關于JJG 1078-2012規程中的幾個問題討論

范 杰，李明豫，董鳳華，楊 波

（1.中國測試技術研究院，四川 成都 610021；2.遵義市產品質量檢驗檢測院，貴州 遵義 563099）

0 引 言

X射線透過人體時由于各部位組織厚度和密度不同，對X射線的衰減不同。醫用數字攝影（CR、DR）系統的影像探測器接受透過人體的X射線形成影像信號，經放大轉換后輸出數字影像[1]。醫用數字攝影（CR、DR）系統，尤其是DR系統相對于傳統的醫用診斷X射線輻射源具有更高的動態范圍、量子探測效率（DQE）和MTF性能，能覆蓋更大的對比度范圍，病人受照劑量小、曝光寬容度大、曝光條件易掌握、時間分辨率高等優點，己經成為影像科室設備升級的必然發展趨勢，在醫院中得到廣泛的推廣和應用[2-3]。

醫用數字攝影（CR、DR）系統在信息采集、信息處理、信息輸出等成像過程中，每一個環節都可能對影像質量產生影響，因此其照片或者圖像的質量控制顯的尤為重要，這一過程是影像科質量管理和質量控制的重要環節。

JJG 1078-2012《醫用數字攝影（CR、DR）系統 X射線輻射源檢定規程》中對醫用數字攝影（CR、DR）系統圖像成像方面的性能指標（空間分辨力、低對比度分辨力、圖像均勻性和光野與照射野一致性）做了相應的要求，下面對規程中涉及到的兩個問題進行討論：（1）計算圖像均勻性方法；（2）低對比度分辨力模體及衰減模體的等效材料。

1 計算圖像均勻性方法討論

規程在描述計算影像均勻性的時候指出“讀取所顯示圖像邊界及中心的感興趣區（ROI）信號強度值”，“如果圖像處理軟件無法測量感興趣區的信號強度值，則可用黑白密度計直接測量膠片邊界及中心均勻性測試點光密度值”。

用黑白密度計直接測量膠片邊界及中心均勻性測試點光密度值（即黑度值）與受照射劑量在一定條件下近似成正比[4]，也就是與輸入信號強度近似成正比。而醫用數字攝影（CR、DR）系統自帶的圖像軟件能夠讀取感興趣區域的數值卻是圖像的灰度值，無論非晶硒/硅或者是CCD成像得到的圖像灰度值一般是不與受照射的劑量成正比的，而是成對數關系[4]，那么兩種方法采用式（1）進行圖像均勻性的計算得到的結果肯定不同，前一種方法更接近受照射時候的分布情況。

式中：U——圖像均勻性；

R——邊界及中心信號強度或光密度值的實驗標準差；

Vm——邊界及中心信號強度或光密度值的平均值。

因此要比較采用圖像處理軟件測量感興趣區的灰度值的方法結果與黑白密度計直接測量膠片均勻性測試點光密度值的方法，必須對CR/DR灰度進行相對劑量校準，擬合出灰度-劑量曲線，從而才能作為判斷圖像均勻性的結果。

2 低對比度分辨力模體及衰減模體的等效材料問題討論

規程附錄A中A.1提到“注：低對比度分辨力模體也可以采用等效厚度的Cu（純度≥99%）制成的模體，對比度范圍為0.8%～6.0%”，A.3中提到“可以采用Cu（純度≥99%）模體，厚度為 1.5mm±0.05mm”。

（1）暫時假設1.5mm銅為20mm鋁板的等效材料。從對比度定義和表格1中可以看出鋁板對比度計算公式：

式中：d1——孔深；

d——模體厚度20mm。

對比表格1可以算出相應的銅板低對比度和孔深的對應關系，見表2。

由于銅材料的材質原因，不可能做到鋁材料這么寬廣的低對比度范圍，參照規程限定0.8%～6.0%，可以確定只有7～17號孔滿足規程要求，低對比度值范圍卻小很多。

表1 鋁板低對比度和孔深的對應關系

表2 銅板低對比度和孔深的對應關系

（2）假設1.5mm銅不為20mm鋁板的等效材料。根據經驗公式可以知道[5-6]：

式中：μ——線性衰減系數；

μm——質量衰減系數；

ρ——材料密度。

式中：Z——等效原子序數；m——與波長λ（針對管電壓5～100kV的較軟的X射線）有關的數值，一般醫學診斷輻射源范圍m取2.6～4。

從式（3）、式（4）可以得到：

由于鋁和銅純度達到99%以上，可以近似看作其原子序數即為材料等效原子序數。

20mm鋁在相應波長范圍的X光照射下，等效銅材料范圍是0.576～1.771mm。

實際檢定中，要想使用銅作為鋁的等效材料測量相應的性能指標，必須嚴格按照X光峰值電壓（根據規程70kV或者80kV）測量低對比度和空間分辨率，因為只有X光能量確定（要么用70 kV，要么用80kV，每年都得用一樣的數值），m值才能確定，相應的等效銅材料厚度值及其低對比度孔深度值才是恒定的，那么才能使用一定厚度的等效銅材料作為模體進行質控或者計量檢測，達到與規程中要求的鋁材料一樣的效果。

3 結束語

（1）計算圖像均勻性方法采用圖像處理軟件測量感興趣區，必須對CR/DR灰度進行相對劑量校準，擬合出灰度-劑量曲線，從而才能作為判斷圖像均勻性的結果。

（2）鑒于低對比度分辨力模體及衰減模體如采用銅等效材料，需要考慮的因素很多（比如厚度值很難確定，低對比度值范圍很小），而且JJG 1078-2012《醫用數字攝影（CR、DR）系統X射線輻射源》規程對模體采用銅質材料也沒有提供很詳細的說明，故進行質控或者計量檢測的時候盡量采用規程附錄中提供的鋁材料模體。

[1]JJG 1078—2012醫用數字攝影（CR、DR）系統X射線輻射源[S].北京：中國質檢出版社，2012.

[2]崔玉貴，楊奕，曹志義，等.直接數字化X線攝影技術[J].影像技術，2007（2）：57-60.

[3]吳瑞祥.探討DR攝影圖像的質量控制[J].中外醫療，2011（1）：12-13.

[4]朱浩棟.醫學CT顯示圖像灰度歸一化研究[J].CT理論與應用研究，2008（4）：117.

[5]王榮福，程剛.核醫學第三章[M].北京：北京大學醫學出版社，2012.

[6]眭松山，魏軍.史青質量衰減系數的計算與應用[J].光譜學與光譜分析，1996，16（2）：85-90.