分析CT技師保證掃描圖像質量簡易測試方法

徐勇明

（江蘇省鹽城大豐友義醫院，江蘇 鹽城）

0 引言

CT的全稱是計算機斷層掃描。CT由高壓發生器、掃描架、X射線管、掃描臺、數據采集系統與控制臺共同組成。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]。使主治醫師更詳細地了解患者的病變位置，方便治療。若CT掃描圖像發生質量問題，將影響后續治療[2]。由于我院64排Optima CT670與16排Optima CT520Pro機質量保證模和質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量的權威標準，但它們的計算方法與測試程序較為復雜，不適合CT技師的日常操作。需根據廠家的計算方法，總結一套簡易、快速的掃描圖像質量檢測方式。本文將結合CT技師確保掃描圖像質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、反復的斷面查掃。探測器經過對病變部位X光線的衰減信號進行接受，通過光電傳感器將其轉換為電信號，后通過模數轉換器傳輸至計算機進行處理。使用特定的計算公式和數模轉換器將CT圖像展示在顯示器上[3]。掃描圖像質量的保證是CT機正常工作的前提。質量保證測試通常在安裝CT系統、更換球管、探測器、準直器、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生一定的退化或偏差，進而影響圖像質量，導致漏診與誤診[4]。所以，CT技師需保證CT機性能優良與掃描圖像質量合格，使CT性能達到最佳狀態，才能獲得高質量、穩定的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，而且廣泛應用于臨床治療。因此，有必要加強對CT的質量安全要求。另一方面，多層CT的應用使患者的放射劑量越來越大。因此，必須要加強對CT機掃描圖像質量的檢測。此外，多層CT機的大量應用，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量的一致性。一致性不僅包括同一病人在不同醫院的影像質量與診斷標準的一致性，還包括同一患者不同時期診斷質量水平的一致性。因此，CT技師需采用簡易測試方法，保證掃描圖像質量的一致性和普適性。

3 影響CT成像質量的主要原因

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化算法。應用不同的掃描圖像重建算法，會產生不同側重點的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診斷的圖像質量。

3.2 偽影與噪聲

偽影和噪聲是影響掃描圖像質量的重要原因，噪聲為掃描均勻物質成像中像素點CT值的標準差。可將噪聲分為組織噪聲與掃描噪聲[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象。造成偽影的原因可分為設備原因與病人原因。因病人心臟搏動、身體位移、胃鏡殘留在體內的鋇劑、自身攜帶金屬物品等，均會影響掃描圖像質量。由設備產生的偽影可能源于CT機檢測系統與探測器等。

3.3 部分容積和周圍間隙

周圍間隙現象是指在統一的查掃平面上，密度不同且相鄰的兩種垂直于平面的結構，邊緣CT值不準確。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分，這是由兩個結構重疊引起的物理現象[6]。部分容積效應主要指CT圖像的值表示各組織在相應單位體積內的平均值，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。

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射線設備相同，X射線的產生與成像受到量子數的影響。從理論上講，為了盡可能獲取完整的CT影響與詳細的病變信息，需要盡可能多的光子。然而，CT設備每次能否產生標準化的光子數，取決于準確的掃描圖像質量檢測控制。

4 保證掃描圖像質量的簡易測試方式

4.1 診斷前準備

CT診斷前應正確放置和對齊模體，當用體模進行CT性能指標檢測時，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掃描旋轉軸需與模體的對稱軸保持一致，掃描平面應垂直于模體對稱軸。

4.2 針對重建算法影響的簡易測試方式-調制傳遞函數

空間分辨度又稱高對比度分辨率，它能區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，應選擇適合的簡易方法。可使用調制傳遞函數測試體模，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，按照對應的簡易測試方法，計算重建算法影響，圖像質量優于傳統方法，有較高的應用價值。

4.3 針對偽影的簡易測試方式-對比度傳遞函數

材料為直徑30 cm水模、模架。輔助設備為BaSO4，了解常規因素或金屬支架影響偽影程度。偽影有環狀與帶狀，根據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-調制傳遞函數

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。設備運行正常時，根據下述方式掃描：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，應用不同層厚均連續掃描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-調制傳遞函數

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

4.6 針對X射線的簡易測試方式-調制傳遞函數

由于CT設備每次產生的光子數取決于準確的質量檢測控制。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以及不同X射線速率產生的光子數，來考慮不同條件與不同組織下圖像質量的差異。在實驗中，要注意X射線波長的變化對圖像準確度的影響，以及對機體造成的影響。

5 結束語

CT機產生的圖像可為臨床相關疾病的檢查提供科學的診斷依據，有利于提高臨床診療效果，其前提是CT機的掃描圖像質量可以得到保證。由于CT技師在日常工作中任務繁重，如何保證CT掃描圖像的質量不隨環境與機器性能影響而改變具有重要意義。臨床需總結簡易、快速的掃描圖像質量檢測方式。需在診斷前儀器、模體準備，針對重建算法，調制傳遞函數，使用調制傳遞函數測試體模，保證還原度。針對偽影，使用對比度傳遞函數進行簡易測試，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，調制傳遞函數，綜合成像后與各獨立部分的顯像結果進行比較，確保掃描圖像質量。針對X射線的簡易測試方式，調制傳遞函數，考慮不同條件與不同組織下圖像質量的差異。針對噪聲，調制傳遞函數，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量簡易測試工作，使CT性能達到最佳狀態，獲得高質量、穩定的CT圖像，為后續治療提供正確的參考依據。