多品牌CT計量檢定的探討

金應東 滕俊偉

金華市計量質量科學研究院 浙江 金華 321000

1 引言

自從2018年5月JJG 961-2017《醫用診斷螺旋計算機斷層攝影裝置(CT)X射線輻射源》檢定規程(以下簡稱規程)發布以來，使用新規程進行CT的計量檢定已經兩年多的時間。檢測的品牌機型包括世界三大品牌GPS(GE、SIEMENS、PHILIPS)及主流國產品牌聯影和東軟。其中GE和SIEMENS公司均參與了檢定規程的起草，這就意味著新版規程的檢定方法對于他們的機型更為適用。本文從實際工作經驗出發，結合不同品牌的機型對檢測方法做一些探討。

2 針對現行CT檢定規程的兩點思考

CT作為醫院常規化的醫療設備，承擔著輔助性診斷的重要作用。由于其特殊的電離輻射成像原理，輻射劑量的多少直接關系病人的生命健康。所以，合理且嚴格的計量檢定是維護群眾生命安全的一道不可忽視的重要防線。CT檢定的項目包含:劑量指數、均勻性、噪聲水平、圖像一致性、CT值、層厚、空間分辨力和低對比度分辨力等。其中針對劑量指數的測量方法和低對比度分辨力的判別作相關討論。

2.1 劑量指數測量方法的變化 規程中增加了標稱射線寬度大于40mm的測量方法，特別是當標稱射線寬度大于60mm時，如果采用常規的100mm長桿電離室測量需要采用多次步進測量的方法。其中操作的關鍵點是CTDI的測量。由于大于40mm測量方法中需要同時測量CTDI100，ref和CTDIfree-in-air，ref，這就意味著兩次測量的電離室位置應該是一致的，沒有偏差或者偏差較小的。但是在實際的操作中，我們發現將電離室放置于頭模中和直接置于空氣中的這兩次測量會存在較大的誤差。原因在于，手動操作的方法缺乏一定的細致性，并且對于CT機移床精度的要求也較高，同時測量過程中頭模擺放位置以及電離室在模體中的位置誤差最后都會集合在一起，這就是造成測量難度過大的主要原因。

為了盡量減少測量誤差，可以從以下三個方面著手:第一，在頭模和空氣中的CTDI測量時采用手動對準電離室中線的方式，避免采用定位像后移床的方式進行對準。第二，擺放電離室和模體時使用水平尺和鋼卷尺等配套設備保持每次測量的空間位置盡量一致。第三，采用多次測量取平均的方式，減少隨機測量誤差帶來的影響。

2.2 低對比度分辨力的判別 目前測量CT低對比度分辨力的主流模體為美國模體實驗室的CATPHAN 500，模體的其中一層便是將低對比插件放置在水等效組織中。在CT掃描該層之后在低對比插件中和水等效組織的插件中各選一個測量區，按照規程中的公式計算出窗寬和窗位，然后調整圖像的窗寬和窗位與公式結果一致，最后通過觀察的方法分辨出一組最小的孔徑。

早期的做法是通過調節圖像的窗寬和窗位，將分辨力和對比度調整為人眼最適合分辨的大小，然后主觀判定最小孔徑來得到圖像的低對比度分辨力。由于這種做法缺乏有效的復現性和科學性，所以通過公式計算出的窗寬和窗位一方面可以進行復現溯源，另一方面更加嚴謹合理。

目前市面上大部分CT的合格與否一般會卡在這個節點，這主要由三個原因引起，第一，前期劑量指數步驟操作不完善，管電壓和電流時間積設置不到位，導致后續項目沒有得到理想的成像條件，所以在前置步驟CTDI中間測量過程中，這個值需要盡可能接近40mGy但是又不能超過它。第二，由于目前大部分CT排數和成像物理條件受限，導致機器性能一般，這類CT機的低對比度分辨力尤其是在0.3%超層這個檔位往往會難以分辨。第三，基于前述兩項原因，加之項目的判別中人為主觀因素較大，人與人之間判定均存在差異，特別是剛好處在合格與否邊界的孔徑需要仔細斟酌，一般認為孔徑只要能分辨即可，即使不圓也無大礙。

3 多品牌CT機檢測異同

21世紀以來，醫療產業發展勢頭迅猛，其中國內以邁瑞，聯影等企業為代表，在各自的醫療領域漸漸嶄露頭角。目前國內的CT市場的設備大多以進口為主，主要以GE、PHILIPS、SIEMENS為代表。這兩年在國家大力扶持，和企業艱苦研發的大背景下，聯影和東軟的CT慢慢進入各大醫療機構。針對各大品牌CT機型，檢測方法也是不盡相同。

3.1 圖像數和層厚的設置與換算 在測量CT劑量指數時，需要在軟件中設置相關的技術參數，如管電壓、電流時間積、層厚、圖像數、掃描時間、FOV、濾波參數等。針對不同品牌的CT機型或者是同品牌不同型號的CT機型，設置參數方法也是大同小異。比如在SIEMENS和GE品牌的CT機軟件界面，我們能夠選擇10mm的層厚條件以及單幅圖像的掃描序列，但是在PHILIPS的機型中一般最小成像圖像數量為2，且由于掃描陣列的物理排布原因，它無法選擇10mm的層厚條件。所以針對軟件設置各異的情況，我們需要將劑量計探測到的示值加以換算。如層厚最大為8mm時，換算為10mm條件下的劑量，只需將儀器探測到的劑量值除以8乘以10即可，其他層厚以此類推。

針對多幅圖像成像的序列，換算方法也是如此，儀器探測到的劑量指數也是單幅圖像的劑量疊加。所以計算CTDI的劑量指數只需要簡單做一下除法即可。一般圖像數量和層厚均不符合規程規定的條件時，按照換算方法，先計算單幅圖像劑量，然后針對10mm層厚進行相關換算即可。

3.2 濾波函數的選擇 在測量空間分辨力的過程中，需要測量常規標準條件和高分辨力條件下的空間分辨力。其中常規條件下的空間分辨力就是標準濾波下的分辨力，一般常規頭部序列中都是標準條件設置的參數。針對高分辨力條件，不同品牌設置的方法也有所不同。如GE的CT，在軟件界面選擇bone就是高分模式，常規為stnd。PHILIPS的一般機型，一般在軟件界面分辨力選項中選擇HIGH模式就是高分辨模式。SIEMENS的CT機，在濾波選擇框中選擇U90就是高分模式。針對國產聯影的CT機，在軟件濾波見面選擇SHARP-AA就是高分辨模式。其實針對各個品牌的高分模式選擇都有共同的地方，一般帶sharp(銳利)，bone(骨)，HIGH(高)和U(ultra)等字樣的為高分辨濾波模式。在日常的檢定過程中檢定人員需要學會舉一反三，通過日常經歷和相關的摸索總結一套經驗，集結成文，為后續檢定者提供參考。

3.3 多品牌CT測量相通點 規程的制定雖然會有一定的偏向性，但是總體還是滿足大部分品牌CT機型的計量檢定需求。而規程的修訂也往往是基于科技的發展與實際操作的可行性在不斷地調整，一些過時的術語、測量方法和測量項目會漸漸去除；同時，一些先進的、被國際普遍認可的內容將進行填充。

基于成像原理的一致性，即使不同品牌CT間有自己的物理陣列排布方式，自己的后續成像優化算法和獨有的軟件操作系統，也需要遵循X射線成像的物理規律；CT值的測量在不同品牌之間沒有顯著差異，其中值得注意的是，廠家都會為醫療機構配備水模用以日常校準，在檢定的時候還是需要使用計量標準中經過溯源或者功能性檢查后的水模；均勻性的測量與圖像偽影密切相關，一般在檢定過程中，檢測人員如果能夠明顯發現圖像存在環狀偽影，就需要在均勻性檢測時更加細致仔細。一般而言，存在環狀偽影雖然沒有在規程中明確規定是不合格的依據，但是環狀偽影的存在已經嚴重影響圖像質量，且均勻性一般也滿足不了規程中合格判定的要求。

遇見不同品牌或者小眾品牌的CT機型，不要畏懼和盲目操作，通過咨詢相關操作人員或者儀器廠家工程師后再進行計量檢定。特別是有些年代久遠，操作系統不便，成像困難的機型一方面需要耐心了解，嚴格檢測；一方面也需要事實就是，根據實際檢定結果公正判定合格與否。

4 結語

計量檢定擔負著量值傳遞和保障計量單位統一的重任，特別是高價值計量器具的檢定一方面需要扎實的技術積累，另一方面需要嚴謹細心的性格品質。輻射類儀器的檢定不僅需要做到檢測程序的一絲不茍，更需要檢定人員時刻保證自己的人身安全。2020年10月26號，國家市場監管總局下發的新強制檢定計量器具的目錄中，將醫用診斷X射線設備又列入了強制檢定的范疇。這意味著國家對于涉及人民生命安全的計量器具從沒有放松監管，而是對于法制計量建設的又一次完善。CT等輻射計量領域的檢定人員匱乏，人員質量稂莠不齊，希望越來越多的年輕人投入到電離輻射計量這一領域，為中國薄弱計量領域的建設貼磚加瓦。