分析CT技師保證掃描圖像質(zhì)量簡易測試方法

徐勇明

（江蘇省鹽城大豐友義醫(yī)院，江蘇 鹽城）

0 引言

CT的全稱是計算機斷層掃描。CT由高壓發(fā)生器、掃描架、X射線管、掃描臺、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制臺共同組成。具有掃描時間快、圖像清晰等特點，可用于多種疾病的檢查[1]。使主治醫(yī)師更詳細(xì)地了解患者的病變位置，方便治療。若CT掃描圖像發(fā)生質(zhì)量問題，將影響后續(xù)治療[2]。由于我院64排Optima CT670與16排Optima CT520Pro機質(zhì)量保證模和質(zhì)量保證試驗程序不同，這些算法與測試程序是確保掃描圖像質(zhì)量的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，但它們的計算方法與測試程序較為復(fù)雜，不適合CT技師的日常操作。需根據(jù)廠家的計算方法，總結(jié)一套簡易、快速的掃描圖像質(zhì)量檢測方式。本文將結(jié)合CT技師確保掃描圖像質(zhì)量的簡易測試方式進行研究，詳見于下文。

1 CT診斷的成像原理

CT機主要利用X射線對機體進行連續(xù)、反復(fù)的斷面查掃。探測器經(jīng)過對病變部位X光線的衰減信號進行接受，通過光電傳感器將其轉(zhuǎn)換為電信號，后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸至計算機進行處理。使用特定的計算公式和數(shù)模轉(zhuǎn)換器將CT圖像展示在顯示器上[3]。掃描圖像質(zhì)量的保證是CT機正常工作的前提。質(zhì)量保證測試通常在安裝CT系統(tǒng)、更換球管、探測器、準(zhǔn)直器、PDU板或DAS板后進行。但是，在CT機的整個使用過程中，其低對比度分辨率、空間分辨率、均勻性與噪聲均會產(chǎn)生一定的退化或偏差，進而影響圖像質(zhì)量，導(dǎo)致漏診與誤診[4]。所以，CT技師需保證CT機性能優(yōu)良與掃描圖像質(zhì)量合格，使CT性能達到最佳狀態(tài)，才能獲得高質(zhì)量、穩(wěn)定的CT圖像，以達到最佳的診斷和治療效果。

2 對掃描圖像質(zhì)量簡易測試的目的

由于我國早期大量使用二手CT機。其中部分診斷質(zhì)量較差，不能保證患者治療信息的可靠性和安全性，對全國產(chǎn)生了一定的影響。同時CT機近年來不僅用于診斷，而且廣泛應(yīng)用于臨床治療。因此，有必要加強對CT的質(zhì)量安全要求。另一方面，多層CT的應(yīng)用使患者的放射劑量越來越大。因此，必須要加強對CT機掃描圖像質(zhì)量的檢測。此外，多層CT機的大量應(yīng)用，使患者受到X射線的輻射劑量逐漸增多，因此對掃描圖像質(zhì)量簡易測試的一個重要目的是使X射線劑量盡可能地滿足CT的臨床診斷，另一個目的是保證掃描圖像質(zhì)量的一致性。一致性不僅包括同一病人在不同醫(yī)院的影像質(zhì)量與診斷標(biāo)準(zhǔn)的一致性，還包括同一患者不同時期診斷質(zhì)量水平的一致性。因此，CT技師需采用簡易測試方法，保證掃描圖像質(zhì)量的一致性和普適性。

3 影響CT成像質(zhì)量的主要原因

3.1 重建算法

通常而言，重建算法是基于CT圖像空間分辨率的一種系統(tǒng)化算法。應(yīng)用不同的掃描圖像重建算法，會產(chǎn)生不同側(cè)重點的CT圖像。需選擇合適的重建算法模型，如邊緣增強算法、平滑算法等方面，選擇合理的重建算法可以提高CT診斷的圖像質(zhì)量。

3.2 偽影與噪聲

偽影和噪聲是影響掃描圖像質(zhì)量的重要原因，噪聲為掃描均勻物質(zhì)成像中像素點CT值的標(biāo)準(zhǔn)差?？蓪⒃肼暦譃榻M織噪聲與掃描噪聲[5]。掃描噪聲又稱為光子噪聲，主要由于X射線通過機體到達探測器的光子數(shù)量受到一定限制，且光子在矩陣中每個像素上分布不均勻，無法充分達到將等密度的水分與組織充分顯影的一種現(xiàn)象。造成偽影的原因可分為設(shè)備原因與病人原因。因病人心臟搏動、身體位移、胃鏡殘留在體內(nèi)的鋇劑、自身攜帶金屬物品等，均會影響掃描圖像質(zhì)量。由設(shè)備產(chǎn)生的偽影可能源于CT機檢測系統(tǒng)與探測器等。

3.3 部分容積和周圍間隙

周圍間隙現(xiàn)象是指在統(tǒng)一的查掃平面上，密度不同且相鄰的兩種垂直于平面的結(jié)構(gòu)，邊緣CT值不準(zhǔn)確。密度越低，邊緣CT值越高；密度越高，邊緣CT值越小，兩者的相交邊緣沒有明顯區(qū)分，這是由兩個結(jié)構(gòu)重疊引起的物理現(xiàn)象[6]。部分容積效應(yīng)主要指CT圖像的值表示各組織在相應(yīng)單位體積內(nèi)的平均值，其計算基于被成像組織體素的線性衰減程度進行，無法如是反映各組織CT值。例如，在CT掃描時，當(dāng)病變小于層厚時，比如低密度組織存在較小的高密度病變，其CT值較低；反之，高密度組織中存在較小的低密度病變，CT值較高，稱之為部分容積效應(yīng)。

3.4 X射線源

64排Optima CT670與16排Optima CT520Pro機的檢測主要使用X射線源。與所有的X射線設(shè)備相同，X射線的產(chǎn)生與成像受到量子數(shù)的影響。從理論上講，為了盡可能獲取完整的CT影響與詳細(xì)的病變信息，需要盡可能多的光子。然而，CT設(shè)備每次能否產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化的光子數(shù)，取決于準(zhǔn)確的掃描圖像質(zhì)量檢測控制。

4 保證掃描圖像質(zhì)量的簡易測試方式

4.1 診斷前準(zhǔn)備

CT診斷前應(yīng)正確放置和對齊模體，當(dāng)用體模進行CT性能指標(biāo)檢測時，需將模體置于診療臺前，取下掃描頭架。將模體放置在機架中心，使用掃描架定位燈對模具中心進行正確定位，CT掃描旋轉(zhuǎn)軸需與模體的對稱軸保持一致，掃描平面應(yīng)垂直于模體對稱軸。

4.2 針對重建算法影響的簡易測試方式-調(diào)制傳遞函數(shù)

空間分辨度又稱高對比度分辨率，它能區(qū)分高對比度下最小的物體，空間分辨度多受幾何因素的影響，對重建算法的影響進行測試時，應(yīng)選擇適合的簡易方法?？墒褂谜{(diào)制傳遞函數(shù)測試體模，它更具通用性和可操作性，有利于保證還原度[7]。另外，使用成對排列和黑白相間的陣列分辨率進行體模測試，按照對應(yīng)的簡易測試方法，計算重建算法影響，圖像質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)方法，有較高的應(yīng)用價值。

4.3 針對偽影的簡易測試方式-對比度傳遞函數(shù)

材料為直徑30 cm水模、模架。輔助設(shè)備為BaSO4，了解常規(guī)因素或金屬支架影響偽影程度。偽影有環(huán)狀與帶狀，根據(jù)偽影的特性可以判斷其成因。并對偽影生成的方法進行差異化實驗。例如模擬鋇餐等顯像劑在機體內(nèi)的情況，記錄在這種狀況下如何掌握毫安量與掃描速率。模擬人體運動、呼吸與心臟脈搏等細(xì)微運動，正確處理實驗水模。

4.4 針對噪聲的簡易測試方式-調(diào)制傳遞函數(shù)

測試材料包括15 cm水模、模具支架或其他尺寸的水模，其中成人體部直徑水模：直徑為30 cm；兒童頭部直徑水模：直徑為15 cm；成人頭部直徑水模：直徑為20 cm。設(shè)備運行正常時，根據(jù)下述方式掃描：安裝水模，使用激光燈將水模定位于掃描中心。使用CT機進行掃描，應(yīng)用不同層厚均連續(xù)掃描2層，厚度分別為2 mm、5 mm與10 mm。為了消除可能存在的噪聲影響，按照水模型厚度選擇適合的亳安量，增快掃描速度[8]。一般來說，X射線劑量增加4倍，能夠延長1倍掃描時間，使掃描噪聲降低一半，此方式適用于密度相近的相鄰組織與密度差小的組織[9]。

4.5 針對周圍間隙與部分容積的簡易測試方式-調(diào)制傳遞函數(shù)

薄層掃描可以用來抑制周圍間隙與部分容積。對掃描對象的結(jié)構(gòu)進行判斷，例如腿骨。分別對其肌肉、骨質(zhì)與神經(jīng)組織和各部位的單獨成像數(shù)據(jù)與顯像結(jié)果進行分析，綜合成像后與各獨立部分的顯像結(jié)果進行分析比較。因機體不同部位的容積效應(yīng)有差異，需反復(fù)多次進行上述實驗，便于在實際檢測操作中掌握病人的具體體質(zhì)，并采用相應(yīng)的Ma劑量、CT掃描方法與重建圖像等，進一步保證掃描圖像質(zhì)量。

4.6 針對X射線的簡易測試方式-調(diào)制傳遞函數(shù)

由于CT設(shè)備每次產(chǎn)生的光子數(shù)取決于準(zhǔn)確的質(zhì)量檢測控制。對于X射線實驗，可以通過計算探測器在正常條件下接收到的光子數(shù)以及不同X射線速率產(chǎn)生的光子數(shù)，來考慮不同條件與不同組織下圖像質(zhì)量的差異。在實驗中，要注意X射線波長的變化對圖像準(zhǔn)確度的影響，以及對機體造成的影響。

5 結(jié)束語

CT機產(chǎn)生的圖像可為臨床相關(guān)疾病的檢查提供科學(xué)的診斷依據(jù)，有利于提高臨床診療效果，其前提是CT機的掃描圖像質(zhì)量可以得到保證。由于CT技師在日常工作中任務(wù)繁重，如何保證CT掃描圖像的質(zhì)量不隨環(huán)境與機器性能影響而改變具有重要意義。臨床需總結(jié)簡易、快速的掃描圖像質(zhì)量檢測方式。需在診斷前儀器、模體準(zhǔn)備，針對重建算法，調(diào)制傳遞函數(shù)，使用調(diào)制傳遞函數(shù)測試體模，保證還原度。針對偽影，使用對比度傳遞函數(shù)進行簡易測試，并對偽影生成的方法進行差異化實驗。針對周圍間隙與部分容積，調(diào)制傳遞函數(shù)，綜合成像后與各獨立部分的顯像結(jié)果進行比較，確保掃描圖像質(zhì)量。針對X射線的簡易測試方式，調(diào)制傳遞函數(shù)，考慮不同條件與不同組織下圖像質(zhì)量的差異。針對噪聲，調(diào)制傳遞函數(shù)，按照水模型厚度選擇適合的亳安量，增快掃描速度，消除可能存在的噪聲影響，CT技師需在CT機使用前做好圖像質(zhì)量簡易測試工作，使CT性能達到最佳狀態(tài)，獲得高質(zhì)量、穩(wěn)定的CT圖像，為后續(xù)治療提供正確的參考依據(jù)。