兩種不同高端CT 基于體模圖像質(zhì)量的比較研究

王 笛，朱智明，周高峰，嚴 昂，王冬翠（通訊作者）

（1 中南大學湘雅醫(yī)院放射科 湖南 長沙 410006）

（2 中南大學湘雅醫(yī)院醫(yī)學裝備部 湖南 長沙 410006）

1 引言

隨著醫(yī)學的發(fā)展，高端CT 逐漸得到普及，但在實際檢測中，由于內(nèi)部構(gòu)造和技術(shù)工藝的不同，不同型號的設備其成像質(zhì)量存在一定差異，研究這些差異不僅可以了解設備的最佳性能，有助于完善參數(shù)體系，還能為制定掃描方案提供依據(jù)。本文通過掃描體模獲得CT 成像的重要能指標，了解不同高端CT 圖像質(zhì)量的差異，并分析所測指標對圖像質(zhì)量的影響。

2 資料與方法

2.1 一般資料

設備1（Aquilion ONE 320排CT）和設備2（Revolution 256 排CT）。美國模體實驗室Catphan500 CT 體模。

2.2 掃描方案與參數(shù)

分別用兩臺CT 掃描體模，掃描模式頭部軸掃，行重復掃描。參數(shù)：設備1 準直寬度4×5.0mm（stack），即兩個10mm 層厚疊加；設備2 準直寬度16×0.625mm；管電壓120kV，240mAs，標稱層厚10mm，球管旋轉(zhuǎn)時間1s，標準（Standard）卷積函數(shù)重建，采集矩陣512×512。

2.3 圖像質(zhì)量評估

2.3.1 層厚偏差 在CTP401 模塊中測量背景窗位L1，窗寬調(diào)至最小，調(diào)高窗位，記錄斜線像消失的窗位L2。計算窗位均值L，L=（L1+L2）/2。窗寬調(diào)至最小，調(diào)節(jié)窗位到L，測量斜線長度X 取平均值代入公式：層厚Z=X×tg23°=X×0.42。取層厚值Z 與半值全寬基準值的差值為層厚偏差。

2.3.2 空間分辨力 同時調(diào)整窗寬和窗位，使CTP528模塊中的圖像最清晰，分辨最小一組線對。

2.3.3 密度分辨力 用ROI 測量CTP515 模塊中背景信號目標和目標領域的CT 值、標準偏差。令窗寬=CT 目標-CT 背景+5SDMAX，SDMAX 即目標和背景CT 值中的最大SD；窗位=CT 目標+CT 背景/2，根據(jù)公式調(diào)節(jié)窗寬窗位，記錄能分辨出的一組最小孔徑。

2.3.4 CT 值線性 測量CTP401 圖像中4 種物質(zhì)CT 值的測量值和衰減系數(shù)進行線性擬合，以對比度標度[1]評價CT 值線性。

2.3.5 噪聲和均勻性 分別在CTP486 圖像的中心和周圍距圖像邊緣1cm 處取5 個面積為100mm2的區(qū)域，測量其CT 值及標準差。用中心區(qū)的CT 值標準偏差SD 計算噪聲[2]，則噪聲=SD×0.1%。邊緣對中心CT 值的最大偏差為場均勻性[3]。

3 結(jié)果

表1 中兩種設備均展現(xiàn)了較好的層厚偏差、噪聲和均勻性，但設備2 的空間分辨力測試結(jié)果略優(yōu)于設備1。

表1 CT 性能測試結(jié)果

表2 示設備1 在1% 的低對比分辨力1，0.5%的低對比分辨力3，0.3%的低對比分辨力6；設備2 在 1%的低對比分辨力2，0.5%的低對比分辨力4，0.3%的低對比分辨力8?？梢姡O備1 在各種對比度下均可分辨更小尺寸的物質(zhì)。

表2 密度分辨力檢測結(jié)果（單位：孔徑mm）

CT 值線性結(jié)果列于表3 和圖1。由圖1bc 可知設備1 和設備2 的對比度標度分別為1.91×10-4cm-1·HU-1和2.00×10-4cm-1·HU-1。我國軍隊CT 應用質(zhì)量檢測與評審規(guī)范[4]制定的CT 值線性范圍是（1.9±0.1）×10-4cm-1·HU-1，設備1 比設備2 的線性偏差更小，測出的CT 值更準確；由圖1d 可知與設備2（紅線）相比，設備1（藍線）與標準CT 值的線性回歸圖的吻合程度更高。

表3 CT 值線性檢測結(jié)果

圖1 不同條件下CTP401 模塊中4 種樣品的CT 值和衰減系數(shù)的擬合直線

本文選取了6 項指標厚度偏差、空間分辨力、密度分辨力、CT 值線性、噪聲和均勻性，設備1 重復掃描測得上述指標的CV 分別為1.16%、0、0、1.04%、3.14%、4.37%；設備2 測得的CV分別為0.87%、0、0、3.00%、3.39%、3.62%；提示檢測結(jié)果的一致性較好。

4 討論

目前高端CT 的掃描層厚已達到亞微級，優(yōu)點是在繼承了高精度層厚的同時保證了超寬覆蓋，不僅得到了完整的圖像，還降低了曝光劑量。在非螺旋掃描時準直器決定了層厚，作為CT 的高精密組件之一，其對工藝要求極高，因此實際中的層厚一般都有一定誤差。據(jù)國家有關(guān)標準，CT 層厚（≥5mm）的誤差范圍在±15%之間，如表1 所示兩臺CT 的層厚偏差遠小于此范圍，表明相關(guān)技術(shù)的應用質(zhì)量有較強的實用性。

CT 值是密度的簡便量化，因此良好的CT 值線性對確定病變性質(zhì)意義重大。物質(zhì)的衰減特性隨著X 射線能量的變化而變化，而X 射線能量不僅與探測器性能有關(guān)，還受球管材質(zhì)等影響[7]。線性度良好的CT 反映了球管在高速電子流的持續(xù)轟擊下，仍維持著信號的高效采集，從源頭保證了采集精度，使CT 值在整個掃描野中更一致可靠。

綜上所述，兩臺設備在厚度偏差、噪聲和均勻性的結(jié)果相近，設備1 在CT 值線性、密度分辨力方面體現(xiàn)了更多的優(yōu)勢，設備2 在空間分辨力方面有更好的表現(xiàn)。相信隨著參數(shù)體系的優(yōu)化，將更充分地發(fā)揮設備的性能，為臨床提供更優(yōu)質(zhì)的影像資料。