數(shù)字X射線攝影的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

董海斌

數(shù)字X射線攝影系統(tǒng)由影像探測(cè)器、控制器、X射線機(jī)、工作站外加激光像機(jī)等組成，質(zhì)量控制的內(nèi)容也貫穿于整個(gè)成像鏈的全過(guò)程。X射線機(jī)的攝影參數(shù)、控制臺(tái)上原始圖像的確定、工作站圖像的后處理與調(diào)整、激光像機(jī)的密度、對(duì)比度和特性曲線的調(diào)節(jié)、膠片特性與藥液顯影效力等都制約著圖像質(zhì)量[1]。因此，DR系統(tǒng)圖像的質(zhì)量保證(quality assurance，QA)和質(zhì)量控制(quality control，QC)的范圍，應(yīng)是整個(gè)成像鏈每一環(huán)節(jié)都實(shí)行具體的控制措施，也應(yīng)包括相應(yīng)的管理制度和操作規(guī)范。另外機(jī)器的安裝驗(yàn)收、每年的性能測(cè)試和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)都是質(zhì)量控制范圍。

1 材料與方法

1.1 儀器

使用儀器為①美國(guó)HOLOGKC公司的直接數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)，CPI高頻X射線機(jī)。非晶硒平板探測(cè)器，像素為139 um，北京東健DJ-PACS圖像處理工作站；②島津Sonialvision Safire Ⅱ大平板多功能數(shù)字透視攝影系統(tǒng)，非晶硒平板探測(cè)器17×17英寸；③佳能板床邊DR14×17英寸，柯達(dá)7500DR及干式和濕式激光相機(jī)；④瑞典奧利科CR、DR-26檢測(cè)摸體和RMP系列質(zhì)量控制檢測(cè)裝置，自制X射線攝影比例尺、100階鋁梯、低對(duì)比測(cè)試卡等質(zhì)量控制檢測(cè)裝置。

1.2 方法

在設(shè)備安裝維護(hù)及每年定期檢測(cè)時(shí)，對(duì)如下指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)和校準(zhǔn)：①空間分辨率；②密度分辨率；③動(dòng)態(tài)范圍；④均勻性；⑤可見(jiàn)光野與X射線野和空間距離準(zhǔn)確性。對(duì)使用人員制定操作規(guī)范，使攝影體位和曝光參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。

2 結(jié)果

通過(guò)全方位質(zhì)量控制，使圖像質(zhì)量明顯提高，照片優(yōu)質(zhì)率由70%提高到90%以上。標(biāo)準(zhǔn)的X射線曝光參數(shù)是取得優(yōu)質(zhì)圖像的先決條件，適宜的X射線曝光劑量由于慮線器的柵比、半徑等不同，各機(jī)器劑量與屏膠系統(tǒng)存在一定差別，一般不超過(guò)10%～20%，X射線束準(zhǔn)直度和濾線器偏斜測(cè)試調(diào)整保證了圖像不失真，而且圖像密度均勻X射線量也可減少。噪聲測(cè)試隨著曝光量的增加而減少，而圖像清晰度信息量提高[2]。密度分辨率能達(dá)到7級(jí),低對(duì)比度被測(cè)試機(jī)器都能顯示0.5 mm的小孔，兩臺(tái)能顯示0.3 mm的小孔。100階鋁梯測(cè)試大部分機(jī)器在工作站上分段調(diào)節(jié)全部顯示，個(gè)別機(jī)器只能顯示86～95階。空間分辨率測(cè)試硒板和硅板都能達(dá)到3.6 LP/mm，光野偏差均＜2%。成像板工作環(huán)境溫度的標(biāo)準(zhǔn)和定期校準(zhǔn)，保證了圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性。工作站參數(shù)的調(diào)整應(yīng)結(jié)合相機(jī)打印參數(shù)或洗片機(jī)藥液的情況對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)。激光相機(jī)與膠片做出相應(yīng)的調(diào)整，確保打印出的照片質(zhì)量穩(wěn)定[3]。

3 討論

目前數(shù)字化攝影機(jī)品種較多，圖像處理方法和圖像質(zhì)量也不完全一樣，當(dāng)然主流為非晶硒和非晶硅FPD。數(shù)字?jǐn)z影DR在臨床中已經(jīng)應(yīng)用10多年，早期的機(jī)器曝光后7 s在顯示器上顯示圖像,15 s后才能進(jìn)行下一次曝光[4]。功能只是一般攝影和能量減影，2002年后出現(xiàn)適用于心血管的數(shù)字減影小平板探測(cè)器，時(shí)間分辨率提高到30 f/s[5]。2004年前后出現(xiàn)大平板DR，可脈沖透視、攝影、融合體層、多幅圖像拼接、能量減影等，2009年出現(xiàn)能無(wú)線傳送圖像信息的DR[6]。非晶硒80 um像素專用于乳腺攝影的探測(cè)器，用于床邊攝影的移動(dòng)DR擴(kuò)大了數(shù)字?jǐn)z影應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)字?jǐn)z影圖像質(zhì)量的優(yōu)劣與機(jī)器的性能和設(shè)備參數(shù)的穩(wěn)定性有關(guān)，但是與操作者的業(yè)務(wù)水平和對(duì)機(jī)器性能特點(diǎn)的掌握也有很大關(guān)系。要保證一幅優(yōu)質(zhì)的照片整個(gè)成像鏈每一環(huán)節(jié)都應(yīng)做到最佳，其中某一環(huán)節(jié)處理不好，最后圖像質(zhì)量的好壞就以最差環(huán)節(jié)為基準(zhǔn)，其他環(huán)節(jié)做的再好其作用不大。

定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)、保持設(shè)備運(yùn)行所需的溫度和濕度，保證了圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性。工作站室內(nèi)光線亮度和顯示器亮度要適中且相對(duì)穩(wěn)定，以適合操作者對(duì)圖像觀察和調(diào)節(jié)，使打印出的照片質(zhì)量最佳。工作站的窗寬窗位，激光相機(jī)密度和對(duì)比度及藥液的顯影效力應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，使圖像質(zhì)量保持穩(wěn)定[7]。

3.1 與研制人員的相關(guān)因素

分辨率(空間、密度、時(shí)間)、像素有效尺寸、MTF、DQE、信噪比、噪聲、探測(cè)器靈敏度、探測(cè)器的溫度特性、灰階。

3.2 與計(jì)算機(jī)人員的相關(guān)因素

操作系統(tǒng)、采集和存儲(chǔ)圖像、工作站后處理；窗寬窗位，組織均衡，邊緣增強(qiáng)，G曲線，黑白反轉(zhuǎn)，位置旋轉(zhuǎn)，放大縮小，圖像降躁，各種測(cè)量，文字標(biāo)記，減影與CAD等[8]。

3.3 與使用人員的相關(guān)因素

設(shè)備的校準(zhǔn)與調(diào)試、攝影參數(shù)、濾過(guò)板與光柵、濾線器與焦板距、環(huán)境(溫度、濕度、電磁)、匹配、軟閱讀、硬拷貝。

3.3.1 攝影位置與曝光參數(shù)

首先把攝影位置擺放標(biāo)準(zhǔn)，X射線曝光參數(shù)調(diào)節(jié)適當(dāng)。DR成像板與屏膠組合系統(tǒng)成像投照條件有所不同，kV增加時(shí)，DR圖像整體對(duì)比度無(wú)明顯變化，而屏膠系統(tǒng)對(duì)比度會(huì)下降。kV降低時(shí)，DR圖像能造成顆粒度增加，而屏膠系統(tǒng)能使對(duì)比度增加。ma/s增加能使DR影像得到好的層次，屏膠系統(tǒng)能增大密度。ma/s減少時(shí)，DR系統(tǒng)得到的影像粗糙有躁聲，而屏膠系統(tǒng)影像顯示密度不足。DR圖像灰階范圍大，窗寬窗位可任意調(diào)節(jié)，分辨率高，圖像層次豐富，細(xì)節(jié)顯示清晰。當(dāng)然圖像質(zhì)量與操作技術(shù)、工作站及像機(jī)等設(shè)備的特性因素都有很大關(guān)系。準(zhǔn)確的X射線曝光量是正常發(fā)揮圖像后處理功能的基礎(chǔ)和保證，雖然數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)曝光寬容度明顯大于普通平片，但是如果曝光劑量過(guò)小，會(huì)使后處理技術(shù)的調(diào)節(jié)范圍縮小，圖像甚至可能出現(xiàn)噪聲及對(duì)比度下降[9]。

3.3.2 設(shè)備安裝后的檢測(cè)與校準(zhǔn)

(1)用RMP801型裝置進(jìn)行X射線束準(zhǔn)直度測(cè)試校準(zhǔn)，使X射線束照射野中心線垂直于成像板中心。

(2)濾線器偏斜測(cè)試：用RMP901裝置測(cè)試，這項(xiàng)工作應(yīng)結(jié)合線束準(zhǔn)直度測(cè)試一同進(jìn)行。

(3)高對(duì)比度分辨率測(cè)試：用RMP601型測(cè)試卡、曝光后圖像經(jīng)工作站進(jìn)行處理時(shí)不放大也不縮小打印膠片。

(4)低對(duì)比度分辨率測(cè)試：用RMP701型測(cè)試裝置(最小孔徑為1 mm)和自制測(cè)試板進(jìn)行測(cè)試(最小孔徑為0.3 mm)。

(5)鋁梯測(cè)試；用自制100階鋁梯進(jìn)行曝光量和圖像信息觀察范圍的測(cè)試。

(6)噪聲測(cè)試：用2 cm厚鋁板，分2組攝影條件曝光后經(jīng)工作站處理打印膠片，根據(jù)照片直接用視覺(jué)分辨噪聲大小。

3.3.3 探測(cè)器(成像板)

探測(cè)器是直接數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)的核心部件，生產(chǎn)工藝復(fù)雜價(jià)格昂貴，應(yīng)定期對(duì)探測(cè)器進(jìn)行校準(zhǔn)，不同的機(jī)器校準(zhǔn)間隔時(shí)間也不一樣，一般每周進(jìn)行一次校準(zhǔn)。對(duì)工作環(huán)境要求嚴(yán)格，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響成像質(zhì)量，成像板的工作溫度要求≤25 ℃，相對(duì)濕度在15%～75%之間為宜[10]。

3.3.4 工作站的質(zhì)量控制

工作站是圖像進(jìn)行后期處理和存檔的設(shè)備，應(yīng)有專人操作處理。它可以提高影像的對(duì)比度，減少噪聲銳化邊緣，調(diào)節(jié)合適的窗寬窗位使圖像顯示最佳后進(jìn)行編輯打印膠片。原始圖像的位置、大小在工作站上可以剪切調(diào)整，使打印出的照片位置、大小合適，取景美觀。膠片和沖洗套藥如果是高反差的窗寬就應(yīng)加大，反之窗寬就應(yīng)調(diào)小。操作技師要了解診斷方面的知識(shí)，使調(diào)節(jié)圖像的參數(shù)更加有利于診斷。顯示器的亮度、對(duì)比度以及室內(nèi)亮度都應(yīng)調(diào)節(jié)適當(dāng)并要相對(duì)穩(wěn)定[11]。

3.3.5 激光像機(jī)的質(zhì)量控制

激光像機(jī)是得到一幅優(yōu)質(zhì)照片的關(guān)鍵設(shè)備，有氦氖和紅外激光之分，有干式和濕式激光像機(jī)之分?？梢允謩?dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)打印密度、對(duì)比度、特性曲線等參數(shù)，并應(yīng)定期進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)和機(jī)器的清潔，以使打印出的照片獲得最佳效果[12]。

3.3.6 膠片與沖洗

激光膠片為單面涂布乳劑型膠片，有蘭色調(diào)基底和透明無(wú)色片基,激光膠片有干式和濕式之分。目前多數(shù)醫(yī)院使用干式激光像機(jī)直接出片，無(wú)需洗片機(jī)，而濕式片對(duì)沖洗套藥有一定要求，所以膠片與藥液應(yīng)匹配，而且藥液效力隨著沖洗膠片數(shù)量的增加而逐步衰減，如果不做出相應(yīng)的調(diào)整，打印出的照片密度和對(duì)比度及清晰度都會(huì)降低，因此工作站、激光像機(jī)和藥液等應(yīng)合理匹配調(diào)整，方能打印出符合診斷的優(yōu)質(zhì)照片。

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