雙源CT質(zhì)量控制方案技術(shù)初步研究

王 博，張 鵬，王忠明，李雪源

雙源CT質(zhì)量控制方案技術(shù)初步研究

王 博，張 鵬，王忠明，李雪源

目的：通過對(duì)雙源CT進(jìn)行質(zhì)量控制檢測(cè)，保證其所有技術(shù)性能參數(shù)與生產(chǎn)廠家的基線值保持一致,誤差在允許范圍之內(nèi)；同時(shí)對(duì)B成像系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，初步探討出符合B成像系統(tǒng)的驗(yàn)收和檢測(cè)方法。方法：對(duì)雙源CT的2套成像系統(tǒng)分別進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)設(shè)備包括Catphan模體、CT劑量?jī)x、頭部劑量體模以及Barracuda X線機(jī)多功能檢測(cè)儀。結(jié)果：在不改變曝光參數(shù)的條件下，CTDIAB=CTDIA+CTDIB；在維修模式下，對(duì)B成像系統(tǒng)單獨(dú)曝光可檢測(cè)到CT輻射劑量、影響圖像質(zhì)量的關(guān)鍵性參數(shù)圖像以及相關(guān)數(shù)值。結(jié)論：DSCT的B成像系統(tǒng)在維修模式下是可以獨(dú)立檢測(cè)的，它為制定出一套可行的、檢測(cè)DSCT應(yīng)用的質(zhì)量控制方案奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

雙源CT；質(zhì)量控制；掃描參數(shù)；CATPHAN體模

0 引言

雙源CT（dual-source CT，DSCT）具有2套成像系統(tǒng)（即2套高壓發(fā)生器、2套X線管和2套探測(cè)器），2個(gè)球管呈90°排列在2套成像系統(tǒng)中，X線源一模一樣，但探測(cè)器一大一小，一個(gè)具有50 cm的掃描視野，一個(gè)具有26 cm的掃描視野[1]，這是與常規(guī)CT的主要不同之處。DSCT有單源和雙源2套掃描模式。單源模式是單獨(dú)使用最大掃描野為50 cm的一套采集系統(tǒng)，即為標(biāo)準(zhǔn)的64或128層螺旋CT，用于一些常規(guī)掃描；雙源模式是2套數(shù)據(jù)采集與重建系統(tǒng)同時(shí)工作，2個(gè)球管的管電壓與管電流可以分別調(diào)節(jié)，采用雙能量減影技術(shù)[1]。無論是哪種CT掃描機(jī)，使用一定時(shí)間后總要更換球管，總會(huì)發(fā)生各種各樣的故障，要維修、調(diào)試和更換部件，性能參數(shù)就會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致圖像質(zhì)量降低，影響診斷結(jié)果。國(guó)家與軍隊(duì)目前已制定了一系列的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，但都是對(duì)單源CT系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量控制。在掃描模式下，B成像系統(tǒng)不可以單獨(dú)曝光檢查患者。目前，國(guó)內(nèi)外還沒有一套完整的對(duì)于B成像系統(tǒng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于DSCT，A、B成像系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)同時(shí)決定著影像圖像的質(zhì)量，對(duì)A、B成像系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)是達(dá)到此目的的先決條件，尤其是對(duì)B成像系統(tǒng)的質(zhì)量控制檢測(cè)。A成像系統(tǒng)的檢測(cè)可以按照正常的多層CT標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，但B成像系統(tǒng)只能在維修模式下才能單獨(dú)工作。在維修模式中，不能改變參數(shù)以及設(shè)定掃描程序，無法單獨(dú)用患者掃描程序并參照國(guó)家和部隊(duì)已有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查。因此本文除了對(duì)A成像系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)的質(zhì)控外，也努力在維修模式下對(duì)B成像系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，為制定出雙源CT的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步的探討。

1 檢測(cè)工具

檢測(cè)設(shè)備：根據(jù)總后衛(wèi)生部發(fā)布的《醫(yī)用診斷X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置（CT）臨床應(yīng)用質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》，主要使用美國(guó)The Phantom Laboratory公司的Catphan性能參數(shù)體模、美國(guó)Radcal公司生產(chǎn)的CT劑量?jī)x和頭部劑量體模以及瑞典奧利科公司的Barracuda X線機(jī)多功能檢測(cè)儀[2]。

2 受檢設(shè)備的概況

本文對(duì)蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院的雙源CT進(jìn)行質(zhì)量控制的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。該設(shè)備型號(hào)為西門子SOMATOM Definition，序列號(hào)為60197。開機(jī)使用時(shí)

間為2008年5月6日。該系統(tǒng)具有78 cm的大孔徑成像視野以及500 mm的掃描范圍和大功率的高壓發(fā)生器，掃描時(shí)間縮短為0.33 s。

3 檢測(cè)的方法

3.1 性能實(shí)驗(yàn)測(cè)量

檢測(cè)參數(shù)有：定位光精度、層厚、CT值線性與對(duì)比度、標(biāo)診視床運(yùn)動(dòng)精度、高對(duì)比度分辨率、低對(duì)比度分辨率、場(chǎng)均勻性、噪聲等。

3.2 劑量測(cè)量

X線劑量是由眾多因素決定，但對(duì)于同一臺(tái)設(shè)備而言，其主要取決于曝光量。主要檢測(cè)儀器是劑量體模與Barracuda X線機(jī)多功能檢測(cè)儀。檢測(cè)包括：頭部劑量指數(shù)測(cè)量、容積劑量指數(shù)測(cè)量、A和B 2個(gè)球管同時(shí)曝光時(shí)的輻射劑量測(cè)量。

3.2.1 頭部劑量指數(shù)的測(cè)量

3.2.1.1 A成像系統(tǒng)頭部劑量測(cè)量

根據(jù)《醫(yī)用診斷X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置（CT）臨床應(yīng)用質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》的檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)量。

3.2.1.2 B成像系統(tǒng)頭部劑量測(cè)量

選擇維修模式，即在ROT旋轉(zhuǎn)測(cè)試下，設(shè)定曝光掃描條件為：管電壓80 kV，層厚0.6 mm，曝光量300 mAs，掃描時(shí)間2 s，準(zhǔn)直器寬度36×0.6 mm。檢測(cè)步驟與A成像系統(tǒng)檢測(cè)相同。

3.2.2 容積劑量指數(shù)測(cè)量

3.2.2.1 A成像系統(tǒng)測(cè)量

在掃描模式下，選擇胸部平掃條件，檢測(cè)步驟與頭部劑量指數(shù)測(cè)量是相同的，但曝光時(shí)診視床是運(yùn)動(dòng)的。設(shè)定掃描條件為：管電壓120 kV，旋轉(zhuǎn)時(shí)間2.0 ms，掃描時(shí)間 1.49 s，層厚 5.0 mm，照射野（FOV）196 mm，Pitch（CT的螺距因子）1.2，準(zhǔn)直器寬度64×0.6 mm。不改變參數(shù)條件，分別依次測(cè)量模體中、上、右、下、左5個(gè)孔徑位置的劑量，每個(gè)位置掃描3次，記錄CT劑量指數(shù)（computer tomography dose index，CTDI）。

3.2.2.2 B成像系統(tǒng)測(cè)量

在維修模式下，B球管中可實(shí)現(xiàn)成像、曝光、機(jī)架的旋轉(zhuǎn)等操作，但沒有單獨(dú)的螺旋掃描程序，只能用單層來檢測(cè)，所以無法檢測(cè)到容積劑量指數(shù)。

3.2.3 AB雙成像系統(tǒng)的輻射劑量

雙源模式劑量模體的擺放位置與頭部劑量測(cè)量的方法是相同的，測(cè)量步驟也相同。設(shè)定掃描條件為：管電壓120 kV，管電流300 mA，曝光量為90 mAs，層厚32×0.60 mm，F(xiàn)OV為500 mm，掃描時(shí)間0.33 s，機(jī)架旋轉(zhuǎn)1圈。在維修界面下，選中A、B球管同時(shí)曝光，記錄CTDI。

3.3 單獨(dú)對(duì)B球管主要參數(shù)檢測(cè)

在目前制定的CT機(jī)應(yīng)用質(zhì)量規(guī)范等文件的基礎(chǔ)上，對(duì)B球管關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的主要參數(shù)包括：層厚、空間分辨率、密度分辨率。

3.3.1 層厚測(cè)量的步驟

檢測(cè)方法與單獨(dú)對(duì)A球管檢測(cè)時(shí)基本相同，設(shè)定曝光掃描條件為：管電壓80 kV，曝光量300 mAs，掃描時(shí)間0.33 s，層厚32×0.60 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)1圈等。采用標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描進(jìn)行掃描。

3.3.2 空間分辨率測(cè)量的步驟

（1）將Catphan體模置于診視床上，與A球管檢測(cè)時(shí)的掃描位置相同。

（2）設(shè)定曝光掃描條件為：管電壓80 kV，管電流300 mA，掃描時(shí)間0.33 s，層厚32×0.60 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)1圈，曝光量99 mAs等。選擇標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描條件。

（3）曝光后并未得到所需的圖像。改變層厚數(shù)值重新曝光，發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)：不允許更改層厚的大小。

（4）分析后將模塊的掃描位置前移1 cm，不改變曝光條件，重新曝光掃描。

（5）多次改變模塊的掃描位置，重復(fù)曝光。

（6）調(diào)整窗寬和窗位等條件，使測(cè)量的圖像達(dá)到最清晰的狀態(tài)，確定可分開的最小構(gòu)件尺寸。

3.3.3 密度分辨率測(cè)量的步驟

（1）采用標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描條件進(jìn)行掃描，設(shè)定的曝光條件與空間分辨率檢測(cè)時(shí)相同。

（2）曝光掃描后并未出現(xiàn)圖像，考慮到空間分辨率測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的問題，同樣將模塊掃描位置前移。

（3）曝光掃描后仍未出現(xiàn)圖像。改變曝光參數(shù)中管電壓的數(shù)值為120 kV，重新曝光。

（4）根據(jù)前一次掃描圖像的結(jié)果分析定位是否正確。多次改變模塊的掃描位置，調(diào)整窗寬和窗位等條件，重復(fù)曝光，獲得所需的圖像。

4 結(jié)果

4.1 DSCT性能實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)目前軍隊(duì)暫行CT機(jī)檢測(cè)規(guī)范的規(guī)定可知：各項(xiàng)參數(shù)都達(dá)到要求，誤差在允許的范圍之內(nèi)，說明此設(shè)備的性能很好，滿足了臨床診斷的要求。

4.2 2套系統(tǒng)輻射劑量檢測(cè)結(jié)果

DSCT在維修模式下進(jìn)行雙球管曝光掃描。在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算，結(jié)果見表1。

（1）證實(shí)了理論觀點(diǎn)：在相同的曝光時(shí)間條件下，AB雙球管曝光時(shí)的CTDI是A、B球管分別曝光時(shí)的CTDI的疊加，即CTDIAB=CTDIA+CTDIB[2]。雖存在誤差，但誤差值都較小，可忽略不計(jì)。

（2）B球管通過檢測(cè)可以得到CT吸收劑量，說明與A球管是相同的，可以單獨(dú)檢測(cè)CTDI。

4.3 DSCT的A、B 2套成像系統(tǒng)關(guān)鍵性參數(shù)檢測(cè)結(jié)果

在掃描模式和維修模式下，對(duì)Catphan體模選擇標(biāo)準(zhǔn)頭部條件進(jìn)行掃描，獲得主要參數(shù)的圖像如下：

（1）A成像系統(tǒng)檢測(cè)空間分辨率、密度分辨率、層厚圖像分別如圖1～3所示。

（2）B成像系統(tǒng)檢測(cè)空間分辨率、密度分辨率、

層厚圖像分別如圖4～6所示。

表1 2套系統(tǒng)不同測(cè)量點(diǎn)的輻射劑量檢測(cè)結(jié)果

圖1 空間分辨率（A成像系統(tǒng)）

圖2 密度分辨率（A成像系統(tǒng)）

圖3 層厚（A成像系統(tǒng)）

圖4 空間分辨率（B成像系統(tǒng)）

圖5 密度分辨率（B成像系統(tǒng)）

圖6 層厚（B成像系統(tǒng)）

結(jié)果為：

（1）可以在維修模式下單獨(dú)檢測(cè)出B球管的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)B成像系統(tǒng)的檢測(cè)方法是行之有效的。

（2）在對(duì)B球管進(jìn)行密度分辨率測(cè)量時(shí)，管電壓的大小需為120 kV，若小于120 kV，則X線的能量太低，穿透能力較小，散射線較低，無法穿透檢測(cè)組織，得出的圖像不能滿足檢測(cè)要求。

5 結(jié)論

通過以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果可知：DSCT的B成像系統(tǒng)在維修模式下是可以獨(dú)立檢測(cè)的。

6 討論

（1）雙源CT在雙源模式下進(jìn)行心臟CT檢查以及雙能量減影檢查時(shí)使用了極低的曝光劑量。單球管CT采集一幅心臟影像，至少需旋轉(zhuǎn)180°來獲得足夠的圖像數(shù)據(jù)，最多可獲得64層圖像，而DSCT機(jī)架只需要旋轉(zhuǎn)90°，時(shí)間分辨率就提高了1倍，更符合了人體心臟運(yùn)動(dòng)規(guī)律，減少了心臟運(yùn)動(dòng)偽影，還可以將2組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所獲得的2組數(shù)據(jù)疊加，從而提高了影像的質(zhì)量[3]。在相同曝光時(shí)間的條件下，A、B雙球管曝光時(shí)的CTDI是2個(gè)球管分別曝光時(shí)的CTDI的疊加。故單源模式與雙源模式在相同的曝光時(shí)間條件下，雙源模式的輻射劑量是單源模式的50%。A、B球管輻射劑量是單獨(dú)的，也是存在一致性的。

（2）在A、B 2套成像系統(tǒng)關(guān)鍵性參數(shù)檢測(cè)中分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)窗寬、窗位值為圖中所示的數(shù)值時(shí)，圖像最為清晰，為實(shí)驗(yàn)所需的圖像。B成像系統(tǒng)的層厚圖像并不很清晰，考慮到層厚值是固定不變的，其他參數(shù)的設(shè)定值也達(dá)到了最優(yōu)化，主要影響因素是窗寬與窗位值。

（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，因?qū)嶒?yàn)時(shí)間限制以及檢測(cè)設(shè)備等原因，只對(duì)蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院的1臺(tái)DSCT進(jìn)行檢測(cè)，只與檢測(cè)規(guī)范中的數(shù)值進(jìn)行了比

較，因此在性能實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方面數(shù)據(jù)存在片面性。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)設(shè)定參數(shù)時(shí)，只選擇了一種層厚值對(duì)掃描模式進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果是存在局限性的。對(duì)B成像系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，是在目前制定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上檢測(cè)的，檢測(cè)中的操作方法可能存在一定的不合理性，過程也存在著一定的局限性，還需進(jìn)一步的研究，需與雙源CT廠家探討相關(guān)的問題[4-5]。

[1]李峰，楊剛，朱宗明.雙源CT的技術(shù)原理與臨床應(yīng)用的探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（2）：112-113.

[2]Achenbach S R，Opers D，Kuettner A，et al.Contrast-enhanced coronary artery visualization by dual-source computed tomographyinitinal experience[J].Eur J Radiol，2006，57（3）：331-335.

[3]林意群，馮曉剛，洪德明，等.用Catphan體模進(jìn)行CT機(jī)的QA檢測(cè)方法研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，1999，16（3）：161-164.

[4]湯黎明，易學(xué)明，史兆榮.醫(yī)院衛(wèi)生裝備實(shí)用大全[M].南京：南京大學(xué)出版社，2011.

[5]閻國(guó)棟，王茂，齊青才.多層螺旋CT圖像的質(zhì)量管理與質(zhì)量控制[J].山西醫(yī)藥雜志：下半月，2009（6）：506-507.

（收稿：2013-04-17 修回：2013-06-17）

Quality Control Scheme for Dual-source CT

WANG Bo1,ZHANG Peng2,WANG Zhong-ming2,LI Xue-yuan1
(1.Department of Medical Engineering,the 474th Hospital of the PLA,Urumqi 830000,China;2.Department of Medical Engineering,Urumqi General Hospital of Lanzhou Military Area Command,Urumqi 830000,China)

ObjectiveTo detect the quality control of the dual-source CT(DSCT)in order to keep the technical parameters consistent with the baseline values and the errors accepted,and to discuss the verification,acceptance and detection of B imaging system.MethodsThe two sets of imaging systems were detected respectively,with Catphan phantom,CT dosimeter, head dose phantom and Barracuda X-ray multifunctional tester.ResultsThe exposure parameter was kept as CTDIAB=CTDIA+ CTDIB.With the maintenance mode,separate exposure of B imaging system facilitated the detection of CT radiation dose as well as the key parameters and corresponding values for image quality.ConclusionThe B imaging system of DSCT can be detected independently under the maintenance mode,and thus the quality control scheme for DSCT can be established accordingly.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（1）：94-97]

dual-source CT;quality control;scanning parameter;Catphan phantom

R318.6；TH774

A

1003-8868（2014）01-0094-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.01.094

王 博（1989—），女，助理工程師，主要從事醫(yī)療器械的維修、計(jì)量、質(zhì)控方面的研究工作，E-mail：1481659958@qq.com。

830000烏魯木齊，解放軍74醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科（王 博，李雪源）；830000烏魯木齊，蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科（張 鵬，王忠明）