CT系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法

譯者：陳廣飛，應(yīng)俊，周丹

中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院

本文列出了我們?cè)u(píng)測(cè)計(jì)算機(jī)斷層成像掃描儀時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，以及所進(jìn)行的一些特定測(cè)試。醫(yī)院可以在進(jìn)行采購(gòu)前測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試時(shí)使用這些標(biāo)準(zhǔn)。

除非特別注明，這些標(biāo)準(zhǔn)適用于各種類型的螺旋和軸向CT掃描儀。

1 圖像質(zhì)量

1.1 噪聲特征

噪聲特征應(yīng)該與劑量、層厚度、重建濾波器、采集模式、旋轉(zhuǎn)時(shí)間以及螺距比等相關(guān)的預(yù)期基本理論特征相匹配。

系統(tǒng)的低對(duì)比度分辨率應(yīng)該與供應(yīng)商的標(biāo)簽聲明相匹配。

螺旋和軸向采集的噪聲測(cè)量均利用直徑為 250 mm 的水模體在 120 kVp 下進(jìn)行。參數(shù)（模式、mAs、層厚度、重建過濾器，以及螺距比）根據(jù)需要選擇。噪聲的定義為特定興趣區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。相應(yīng)的X 射線劑量在等中心點(diǎn)各種 mAs 條件下的自由空氣中測(cè)量。至少使用三個(gè)重建濾波器（例如：軟組織、肺以及高解析度）匹配待評(píng)估系統(tǒng)的空間分辨率特征（參見下文有關(guān)如何測(cè)量空間分辨率的描述）。

低對(duì)比度體模在制造商規(guī)定條件下獲得圖像：25 mGy（在 16 cm CTDI [CT 劑量指數(shù)]體模下測(cè)量），以及 X 射線球管高低參數(shù)。 低對(duì)比度體模圖像通過目視評(píng)估，并通過測(cè)量對(duì)比噪聲比（Contrast-to-noise ratio，簡(jiǎn)稱CNR）進(jìn)行量化評(píng)估。

1.2 層厚度及空間分辨率

軸向和螺旋采集層敏感曲線的半高寬（簡(jiǎn)稱FWHM）應(yīng)該符合國(guó)際認(rèn)可的公稱厚度標(biāo)準(zhǔn)或制造商公差。

空間分辨率（使用調(diào)制傳遞函數(shù)（Modulation transfer function，簡(jiǎn)稱MTF測(cè)量）應(yīng)當(dāng)符合供應(yīng)商重建濾波器規(guī)格范圍。

層厚度及空間分辨率特征需要使用標(biāo)準(zhǔn)模體和制造商MTF工具測(cè)量?？臻g分辨率通過根據(jù)供應(yīng)商信息選擇的多種重建濾波器測(cè)量。國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission,簡(jiǎn)稱 IEC）IEC 61223-3-5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（《驗(yàn)收測(cè)試 - 計(jì)算機(jī)斷層成像 X 射線設(shè)備的圖像性能》)定義了驗(yàn)收公差。

1.3 一致性

對(duì)于螺旋和軸向采集，CT 值平均誤差都在應(yīng)該在 5 HU（ 亨氏單位）以內(nèi)，不論是穿過直徑 250 mm 的體?；蛘麄€(gè)探測(cè)器寬度（即沿Z 軸方向）。

沿全部探測(cè)器寬度（Z 軸）軸向采集獲取圖像的噪聲個(gè)數(shù)應(yīng)該一致。

一致性評(píng)估采用標(biāo)準(zhǔn)化圖像采集規(guī)程-120 kVp 以及必要的 mAs，在等中心處劑量為 25 mGy（ 根據(jù) CTDI 體模測(cè)量）。

1.4 心臟圖像質(zhì)量

此標(biāo)準(zhǔn)只適用于具有心臟造影功能的系統(tǒng)，即64 通道系統(tǒng)及更高通道系統(tǒng)。

進(jìn)行前瞻性心電門控時(shí)，在穩(wěn)態(tài)心率 65 bpm 的情況下，使用體模模擬心臟運(yùn)動(dòng)形成的整體圖像質(zhì)量必須是可接受的范圍（即圖像質(zhì)量總評(píng)分必須大于 12。參考測(cè)試方法）。我們更希望掃描心率更高的病人時(shí)，仍然能達(dá)到可接受的圖像質(zhì)量。

圖像使用 ECRI 研究院心臟測(cè)試體模生成。體模包含3根 1.3 mm 導(dǎo)管，每根導(dǎo)管充滿了不同濃度的碘造影劑。導(dǎo)管由微處理機(jī)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)以模擬冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)。電機(jī)速度可調(diào)整以模擬不同的心率。體?？缮膳c導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)同步的心電圖信號(hào)，以便能使用掃描儀的心電門控。體模靜止時(shí)可生成基線圖像以用于比較。使用現(xiàn)有的所有心臟采集技術(shù)生成動(dòng)態(tài)圖像（心電門控，軸向掃描等）。生成的圖像使用最大密度投影技術(shù)重組，每根導(dǎo)管給予從 1 到 5的評(píng)分（1為不可用，5為完全清晰明顯）。最大分值為15分，12分或以上皆為可接受（請(qǐng)參見 2008 年 12 月份Health Device第 370 和 371 頁的詳細(xì)信息）。

2 劑量控制

2.1 劑量控制工具

完成一次計(jì)劃性掃描后，系統(tǒng)需顯示主要采集的預(yù)期劑量（CTDI值及劑量長(zhǎng)度乘積（Dose Length Product，簡(jiǎn)稱DLP））。顯示值應(yīng)當(dāng)和測(cè)量值一致。

我們更偏好于在輸入密碼后才能執(zhí)行掃描方案的任何永久性變動(dòng)。

CT 系統(tǒng)需能夠基于患者實(shí)際體型和衰減量（例如：根據(jù)掃描前采集計(jì)劃進(jìn)行測(cè)量）進(jìn)行自動(dòng)曝光控制（Automatic Exposure Control，簡(jiǎn)稱 AEC）。如果劑量控制能夠在三個(gè)空間維度上有區(qū)別則更為理想。

自動(dòng)曝光控制必須能夠承受極端體型的病人，而且最好不需要用戶進(jìn)行任何調(diào)整。

兒科檢查的輻射劑量應(yīng)該根據(jù)需要掃描的身體部位尺寸或衰減性來決定，而不是僅根據(jù)患者的身高、體重或年齡（因?yàn)樽罴哑毓馊Q于患者尺寸而非年齡）。

如果制造商能夠向 ECRI 研究院展示額外可選或標(biāo)準(zhǔn)劑量控制功能的有效性就更為理想。

所有劑量控制功能的特性都是通過制造商展示來進(jìn)行評(píng)估，包括使用體模進(jìn)行測(cè)量。

2.2 噪聲抑制軟件

最好具備噪聲抑制軟件以減少噪聲，提高對(duì)比噪聲比（簡(jiǎn)稱 CNR）。

不會(huì)降低空間分辨率的噪聲抑制軟件更為理想。

使用噪聲抑制軟件時(shí)最好不會(huì)顯著影響圖像處理速率。

所有噪聲抑制軟件的有效性均通過測(cè)量其在直徑250 mm 水模體上的噪聲效果評(píng)估（參見上文的噪聲特征）。圖像噪聲的效果則通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)重建濾波器和劑量水平進(jìn)行評(píng)估。

對(duì)比噪聲比的效果通過測(cè)量低對(duì)比度體模（Catphan）圖像的像素值評(píng)估。對(duì)比度定義為 15 mm 的細(xì)節(jié)圖的平均像素值，以及環(huán)繞該細(xì)節(jié)圖5 mm 直徑環(huán)的平均像素值。噪聲定義為噪聲測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。比較了附加或不附加噪聲抑制軟件的對(duì)比噪聲比值

通過測(cè)量含有超過 250 層的掃描，以及通過最快速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行采集的總時(shí)間（從按下曝光按鈕直到最終圖像顯示）評(píng)估噪聲對(duì)圖像處理時(shí)間的影響。

2.3 劑量報(bào)告

檢查完成后，應(yīng)該顯示劑量報(bào)告并以圖片或醫(yī)學(xué)數(shù)字影像傳輸標(biāo)準(zhǔn)(Digital Imaging and Communication in Medicine，簡(jiǎn)稱DICOM)表頭數(shù)據(jù)隨檢查數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)。

劑量報(bào)告最好以 DICOM 劑量結(jié)構(gòu)化報(bào)告 (參見 DICOM補(bǔ)充文件第 127 號(hào)）標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)，而且系統(tǒng)可支持醫(yī)療信息系統(tǒng)集成（Integrating the Healthcare Enterprise，簡(jiǎn)稱IHE）的輻射劑量監(jiān)測(cè)報(bào)告。

制造商最好能夠提供允許審查和監(jiān)控 CT 劑量數(shù)據(jù)的軟件。

所有劑量報(bào)告功能的特性均通過展示和評(píng)審 DICOM 一致性文件和 IHE 集成聲明進(jìn)行評(píng)測(cè)。

3 工作流集成

3.1 用戶界面工具

最好可在控制臺(tái)使用最少的鼠標(biāo)點(diǎn)擊，即能夠自動(dòng)執(zhí)行多道例行程序的計(jì)劃掃描步驟。

最好具備掃描自動(dòng)化工具（例如：造影觸發(fā)）及可直接使用。

CT 造影注射器必須能夠與 CT 系統(tǒng)集成。我們更希望在 CT 控制臺(tái)能夠完全控制造影注射器，并根據(jù)選擇的檢查方案進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

我們希望檢查的后圖像制備（例如：3-D 重組）能夠自動(dòng)進(jìn)行。

技術(shù)人員最好能夠通過控制臺(tái)聯(lián)系到制造商的應(yīng)用專員（例如：通過電郵 應(yīng)用程序）。

我們要求制造商展示用戶界面，包括任何專門設(shè)計(jì)用來增強(qiáng)工作流的功能。

3.2 圖像處理

我們希望圖像處理的步驟能夠自動(dòng)化（例如：集成到掃描方案中），包括能夠生成 3-D 視圖。

我們希望制造商能夠提供額外的工作站用于高端處理和可視化。

我們要求制造商展示圖像處理功能和性能

3.3 IT 集成

系統(tǒng)作為服務(wù)類用戶（service class user,簡(jiǎn)稱SCU）、服務(wù)類提供者（service class provider，簡(jiǎn)稱SCP）,或二者兼具（SCU/SCP），必須符合下列 DICOM服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)：

（1）CT 圖像存儲(chǔ)（1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2）（至少為SCU ； SCU/SCP 更佳）

（2）Study Roo查詢/檢索Find（1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.1）（SCU/SCP）

（3）Study Root查詢 /檢索 Move（1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.2 ）（SCU/SCP）

（4）設(shè)備工作表(1.2.840.10008.5.1.4.31)（SCU）

（5）驗(yàn)證 （1.2.840.10008.1.1）（SCU/SCP）

（6）基本灰度打印管理元（1.2.840.10008.5.1.1.9）（SCU）

（7）原始端執(zhí)行進(jìn)程記錄（Modality Performed Procedure Step，簡(jiǎn)稱MPPS）（1.2.840.10008.3.1.2.3.3）（SCU）

（8）存儲(chǔ)確認(rèn) （1.2.840.10008.1.20.1）（SCU）

系統(tǒng)最好可支持以下 IHE 集成模型：

（1）預(yù)約工作流 （Schedule Workflow,簡(jiǎn)稱SWF）

（2）患者信息整合 （Patient Information Reconcilation，簡(jiǎn)稱PIR）

（3）圖像一致性表達(dá) （ConsistentPresentation of Images,簡(jiǎn)稱CPI）

（4）成組操作的表達(dá) （Presentation of Grouped Procedures,簡(jiǎn)稱 PGP）

（5）關(guān)鍵圖像標(biāo)記 （Key Image Note，簡(jiǎn)稱KIN）

我們分析了制造商的 DICOM 和 IHE 文件。

4 高級(jí)應(yīng)用

最好具備高端圖像采集技術(shù)，例如：動(dòng)態(tài)圖像。

我們要求制造商展示并提供任何可用的高端采集應(yīng)用詳細(xì)信息。

5 服務(wù)

（3）最好可讓用戶預(yù)約預(yù)防性維修保養(yǎng)檢查。

（4）制造商最好能夠提供遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)，包括針對(duì)設(shè)備問題的主動(dòng)響應(yīng)。

（5）首次呼叫的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)該少于1小時(shí)，而服務(wù)人員應(yīng)該在4小時(shí)內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

（6）必須為醫(yī)院?jiǎn)T工提供服務(wù)培訓(xùn)。

我們要求制造商提供可用服務(wù)選項(xiàng)的詳細(xì)信息。

可選項(xiàng):

（1）制造商必須提供不同的服務(wù)選項(xiàng)，從 24×7 全天候服務(wù)到有限的材料和時(shí)間服務(wù)。

（2）應(yīng)該備有不同的X 射線球管服務(wù)供客戶選擇。

6 升級(jí)

可選項(xiàng): 最好備有可升級(jí)選項(xiàng)。

我們要求制造商提供升級(jí)選項(xiàng)和限制的詳細(xì)情況。