CT影像技术质量控制与管理

CT影像质量控制与管理医学影像工程教研室本次课程内容CT质控模体及测试仪器简介性能参数测试项目及测试方法Catphan500模体简介及应用举例图像质量评价影响检测准确性的因素检测结果评定方法军队CT设备应用质量检测与评审规范一、CT质控模体及测试仪器简介性能参数测试模体辐射剂量测试模体及剂量测试仪（一）CT性能参数测试体模性能检测体模主要结构组织等效（水）材料均匀模块高对比度分辨力模块低对比度分辨力模块层厚检测模块定位光精度检测模块组织等效（水）材料均匀模块检测CT值准确性、均匀性、噪声水平该模块的作用？对模块材料有严格要求！高对比度分辨力模块空间分辨率测试方法？空间分辨率模块分类线对卡圆孔金属丝空间分辨力模块金属丝（点扩散函数经傅里叶变换得到MTF，用于评价空间分辨率）低对比度分辨率测试模块密度分辨测试模体等效空气、固态水、致密组织、松质骨、中密度骨、致密骨，用于衰减系数校准层厚检测模块层厚检测原理AAPM模体三组倾斜45度设置铝片定位光精度检测模块在模块中嵌有两组分别与X轴、Y轴平行的相对的斜线，4个直径1.25cm的小圆柱体样品，分别用特氟隆（Teflon，高密度物质，类似骨头）、丙烯（Acrylic）、低密度聚乙烯（LDPE）和空气（密度最低）材料做成校准CT值（二）CT辐射剂量检测体模及仪器FDA推荐的剂量测试模体丙烯材料制成辐射剂量检测体模剂量检测仪（探测器）ThermoluminescentDosimeters(TLDs)剂量检测仪（探测器）辐射剂量测试（横断示意图）（三）CT机性能检测常用体模AAPM模（美国医学物理学会）461A型模（美国PMI公司）CATPHAN型模（美国模体实验室）YCIM型CT检测模（北京市放射卫生防护所和中国计量科学研究院）目前国内多个厂家生产近似模体，用于日常质控检测几种体模比较AAPM模体中低对比度分辨力检测模块配制合适的溶液极为困难，一次配制后又不能稳定搁置模体中被检物体与背景的对比度随X射线束的线质的变化比较大，检测不同CT机时，实测对比度相差较大，且只有一种对比度，当对比度远离标称值时难以对该机的低对比度分辨力做出确切的评价空间分辨力检测模块中孔的分级较粗，特别一些低档机只能分辨0.8mm的孔，却不能分辨0.75mm的孔，对于CT机的验收检测评价造成一定困难AAPM模体庞大笨重，没有防止由于热胀冷缩引起的漏水进气的措施AAPM模体中虽有检测MTF的金属丝和检测边缘扩散函数的高对比度界面模块，但检测方法比较复杂，无论对于CT机还是对于检测人员的技术要求都比较高且不直观，孔模虽可进行直观的检测，但密封的空气孔由于经常搬动可能进水而失效监督监测部门携带、使用不方便，目前较多使用Catphan500模体（四）其它检测工具其它检测工具二、性能参数测试项目及测试方法性能参数测试一般性项目质量保证检测项目、要求及实施方法三、Catphan500模体及应用（美国模体实验室研制）注意：模体安置一定要保持水平CTP401：用于测量扫描层厚度、定位光精度、诊视床运动精度和CT值线性或CT值标度CTP528：高对比度分辨力CTP515：低对比度分辨力CTP486：场均匀性和噪声CTP401模块定位光准确性检测CTP401模块定位光/精度检测Z轴与X-Y不垂直时出现的偏移CTP401模块层厚的测量CT层厚定义：CT扫描野中心沿着垂直于扫描平面的直线上用位置的函数来表示CT系统相对灵敏度的曲线称为灵敏度分布曲线此曲线的半高宽(FWHM)被定义为断层厚度现有模体Catphan500测量CT扫描层厚的方法是扫描CAT401模体中一斜置的金属丝,利用几何投影原理金属丝在扫描影像上的长度(CT值分布曲线的半高宽)乘以金属丝与扫描平面夹角的正切(tgα=0.42)即为实际层厚邻边对边tgCT扫描层厚的测量斜面法测量层厚层厚的测量检查目的：确定层厚设定值与实际扫描断层层厚的一致性测量工具：CTP401模块测量步骤：将窗宽调最小，逐渐调高窗位，分别记录斜线消失的窗位和背景出现的窗位，再把图像窗位调至前面2个窗位的中间值，然后测量此时斜线的投影长度，乘以0.42，等于实际的层厚值。结果评价验证CT标称层厚与实际值的偏差层厚偏差：（s,mm,%）CT层厚测量容许误差当S≥8，±10%；S在8-2，±25%S≤2，±50%CTP401模块CT值线性的测量特氟隆Teflon(高密度物质，类似骨头，标准CT值：990)丙稀(Acrylic，标准CT值：120)低密度聚乙稀(LDPE，标准CT值：-100)空气(最低密度，标准CT值：-1000)CTP401模块CT值线性的测量Acrylic(尼龙),CT值120Air,-1000Teflon(聚四氟乙烯),990LDPE(聚丙乙烯)，-100测量原理：CT值与其X线性衰减系数成正比关系称为CT值线性。测量方法：分别测量上述物质的CT值，将4个CT值和线性衰减系数分别标明在坐标轴上，用最小二乘法作出按拟合直线。CTP401模块CTP528模块测试空间分辨率模块结构直径15cm，厚4cm21组高密度线对结构(放射状分布)用于测量空间分辨力，x轴、y轴和z轴的点测试到每厘米21线对）CTP528实际图像21组线对结构CTP515模块测试低对比度分辨率模块结构直径15cm，厚4cm内外两组低密度孔径结构组成（放射状分布）内层孔阵：对比度0.3%、0.5%、1.0%；直径3、5、7、9mm外层孔阵：对比度0.3%、0.5%、1.0%；直径2、3、4、5、6、7、8、9、15mmCTP515实际图象CTP486模块模块结构直径15cm，厚5cm固体均匀材料，“固体水”用于测量场均匀性、噪声等参数水的CT值与CT值场均匀性测量在单层均匀水模图像中心取一个大于100个象素点的ROL，测量CT均值和标准差，后者用来表示噪声;在相当于钟表时针3,6,9,12时的方向上，距离体模边缘约1cm处，取同样大小的ROI，计算CT均值，其中与中心区域CT均值的最大差值用来描述场均匀性。中心CT值:0≤±4HU；中心CT值约为8≤±4HUCT值场均匀性（HU）要求最大△CT≤±4HU(验收）△CT≤±6（状态）CATPHAN500中扫描模块CTP486水的CT值与CT值场均匀性测量水的CT值测量中的几项注意事项CATPHAN500中CTP486模块采用特制的“固体水”中心CT值约为8≤±4HU。检测时使用头颅扫描条件时，某些型号CT的头颅扫描成像函数有专门的颅骨补偿算法，使用通用水模测量水CT值会有较大偏差，建议采用厂家随机器所带的水模测量。CTP486模块噪声(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.要求H≤0.5%或厂方规定要求噪声的计算方法:取上述5个测量区的CT值的标准偏差平均值（SD平均），噪声水平由以下公式计算：式中：H噪声水平%；k=1000HU。10%100kSDH四、CT影像质量评估物理检测固然可以对CT诊断设备进行客观评价，特别在判断其是否符合验收指标时极为重要，但是由于所测各种参数指标对CT图像的诊断价值贡献不同，要判断一台CT机是否还有诊断价值时仅仅看物理测量结果是不够的，还必须拍摄各种典型部位典型窗宽窗位下的临床诊断图像由有资格的临床专家进行评定CT影像质量评估妥善保存检测资料对于分析和测量检测图像，特别是高对比度和低对比度分辨力图像时，观察者的因素起一定的作用，临床诊断图像的评定更与专家的个人素质有关，为了与下一次检测结果进行比较，为了掌握一台CT机的性能变化规律妥善保存每次检测结果特别是检测图像是非常必要的CT影像质量评估CT影像链图像质量的评估方法CT、显示、打印设备、图像的处理总体质量评估随机抽取近2个月的CT影像片脑部：视野≤24cm;层数≥6胸部：视野≤32cm;层数≥6腹部：视野≤32cm;层数≥6腰椎：视野≤32cm;层数≥6评定：甲级；乙级；丙级（不合格）由专家采用双盲法图像进行评价！五、影响测试结果的因素环境因素（环境）温度、湿度、电源电压等测试仪器的性能及准确性（仪器性能）水模、计量仪器等扫描条件及图像重建参数（图像性能参数）mAs、KVp及层厚等检测要求测试仪器必须经过标定与校准；测试过程必须做详细的记录，以便以后作为参考，记录内容包括：环境条件（温度、湿度、电源状态等）测试仪器型号扫描参数图像重建参数六、检测结果评定标准评定结论性能检测不合格项影像片评定合格0项甲级，乙级1项（不含空间分辨率，低密度分辨率）甲级，乙级2项（不含空间分辨率，低密度分辨率）甲级，乙级不合格1项（空间分辨率，低密度分辨率）任何级别3项以上任何级别任何项数丙级以上需要掌握！军队CT设备应用质量检测与评审规范本章复习要点性能测试体模主要包括哪些模块？模块材料及要求辐射剂量测试体模及测量仪特点检测结果的评价影响检测结果的因素CT值、噪声及均匀性检测方法