數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)性能檢測(cè)和質(zhì)量控制

胡益斌，扈尚澤

1.江蘇省人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處，江蘇南京 210029；2.江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院，江蘇 南京 210007

隨著介入放射學(xué)的迅速發(fā)展，數(shù)字減影血管造影（DSA）在醫(yī)院得到了廣泛應(yīng)用。但是，DSA系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家眾多，型號(hào)、配置不統(tǒng)一，性能、質(zhì)量參差不齊，為滿(mǎn)足臨床診斷介入要求，必須要有統(tǒng)一的評(píng)介和檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院、江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院和江蘇省人民醫(yī)院等單位聯(lián)合起草制定了JJG 1067-2011《醫(yī)用診斷數(shù)字減影血管造影（DSA）系統(tǒng)X射線輻射源檢定規(guī)程》[1]，為DSA系統(tǒng)的計(jì)量檢定、性能檢測(cè)和質(zhì)量控制提供了統(tǒng)一的評(píng)價(jià)和檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)2年多的實(shí)施，證明本規(guī)程是一套切實(shí)可行的性能檢測(cè)方案，保證了DSA系統(tǒng)的安全性和有效性，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。為了檢定規(guī)程能廣泛地推廣和更好地貫徹執(zhí)行，本文進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 性能檢測(cè)和質(zhì)控思路

DSA系統(tǒng)的性能檢測(cè)和質(zhì)量控制必須依據(jù)設(shè)備的技術(shù)性能指標(biāo)和醫(yī)院使用的實(shí)際情況。經(jīng)過(guò)調(diào)研，檢測(cè)內(nèi)容以X線輻射源和圖像質(zhì)量為主，檢測(cè)項(xiàng)目主要有輻射輸出的空氣比釋動(dòng)能率、輻射輸出的質(zhì)（HVL）、X射線管電壓、X射線管的焦點(diǎn)，模擬血管最小尺寸、空間分辨力、低對(duì)比度分辨力、對(duì)比度線性和減影性能影響[2-6]。其中，X射線管焦點(diǎn)的檢測(cè)不屬于常規(guī)的性能檢測(cè)和質(zhì)量控制項(xiàng)目，本文沒(méi)有詳細(xì)介紹。

2 檢測(cè)儀器和模體

診斷水平劑量?jī)x、測(cè)量半值層用鋁片；模擬血管最小尺寸檢測(cè)模體，造影劑濃度為150 mg/cm3的模擬血管和寬度為（1/4、1/2、3/4）的血管畸變；空間分辨力測(cè)試卡：尺寸為50 mm×50 mm，線對(duì)為0.6～5.0 Lp/mm，共20組線對(duì)，鉛箔厚度為0.05 mm；低對(duì)比度分辨力檢測(cè)模體：長(zhǎng)度為150 mm，造影劑濃度為（2.5、5、10）mg/cm3，每組有4種不同直徑0.5、1.0、2.0、4.0 mm的模擬血管；對(duì)比度線性檢測(cè)模體：對(duì)比度分別為0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、10.0%、20.0%；骨骼模塊：厚度為0.5、1.0、1.5 cm。

3 檢測(cè)方法

3.1 空氣比釋動(dòng)能率

將診斷水平劑量?jī)x的探測(cè)器置于X射線照射野的中心，探測(cè)器的中心軸與射線束垂直，設(shè)置影像接收器輸入面與X線管焦點(diǎn)距離（SID）最小，在自動(dòng)控制方式下，最大視野（FOV）和最大幀數(shù)脈沖透視或連續(xù)透視的條件下，不附加其他衰減層，用足夠厚的鉛板遮擋住影像接收器，透視3 s以上，測(cè)量沿X射線中心線在距影像接收器上方30 cm處的空氣比釋動(dòng)能率。

在上述規(guī)定條件下，重復(fù)測(cè)量3次以上，取其平均值，按公式(1)計(jì)算空氣比釋動(dòng)能率 ，單位為mGy/min。

式中:M——診斷水平劑量測(cè)量3次的平均值，單位為div·min-1；NK——電離室或半導(dǎo)體探測(cè)器空氣比釋動(dòng)能率的校準(zhǔn)因子，mGy·div-1；KTP——電離室型探測(cè)器溫度、氣壓密度修正，按公式(2)計(jì)算。

式中：t——檢定時(shí)室內(nèi)溫度；P——檢定時(shí)大氣壓，單位為kPa。

空氣比釋動(dòng)能率的測(cè)量結(jié)果應(yīng)≤88 mGy/min[1]。

3.2 HVL

將診斷水平劑量?jī)x的探測(cè)器置于X射線照射野的中心，選合適的照射野，探測(cè)器的中心軸與射線束垂直，附加過(guò)濾設(shè)置為零。X射線管焦點(diǎn)到劑量?jī)x探測(cè)器距離約為60 cm，吸收片到X射線管焦點(diǎn)的距離在30～40 cm。檢測(cè)HVL示意圖，見(jiàn)圖1。

圖1 檢測(cè)HVL示意圖

測(cè)量未加吸收片和不同厚度的吸收片時(shí)的空氣比釋動(dòng)能率，用作圖法或計(jì)算法求出空氣比釋動(dòng)能率降到初始值（無(wú)吸收片）1/2時(shí)的吸收片厚度即為HVL[1-2]，也稱(chēng)半價(jià)層。也可采用經(jīng)校準(zhǔn)的半價(jià)層測(cè)量?jī)x測(cè)量HVL值，大多數(shù)診斷水平劑量?jī)x在測(cè)量射線劑量的同時(shí)，能直接測(cè)量出HVL和kV等值。

在管電壓70 kV時(shí)，HVL的測(cè)量結(jié)果應(yīng)≥2.1 mAL[1]。

3.3 X射線管電壓

用非介入電壓表的探測(cè)器置于X射線照視野的中心，選用常用的管電壓，至少重復(fù)測(cè)量3次，取其平均值，按公式(3)計(jì)算管電壓相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

式中：Vi——控制臺(tái)上X射線管電壓的標(biāo)稱(chēng)值；VO——測(cè)量的X射線管電壓的平均值。X射線管電壓的相對(duì)誤差應(yīng)＜±5.0%[1]。

3.4 模擬血管最小尺寸

SID調(diào)置100 cm，將模擬血管最小尺寸檢測(cè)模體水平置于診斷床面上，模體表面與影像接收器輸入面垂直距離為30 cm，先在透視狀態(tài)下進(jìn)行定位觀察，使模體在FOV的中心，在自動(dòng)控制減影狀態(tài)下先對(duì)空白模塊進(jìn)行曝光作蒙片，適當(dāng)延遲后，對(duì)造影劑濃度為150 mg/cm3和含有畸變尺寸為1/4、1/2、3/4 mm的模擬血管進(jìn)行減影，調(diào)窗寬W和窗位L使減影影像顯示最佳，應(yīng)能看到模體中直徑為1 mm的模擬血管。同時(shí)應(yīng)能分辨造影劑濃度為150 mg/cm3、直徑為2 mm的模擬血管上1/2寬度的血管畸變[1]。

對(duì)無(wú)減影功能的血管造影系統(tǒng)，采用常規(guī)造影模式直接采集影像，應(yīng)能達(dá)到相應(yīng)技術(shù)要求。

3.5 空間分辨力

將空間分辨力測(cè)試卡貼在影像接收器輸入面，使分辨力測(cè)試卡柵條與顯示器水平方向成45°夾角、最大FOV，在透視條件下進(jìn)行影像采集，直接讀出可分辨的線對(duì)數(shù)。

新設(shè)備驗(yàn)收檢測(cè)或首次檢定的空間分辨力應(yīng)滿(mǎn)足出廠技術(shù)指標(biāo)。后續(xù)檢定和使用中質(zhì)量控制的空間分辨力，對(duì)于影像增強(qiáng)器類(lèi)型，應(yīng)≥12 Lp/cm。對(duì)于平板探測(cè)器類(lèi)型，應(yīng)符合出廠技術(shù)指標(biāo)[1]。

3.6 低對(duì)比度分辨力

使用低對(duì)比度分辨力檢測(cè)模體。該模體含有長(zhǎng)度為150 mm，有3組不同造影劑濃度，分別為2.5、5、10 mg/cm3。每組有4種不同直徑0.5、1.0、2.0、4.0 mm的模擬血管。檢測(cè)方法同3.4節(jié)，減影后應(yīng)能均勻分辨濃度為5.0 mg/cm3、直徑2.0 mm的模擬血管[1]。

對(duì)無(wú)減影功能的血管造影系統(tǒng)，采用常規(guī)造影模式直接采集影像，應(yīng)能達(dá)到相應(yīng)技術(shù)要求。

3.7 對(duì)比度線性

在自動(dòng)控制條件下，用對(duì)比度線性模體進(jìn)行采集影像，打印膠片。用光密度計(jì)測(cè)量膠片上不同對(duì)比度圓，讀取不同濃度（mg/cm3）的平均光密度值（D），用最小二乘法計(jì)算碘濃度與光密度值之間的線性相關(guān)系數(shù)。

碘濃度為橫坐標(biāo)，光密度值為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)的連線近似直線，模體碘濃度與平均光密度值之間的線性相關(guān)系數(shù)應(yīng)＞0.9[1]。

3.8 減影性能影響

常規(guī)減影條件下，在模擬人體血管模體上加上骨骼模塊，減影后應(yīng)仍能清晰分辨濃度為150 mg/cm3，直徑2.0 mm的模擬血管[1]。

4 討論

對(duì)于雙向（兩套X射線發(fā)生器和影像接收裝置）DSA系統(tǒng)，必須對(duì)兩套系統(tǒng)分別檢測(cè)。只有兩套系統(tǒng)的性能技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢測(cè)均符合上述要求，該DSA系統(tǒng)才合格。計(jì)量檢測(cè)部門(mén)的人員往往會(huì)忽視這個(gè)問(wèn)題，必須引起重視。

檢測(cè)人員能否正確、合理的使用DSA系統(tǒng)也非常關(guān)鍵，直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以，使用前必須對(duì)DSA設(shè)備有充分的了解，熟悉操作，如果對(duì)操作不是很清楚，必須請(qǐng)教操作技師或直接請(qǐng)操作技師幫助操作。

對(duì)DSA系統(tǒng)進(jìn)行性能檢測(cè)和質(zhì)量控制，是為了保證系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)在正常范圍和影像的最優(yōu)化狀態(tài)，所以，DSA系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)必須滿(mǎn)足上述要求，否則會(huì)影響到臨床的使用和診斷的正確性。要獲得高質(zhì)量的X線影像，DSA系統(tǒng)必須要有良好的工作狀態(tài)，定期進(jìn)行性能檢測(cè)和質(zhì)量控制，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整或維修[7]，檢測(cè)合格后方能使用，確保DSA系統(tǒng)的安全性和有效性。

[1]JJG 1067-2011,醫(yī)用診斷數(shù)字減影血管造影（DSA）系統(tǒng)X射線輻射源檢定規(guī)程[S].北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社,2011.

[2]JJG 744-2004,醫(yī)用診斷X射線輻射源檢定規(guī)程[S].北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社,2004.

[3]JJF 1035-2006,電離輻射計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義[S].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2007.

[4]GB/T 10149,醫(yī)用X射線設(shè)備術(shù)語(yǔ)和符號(hào)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1988.

[5]IEC61223-3-3:1996,數(shù)字減影血管造影（DSA）X射線設(shè)備成像性能驗(yàn)收試驗(yàn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

[6]YY/T 0740-2009,醫(yī)用血管造影X射線機(jī)專(zhuān)用技術(shù)條件[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

[7]安文昊,屠波,朱永麗,等.數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)的質(zhì)量檢測(cè)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2011,26(12):25-27.