CT圖像均勻性數據的質量管理

卜羽，高關心

內蒙古自治區人民醫院 醫學工程處醫學工程科，內蒙古 呼和浩特 010010

CT圖像均勻性數據的質量管理

卜羽，高關心

內蒙古自治區人民醫院 醫學工程處醫學工程科，內蒙古 呼和浩特 010010

目的將統計學方法及統計過程控制，應用于CT圖像均勻性數據的質量管理中，以提高CT圖像質量，更好地為腫瘤放療患者提供更加清晰的圖像。方法根據JJG 1026-2007國家計量檢定規程中對CT均勻性檢測方法及標準，檢測我院腫瘤放療模擬定位CT機的均勻性，并利用統計過程的控制策略處理檢測數據并繪制控制圖。結果根據控制圖得出，我院腫瘤放療模擬定位CT機在剛開機預熱后至運行到需要散熱的過程中符合正態分布曲線，CT圖像均勻。在同一kV值下mA值在200 mA左右時CT圖像均勻性較為穩定；在同一mA值下，kV值在130 kV時CT圖像的均勻性較為穩定。結論建議我院腫瘤放療科的CT模擬定位機的操作技師在開機預熱后可以空機運行1次；盡可能選擇機器運行參數在200 mA、130 kV左右，使CT圖像的均勻性保持在一個很好的狀態中；保持CT機房合適的環境溫度。

CT模擬定位機；圖像均勻性；腫瘤放療；統計學方法；X射線輻射源

引言

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

國際標準化組織（ISO）9004：1994標準中特別指出：“過程策劃應能確保各過程按規定的方法和順序在受控狀態下進行。受控條件包括服務設備、質量計劃、計算機軟件等”，在ISO9000：2000指出“合格產品不一定是質量好的產品”這一重要概念[1]，而本文將這一重要概念理解為“合格的CT圖像不一定是質量好的CT圖像”，所以將CT圖像的均勻性數據處理并制作出相應數據的控制圖，以達到在受控狀態下得到好質量的CT圖像。

1 對象及方法

1.1 研究對象

收集模體在不同條件下利用的CT圖像，檢測CT模擬機的均勻性并記錄數據。

1.2 研究儀器

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，用最大標稱層厚的標準頭部掃描條件掃描模體，其周圍不應有影像射線束的物質[2]。在CT模擬機預熱后檢測第1～2組數據；運行中檢測3～8組數據；在CT管球將要過熱保護時，檢測第9～10組數據。在同一kV值130 kV（由于腫瘤放療的特殊需要，我院CT模擬定位機在收集患者圖像時均選擇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

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

圖1 CT值及均勻性檢測區域

2 數據處理

2.1 CT圖像均勻性數據處理方法

以中心感興趣區域的平均CTC值與邊緣各感興趣區域的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 繪制相關統計圖

根據CT圖像均勻性檢測數據及統計學方法處理數據并繪制相關統計圖

2.2.1 繪制CT運行時間圖與圖像均勻性關系圖

圖2所示，1～2組數據為CT模擬機剛預熱時檢測的數據，3～8組為機器運行中檢測的數據，9～10組是CT模擬機快要管球高溫時所檢測的數據。

圖2 標準頭部掃描條件下的CT運行時間與圖像均勻性關系

2.2.2 繪制CT圖像均勻性的X--R控制圖

根據統計學公式繪制出CT圖像均勻性的X--R控制圖，X-為各組CT圖像的均勻性，X=為全部數據的平均值，R為每一組數據的極差，即Xmax-Xmin，為各組數據極差的平均值。根據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圖像在剛開機和快要過熱保護時的圖像均勻性不好。

運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CT圖像均勻性較為穩定，在同一mA值下，kV值在130 kV時CT圖像的均勻性較為穩定。

圖4 均值控制圖

3 結論和建議

3.1 結論

根據CT圖像均勻性的統計學控制圖可以得出：① 在剛開機和快要過熱保護時的圖像均勻性不好；② 在同一kV值下，mA值在200 mA左右時CT圖像均勻性較為穩定；③ 在同一mA值下，kV值在130 kV時CT圖像的均勻性較為穩定。

3.2 建議

（1）建議CT模擬機技師在預熱CT機后空機運行1次再收集患者圖像資料。

（2）盡可能保持CT機房的溫度，使CT管球增加運行時間；預判出現過熱保護的時間，可在出現過熱保護之前使CT模擬機管球降到合適溫度再運行機器。

（3）在采集患者資料時，盡可能選擇mA值在200 mA左右運行機器；盡可能選擇kV值在130 kV運行機器。

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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

高關心，內蒙古自治區人民醫院副院長，高級工程師。

通訊作者郵箱：nmyyggx@163.com