CT圖像均勻性數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理

卜羽，高關(guān)心

內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處醫(yī)學(xué)工程科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010

CT圖像均勻性數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理

卜羽，高關(guān)心

內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處醫(yī)學(xué)工程科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010

目的將統(tǒng)計(jì)學(xué)方法及統(tǒng)計(jì)過程控制，應(yīng)用于CT圖像均勻性數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理中，以提高CT圖像質(zhì)量，更好地為腫瘤放療患者提供更加清晰的圖像。方法根據(jù)JJG 1026-2007國家計(jì)量檢定規(guī)程中對(duì)CT均勻性檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)我院腫瘤放療模擬定位CT機(jī)的均勻性，并利用統(tǒng)計(jì)過程的控制策略處理檢測(cè)數(shù)據(jù)并繪制控制圖。結(jié)果根據(jù)控制圖得出，我院腫瘤放療模擬定位CT機(jī)在剛開機(jī)預(yù)熱后至運(yùn)行到需要散熱的過程中符合正態(tài)分布曲線，CT圖像均勻。在同一kV值下mA值在200 mA左右時(shí)CT圖像均勻性較為穩(wěn)定；在同一mA值下，kV值在130 kV時(shí)CT圖像的均勻性較為穩(wěn)定。結(jié)論建議我院腫瘤放療科的CT模擬定位機(jī)的操作技師在開機(jī)預(yù)熱后可以空機(jī)運(yùn)行1次；盡可能選擇機(jī)器運(yùn)行參數(shù)在200 mA、130 kV左右，使CT圖像的均勻性保持在一個(gè)很好的狀態(tài)中；保持CT機(jī)房合適的環(huán)境溫度。

CT模擬定位機(jī)；圖像均勻性；腫瘤放療；統(tǒng)計(jì)學(xué)方法；X射線輻射源

引言

眾所周知腫瘤的三大治療手段為手術(shù)、化療、放療，而腫瘤放療在腫瘤治療中占有很重要的位置，特別是對(duì)于晚期腫瘤患者。在腫瘤放療的過程中，CT模擬定位機(jī)所提供的患者影像資料是放療醫(yī)生勾畫靶區(qū)、放療物理師制作計(jì)劃的重要依據(jù)，所以CT模擬機(jī)的圖像質(zhì)量就顯得尤為重要。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）9004：1994標(biāo)準(zhǔn)中特別指出：“過程策劃應(yīng)能確保各過程按規(guī)定的方法和順序在受控狀態(tài)下進(jìn)行。受控條件包括服務(wù)設(shè)備、質(zhì)量計(jì)劃、計(jì)算機(jī)軟件等”，在ISO9000：2000指出“合格產(chǎn)品不一定是質(zhì)量好的產(chǎn)品”這一重要概念[1]，而本文將這一重要概念理解為“合格的CT圖像不一定是質(zhì)量好的CT圖像”，所以將CT圖像的均勻性數(shù)據(jù)處理并制作出相應(yīng)數(shù)據(jù)的控制圖，以達(dá)到在受控狀態(tài)下得到好質(zhì)量的CT圖像。

1 對(duì)象及方法

1.1 研究對(duì)象

收集模體在不同條件下利用的CT圖像，檢測(cè)CT模擬機(jī)的均勻性并記錄數(shù)據(jù)。

1.2 研究?jī)x器

飛利浦大孔徑放療專用的模擬定位CT、等效水組織頭部模體（直徑20 cm）、CT圖像軟件。

1.3 研究方法

1.3.1 CT圖像的收集方法

將裝有水或等效組織的的模體（直徑為20 cm）置于照射野中心，用最大標(biāo)稱層厚的標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描條件掃描模體，其周圍不應(yīng)有影像射線束的物質(zhì)[2]。在CT模擬機(jī)預(yù)熱后檢測(cè)第1～2組數(shù)據(jù)；運(yùn)行中檢測(cè)3～8組數(shù)據(jù)；在CT管球?qū)⒁^熱保護(hù)時(shí)，檢測(cè)第9～10組數(shù)據(jù)。在同一kV值130 kV（由于腫瘤放療的特殊需要，我院CT模擬定位機(jī)在收集患者圖像時(shí)均選擇130 kV），選擇不同mA值：80、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300 mA收集CT圖像（我院機(jī)器mA值在80～400 mA之間，但300 mA以上基本不用）。在同一mA值200 mA，選擇不同的kV值：80、100、120、130、140 kV收集CT圖像。

1.3.2 CT值及均勻性檢測(cè)

在所掃描的圖像里選取5個(gè)測(cè)量區(qū)（圖1），分別在圖像中心和上下左右距圖像邊緣10 mm處，感興趣區(qū)域的直徑約為測(cè)量器件圖像的直徑的10%，測(cè)量其CT值及標(biāo)準(zhǔn)偏差[2]。

圖1 CT值及均勻性檢測(cè)區(qū)域

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 CT圖像均勻性數(shù)據(jù)處理方法

以中心感興趣區(qū)域的平均CTC值與邊緣各感興趣區(qū)域的CTP值之間的最大差別來表示均勻性。用下式表示：U＝|CTC-CTP|max（式中U表示均勻性，單位HU）[2]。

2.2 繪制相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖

根據(jù)CT圖像均勻性檢測(cè)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法處理數(shù)據(jù)并繪制相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖

2.2.1 繪制CT運(yùn)行時(shí)間圖與圖像均勻性關(guān)系圖

圖2所示，1～2組數(shù)據(jù)為CT模擬機(jī)剛預(yù)熱時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，3～8組為機(jī)器運(yùn)行中檢測(cè)的數(shù)據(jù)，9～10組是CT模擬機(jī)快要管球高溫時(shí)所檢測(cè)的數(shù)據(jù)。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描條件下的CT運(yùn)行時(shí)間與圖像均勻性關(guān)系

2.2.2 繪制CT圖像均勻性的X--R控制圖

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)公式繪制出CT圖像均勻性的X--R控制圖，X-為各組CT圖像的均勻性，X=為全部數(shù)據(jù)的平均值，R為每一組數(shù)據(jù)的極差，即Xmax-Xmin，為各組數(shù)據(jù)極差的平均值。根據(jù)CL公式：UCL=D4，LCL=D3（其中D4、D3可以查表得出）；UCL=+A2，LCL=-A2（其中A2可以查表得出）。CT圖像均勻性的極差控制圖，見圖3；均值控制圖，見圖4。

圖3 極差控制圖

通過上圖可以看出CT圖像在剛開機(jī)和快要過熱保護(hù)時(shí)的圖像均勻性不好。

運(yùn)用以上方法可以繪制出同一kV值（130 kV）、不同mA值；同一mA值（200 mA）不同kV值CT圖像均勻性的控制圖。在同一kV值下，mA值在200 mA左右時(shí)CT圖像均勻性較為穩(wěn)定，在同一mA值下，kV值在130 kV時(shí)CT圖像的均勻性較為穩(wěn)定。

圖4 均值控制圖

3 結(jié)論和建議

3.1 結(jié)論

根據(jù)CT圖像均勻性的統(tǒng)計(jì)學(xué)控制圖可以得出：① 在剛開機(jī)和快要過熱保護(hù)時(shí)的圖像均勻性不好；② 在同一kV值下，mA值在200 mA左右時(shí)CT圖像均勻性較為穩(wěn)定；③ 在同一mA值下，kV值在130 kV時(shí)CT圖像的均勻性較為穩(wěn)定。

3.2 建議

（1）建議CT模擬機(jī)技師在預(yù)熱CT機(jī)后空機(jī)運(yùn)行1次再收集患者圖像資料。

（2）盡可能保持CT機(jī)房的溫度，使CT管球增加運(yùn)行時(shí)間；預(yù)判出現(xiàn)過熱保護(hù)的時(shí)間，可在出現(xiàn)過熱保護(hù)之前使CT模擬機(jī)管球降到合適溫度再運(yùn)行機(jī)器。

（3）在采集患者資料時(shí)，盡可能選擇mA值在200 mA左右運(yùn)行機(jī)器；盡可能選擇kV值在130 kV運(yùn)行機(jī)器。

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本文編輯 韓淑英

Quality Control in Uniformity of CT Image Data

BU Yu, GAO Guan-xin
Medical Engineering Section, Department of Medial Engineering, Inner Mongolia People’s Hospital, Huhhot Inner Mongolia 010010, China

ObjectiveTo apply statistical method and statistical process control to quality management on uniformity of CT image data, which was aimed at improving the quality of CT images and better providing more clear CT images for patients of tumor radiotherapy (RT).MethodsThe uniformity of simulating location CT device for tumor RT in our hospital was detected, and the adopted detection method was referred to verification method for uniformity of CT images, which was described in Verification Regulation of Medical Diagnostic X-ray Radiation Source for Spiral CT (JJG 1026-2007 of National Metrology Verification Regulation of PRC). Then the data gained from detection above were tested and disposed through the control strategy of statistical process so as to implement a control chart drawing.ResultsThe control chart showed that uniformity of CT image data, which were obtained on the operating machine from the time after warm-up to the time before heat dissipation, accorded with normal distribution curve. Besides, under the fixed tube voltage (same kV value), uniformity of CT images was relatively stable when tube current was about 200 mA. In the other hand, uniformity of CT images was relatively stable if tube voltage was around 130 kV in view of the same tube current.ConclusionThe technician, who operated simulating location CT device for tumor RT in our hospital, was advised firstly to do no-load operation once after the warm-up, secondly to maintain operation parameters of CT device at 200 mA, 130 kV more or less, keeping the CT image uniformity at a good state. In addition, the ambient temperature in CT device room should be set suitable.

simulating location CT device; image uniformity; tumor radiotherapy; statistical method; X-ray radiation source

R445.3

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.02.012

1674-1633(2017)02-0047-03

2016-08-08

2016-11-29

高關(guān)心，內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院副院長(zhǎng)，高級(jí)工程師。

通訊作者郵箱：nmyyggx@163.com