CT系統測試標準和方法

譯者：陳廣飛，應俊，周丹

中國人民解放軍總醫院

本文列出了我們評測計算機斷層成像掃描儀時的標準，以及所進行的一些特定測試。醫院可以在進行采購前測試和驗收測試時使用這些標準。

除非特別注明，這些標準適用于各種類型的螺旋和軸向CT掃描儀。

1 圖像質量

1.1 噪聲特征

噪聲特征應該與劑量、層厚度、重建濾波器、采集模式、旋轉時間以及螺距比等相關的預期基本理論特征相匹配。

系統的低對比度分辨率應該與供應商的標簽聲明相匹配。

螺旋和軸向采集的噪聲測量均利用直徑為 250 mm 的水模體在 120 kVp 下進行。參數（模式、mAs、層厚度、重建過濾器，以及螺距比）根據需要選擇。噪聲的定義為特定興趣區的標準偏差。相應的X 射線劑量在等中心點各種 mAs 條件下的自由空氣中測量。至少使用三個重建濾波器（例如：軟組織、肺以及高解析度）匹配待評估系統的空間分辨率特征（參見下文有關如何測量空間分辨率的描述）。

低對比度體模在制造商規定條件下獲得圖像：25 mGy（在 16 cm CTDI [CT 劑量指數]體模下測量），以及 X 射線球管高低參數。 低對比度體模圖像通過目視評估，并通過測量對比噪聲比（Contrast-to-noise ratio，簡稱CNR）進行量化評估。

1.2 層厚度及空間分辨率

軸向和螺旋采集層敏感曲線的半高寬（簡稱FWHM）應該符合國際認可的公稱厚度標準或制造商公差。

空間分辨率（使用調制傳遞函數（Modulation transfer function，簡稱MTF測量）應當符合供應商重建濾波器規格范圍。

層厚度及空間分辨率特征需要使用標準模體和制造商MTF工具測量。空間分辨率通過根據供應商信息選擇的多種重建濾波器測量。國際電工委員會（International Electrotechnical Commission,簡稱 IEC）IEC 61223-3-5 標準規定（《驗收測試 - 計算機斷層成像 X 射線設備的圖像性能》)定義了驗收公差。

1.3 一致性

對于螺旋和軸向采集，CT 值平均誤差都在應該在 5 HU（ 亨氏單位）以內，不論是穿過直徑 250 mm 的體模或整個探測器寬度（即沿Z 軸方向）。

沿全部探測器寬度（Z 軸）軸向采集獲取圖像的噪聲個數應該一致。

一致性評估采用標準化圖像采集規程-120 kVp 以及必要的 mAs，在等中心處劑量為 25 mGy（ 根據 CTDI 體模測量）。

1.4 心臟圖像質量

此標準只適用于具有心臟造影功能的系統，即64 通道系統及更高通道系統。

進行前瞻性心電門控時，在穩態心率 65 bpm 的情況下，使用體模模擬心臟運動形成的整體圖像質量必須是可接受的范圍（即圖像質量總評分必須大于 12。參考測試方法）。我們更希望掃描心率更高的病人時，仍然能達到可接受的圖像質量。

圖像使用 ECRI 研究院心臟測試體模生成。體模包含3根 1.3 mm 導管，每根導管充滿了不同濃度的碘造影劑。導管由微處理機控制的電機驅動以模擬冠狀動脈的運動。電機速度可調整以模擬不同的心率。體模可生成與導管運動同步的心電圖信號，以便能使用掃描儀的心電門控。體模靜止時可生成基線圖像以用于比較。使用現有的所有心臟采集技術生成動態圖像（心電門控，軸向掃描等）。生成的圖像使用最大密度投影技術重組，每根導管給予從 1 到 5的評分（1為不可用，5為完全清晰明顯）。最大分值為15分，12分或以上皆為可接受（請參見 2008 年 12 月份Health Device第 370 和 371 頁的詳細信息）。

2 劑量控制

2.1 劑量控制工具

完成一次計劃性掃描后，系統需顯示主要采集的預期劑量（CTDI值及劑量長度乘積（Dose Length Product，簡稱DLP））。顯示值應當和測量值一致。

我們更偏好于在輸入密碼后才能執行掃描方案的任何永久性變動。

CT 系統需能夠基于患者實際體型和衰減量（例如：根據掃描前采集計劃進行測量）進行自動曝光控制（Automatic Exposure Control，簡稱 AEC）。如果劑量控制能夠在三個空間維度上有區別則更為理想。

自動曝光控制必須能夠承受極端體型的病人，而且最好不需要用戶進行任何調整。

兒科檢查的輻射劑量應該根據需要掃描的身體部位尺寸或衰減性來決定，而不是僅根據患者的身高、體重或年齡（因為最佳曝光取決于患者尺寸而非年齡）。

如果制造商能夠向 ECRI 研究院展示額外可選或標準劑量控制功能的有效性就更為理想。

所有劑量控制功能的特性都是通過制造商展示來進行評估，包括使用體模進行測量。

2.2 噪聲抑制軟件

最好具備噪聲抑制軟件以減少噪聲，提高對比噪聲比（簡稱 CNR）。

不會降低空間分辨率的噪聲抑制軟件更為理想。

使用噪聲抑制軟件時最好不會顯著影響圖像處理速率。

所有噪聲抑制軟件的有效性均通過測量其在直徑250 mm 水模體上的噪聲效果評估（參見上文的噪聲特征）。圖像噪聲的效果則通過一系列的標準重建濾波器和劑量水平進行評估。

對比噪聲比的效果通過測量低對比度體模（Catphan）圖像的像素值評估。對比度定義為 15 mm 的細節圖的平均像素值，以及環繞該細節圖5 mm 直徑環的平均像素值。噪聲定義為噪聲測量的標準偏差。比較了附加或不附加噪聲抑制軟件的對比噪聲比值

通過測量含有超過 250 層的掃描，以及通過最快速旋轉進行采集的總時間（從按下曝光按鈕直到最終圖像顯示）評估噪聲對圖像處理時間的影響。

2.3 劑量報告

檢查完成后，應該顯示劑量報告并以圖片或醫學數字影像傳輸標準(Digital Imaging and Communication in Medicine，簡稱DICOM)表頭數據隨檢查數據一起存儲。

劑量報告最好以 DICOM 劑量結構化報告 (參見 DICOM補充文件第 127 號）標準存儲，而且系統可支持醫療信息系統集成（Integrating the Healthcare Enterprise，簡稱IHE）的輻射劑量監測報告。

制造商最好能夠提供允許審查和監控 CT 劑量數據的軟件。

所有劑量報告功能的特性均通過展示和評審 DICOM 一致性文件和 IHE 集成聲明進行評測。

3 工作流集成

3.1 用戶界面工具

最好可在控制臺使用最少的鼠標點擊，即能夠自動執行多道例行程序的計劃掃描步驟。

最好具備掃描自動化工具（例如：造影觸發）及可直接使用。

CT 造影注射器必須能夠與 CT 系統集成。我們更希望在 CT 控制臺能夠完全控制造影注射器，并根據選擇的檢查方案進行自動調整。

我們希望檢查的后圖像制備（例如：3-D 重組）能夠自動進行。

技術人員最好能夠通過控制臺聯系到制造商的應用專員（例如：通過電郵 應用程序）。

我們要求制造商展示用戶界面，包括任何專門設計用來增強工作流的功能。

3.2 圖像處理

我們希望圖像處理的步驟能夠自動化（例如：集成到掃描方案中），包括能夠生成 3-D 視圖。

我們希望制造商能夠提供額外的工作站用于高端處理和可視化。

我們要求制造商展示圖像處理功能和性能

3.3 IT 集成

系統作為服務類用戶（service class user,簡稱SCU）、服務類提供者（service class provider，簡稱SCP）,或二者兼具（SCU/SCP），必須符合下列 DICOM服務類標準：

（1）CT 圖像存儲（1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2）（至少為SCU ； SCU/SCP 更佳）

（2）Study Roo查詢/檢索Find（1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.1）（SCU/SCP）

（3）Study Root查詢 /檢索 Move（1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.2 ）（SCU/SCP）

（4）設備工作表(1.2.840.10008.5.1.4.31)（SCU）

（5）驗證 （1.2.840.10008.1.1）（SCU/SCP）

（6）基本灰度打印管理元（1.2.840.10008.5.1.1.9）（SCU）

（7）原始端執行進程記錄（Modality Performed Procedure Step，簡稱MPPS）（1.2.840.10008.3.1.2.3.3）（SCU）

（8）存儲確認 （1.2.840.10008.1.20.1）（SCU）

系統最好可支持以下 IHE 集成模型：

（1）預約工作流 （Schedule Workflow,簡稱SWF）

（2）患者信息整合 （Patient Information Reconcilation，簡稱PIR）

（3）圖像一致性表達 （ConsistentPresentation of Images,簡稱CPI）

（4）成組操作的表達 （Presentation of Grouped Procedures,簡稱 PGP）

（5）關鍵圖像標記 （Key Image Note，簡稱KIN）

我們分析了制造商的 DICOM 和 IHE 文件。

4 高級應用

最好具備高端圖像采集技術，例如：動態圖像。

我們要求制造商展示并提供任何可用的高端采集應用詳細信息。

5 服務

（3）最好可讓用戶預約預防性維修保養檢查。

（4）制造商最好能夠提供遠程監控服務，包括針對設備問題的主動響應。

（5）首次呼叫的響應時間應該少于1小時，而服務人員應該在4小時內到達現場。

（6）必須為醫院員工提供服務培訓。

我們要求制造商提供可用服務選項的詳細信息。

可選項:

（1）制造商必須提供不同的服務選項，從 24×7 全天候服務到有限的材料和時間服務。

（2）應該備有不同的X 射線球管服務供客戶選擇。

6 升級

可選項: 最好備有可升級選項。

我們要求制造商提供升級選項和限制的詳細情況。