重新摆放再扫描，得出的图像没有改变的话，则需调整激光定位灯。体模一旦摆放完毕后，可以开始正式的检测了。3空间分辨力的测量31检测步骤1定位放置CATPHAN500体模在扫描床上,调节水平,用定位光定位在CTP528中部。2设置扫描条件选取被测CT内置的标准头部条件，按三种机型各自的扫描条件扫描。3按设置好的条件进行扫描在对第一层模块中心面扫描后,只要让扫描床前进30MM,就可以对准第二层模块CTP528的中心面进行扫描。该模块中心面上嵌有从1到21LP/CM的高对比度的物体。4图像分析调出扫描出的图像，将窗宽调至最小一般为0或1，再调整窗位，找出能分辨清楚的最高一级线对，要求线对中每条线不能有断缺和粘连。结果由图像上直接读出，分别读取2，5，10，50处的线对数，记录结果，从而得出空间分辨力，若低于5LP/CM，则判断此项为不合格12。32影响因素1探测器孔径的宽窄，孔径越窄，孔径转移函数越宽，空间分辨力就越高。2焦点尺寸，因焦点小的X线管产生窄的X射线，可获得较高的空间分辨力。3探测器之间的距离，它决定了采样间隔，间隔越小空间分辨力越高。4在图像重建中选用的卷积滤波器的形式不同，空间分辨力也不同。5X射线剂量、矩阵、层厚、像素大小，扫描装置噪声等对空间分辨力均有影响。层厚越薄，空间分辨力越高；但层厚越薄，噪声就越大，低对比分辨力就会降低13。4低对比度分辨力的测量41检测步骤（1）定位将模体置于扫描野中心，并使模体轴线垂直于扫描层面。将CT定位光定位在CTP515中心位置。（2）设置扫描条件选取被测CT内置的标准头部条件，按三种机型各自的扫描条件扫描，同时扫描模体中心位置的辐射剂量应不大于50MGY14。（3）按设置好的条件进行扫描在对第一层模块中心面扫描后,只要让扫描床前进70MM,就可以对准第三层模块CTP515的中心面进行扫描。（4）图像分析调出扫描出的图像，观察低对比度为05的系列圆孔。在15MM的圆孔中选取一个感兴趣区（ROI），测量并记录其平均CT值和标准偏差（SD）值；在圆孔外侧选取一个感兴趣区（ROI），测量并记录其平均CT值和标准偏差（SD）值15。之后，按公式31、（32）调整窗宽（WW）、窗位（WL）。CTM为目标物的CT值；CTB为背景的CT值WW（CTMCTB）5SDMAX31WL（CTMCTB）/232观察调整后的图像，选出能看清楚的最小直径的05圆孔，从而得出低对比度分辨力。若高于5MM，则判断此项为不合格16。42CT低对比度分辨力的影响因素1噪声的限制。噪声越大，图像中的颗粒度就越大，低对比度分辨力下降。2X线剂量的大小。X线剂量加大，探测器吸收的光子量增加，信噪比提高，噪声下降，低对比度分辨力上升17。5噪声和均匀性的测量51检测步骤（1定位放置CATPHAN500体模在扫描床上,调节水平,用定位光定位在CTP486中部（2设置扫描参数使用头部扫描条件作断层扫描，按三种机型各自的扫描条件扫描。（3扫描在对第一层模块中心面扫描后,只要让扫描床前进110MM,就可以对准第四层模块CTP486的中心面进行扫描。（4获取图像,并分别测量中心点、3、6、9、12点五个位置的CT值,标准偏差18。（5用ROI软件在中心点测量的CT值的平均值为该机的水CT值,第3项测的区域的CT值与中心点测得的CT值的最大差值表示该CT设备的均匀性,两者均用HU表示。（6在图像中心用ROI软件测量CT值的标准偏差。取测得的CT值的标准偏差的最大值带入（33）式中就为该CT机的噪声N19。N013352影响因素（1）X线的剂量，增大X线的剂量可以降低X线量子噪声干扰，减少X线管及电子路元件产生固有噪声的影响。（2）像素越大，噪声越低（3）如果噪声不变，断层厚度降为一半时，剂量要增加两倍。因此，层厚越薄，噪声水平越高。（4）窗口设置对噪声的影响CT图像中噪声的可见度与观察图像时所用的窗口设置有关，窗口小，对比度提高，但也使噪声的对比度和可见度增加。（5）算法对噪声的影响用于CT图像中的一些数学过滤器能够通过图像的平滑或者模糊来减少图像噪声19。6结果各项检测结果见表31表31检测数据表CT型号SIEMENSSOMATOMSENSATION16SIEMENSSOMATOMSENSATION64东软CTC30001空间分辨力（LP/MM）0710710712低对比度分辨力（MM）31，30531，30531，4053噪声0450290354均匀性HU402251结论根据表25所列CT设备主要性能参数的指标要求，得知被测CT各项指标均符合要求。为了提高CT影像的图像质量，降低CT受检者的照射剂量，应定期对CT的质量进行检测。根据正当化的原则进行CT检查，防止一次CT检查扫描层面过多，扫描时应尽量避开敏感部位，技术上要求准确定位，避免重复扫描，熟悉和充分利用CT设备对图像的后处理功能，在保证影像质量的前提下，减少受检者剂量。第四章总结当今计算机断层成像术己是医疗诊断最重要辅助手段之一,CT的质量保证也越来越广泛的受到医院及质检单位的重视。保证CT设备的正常工作,提供高质量的图像以满足临床诊断需要是CT质量保证的主要目的，从技术或物理的角度来看,一台CT的决定性参数是图像的质量,评价CT设备图像质量的常规性能参数是空间分辨力,低对比度分辨力,噪声、均匀性等等。本文采用理论与实践相结合的方法，对CT的质量保证进行了探讨与研究，并用美国模体实验室的CATPHAN500体模对三台不同CT的关键性性能参数进行了测量。本文研究表明，质量检测是质量控制的重要环节，通过对检测数据进行统计分析有助于评估设备运行的实际工作状态。及时发现问题并有针对性的处理解决，可以获得稳定的高质量的医学诊断影像，同时又使医患人员受照剂量和所需费用达到合理的最低值20。由此可见，开展医疗设备质量控制工作的重大意义，在医院应该深入研究和开展。要认真做好CT设备的质量控制工作,对新购置的CT设备必须及时进行验收检测；更换X线管等大修后应进行验收检测；每半年进行一次CT保养和状态检测；每周用