数字减影血管造影系统性能检测和质量控制

胡益斌，扈尚泽

1.江苏省人民医院 医学工程处，江苏南京 210029；2.江苏省计量科学研究院，江苏 南京 210007

随着介入放射学的迅速发展，数字减影血管造影（DSA）在医院得到了广泛应用。但是，DSA系统的生产厂家众多，型号、配置不统一，性能、质量参差不齐，为满足临床诊断介入要求，必须要有统一的评介和检测技术标准。北京市计量检测科学研究院、江苏省计量科学研究院和江苏省人民医院等单位联合起草制定了JJG 1067-2011《医用诊断数字减影血管造影（DSA）系统X射线辐射源检定规程》[1]，为DSA系统的计量检定、性能检测和质量控制提供了统一的评价和检测技术标准，经过2年多的实施，证明本规程是一套切实可行的性能检测方案，保证了DSA系统的安全性和有效性，取得了良好的社会效益和经济效益。为了检定规程能广泛地推广和更好地贯彻执行，本文进行详细的介绍。

1 性能检测和质控思路

DSA系统的性能检测和质量控制必须依据设备的技术性能指标和医院使用的实际情况。经过调研，检测内容以X线辐射源和图像质量为主，检测项目主要有辐射输出的空气比释动能率、辐射输出的质（HVL）、X射线管电压、X射线管的焦点，模拟血管最小尺寸、空间分辨力、低对比度分辨力、对比度线性和减影性能影响[2-6]。其中，X射线管焦点的检测不属于常规的性能检测和质量控制项目，本文没有详细介绍。

2 检测仪器和模体

诊断水平剂量仪、测量半值层用铝片；模拟血管最小尺寸检测模体，造影剂浓度为150 mg/cm3的模拟血管和宽度为（1/4、1/2、3/4）的血管畸变；空间分辨力测试卡：尺寸为50 mm×50 mm，线对为0.6～5.0 Lp/mm，共20组线对，铅箔厚度为0.05 mm；低对比度分辨力检测模体：长度为150 mm，造影剂浓度为（2.5、5、10）mg/cm3，每组有4种不同直径0.5、1.0、2.0、4.0 mm的模拟血管；对比度线性检测模体：对比度分别为0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、10.0%、20.0%；骨骼模块：厚度为0.5、1.0、1.5 cm。

3 检测方法

3.1 空气比释动能率

将诊断水平剂量仪的探测器置于X射线照射野的中心，探测器的中心轴与射线束垂直，设置影像接收器输入面与X线管焦点距离（SID）最小，在自动控制方式下，最大视野（FOV）和最大帧数脉冲透视或连续透视的条件下，不附加其他衰减层，用足够厚的铅板遮挡住影像接收器，透视3 s以上，测量沿X射线中心线在距影像接收器上方30 cm处的空气比释动能率。

在上述规定条件下，重复测量3次以上，取其平均值，按公式(1)计算空气比释动能率 ，单位为mGy/min。

式中:M——诊断水平剂量测量3次的平均值，单位为div·min-1；NK——电离室或半导体探测器空气比释动能率的校准因子，mGy·div-1；KTP——电离室型探测器温度、气压密度修正，按公式(2)计算。

式中：t——检定时室内温度；P——检定时大气压，单位为kPa。

空气比释动能率的测量结果应≤88 mGy/min[1]。

3.2 HVL

将诊断水平剂量仪的探测器置于X射线照射野的中心，选合适的照射野，探测器的中心轴与射线束垂直，附加过滤设置为零。X射线管焦点到剂量仪探测器距离约为60 cm，吸收片到X射线管焦点的距离在30～40 cm。检测HVL示意图，见图1。

图1 检测HVL示意图

测量未加吸收片和不同厚度的吸收片时的空气比释动能率，用作图法或计算法求出空气比释动能率降到初始值（无吸收片）1/2时的吸收片厚度即为HVL[1-2]，也称半价层。也可采用经校准的半价层测量仪测量HVL值，大多数诊断水平剂量仪在测量射线剂量的同时，能直接测量出HVL和kV等值。

在管电压70 kV时，HVL的测量结果应≥2.1 mAL[1]。

3.3 X射线管电压

用非介入电压表的探测器置于X射线照视野的中心，选用常用的管电压，至少重复测量3次，取其平均值，按公式(3)计算管电压相对标准偏差。

式中：Vi——控制台上X射线管电压的标称值；VO——测量的X射线管电压的平均值。X射线管电压的相对误差应＜±5.0%[1]。

3.4 模拟血管最小尺寸

SID调置100 cm，将模拟血管最小尺寸检测模体水平置于诊断床面上，模体表面与影像接收器输入面垂直距离为30 cm，先在透视状态下进行定位观察，使模体在FOV的中心，在自动控制减影状态下先对空白模块进行曝光作蒙片，适当延迟后，对造影剂浓度为150 mg/cm3和含有畸变尺寸为1/4、1/2、3/4 mm的模拟血管进行减影，调窗宽W和窗位L使减影影像显示最佳，应能看到模体中直径为1 mm的模拟血管。同时应能分辨造影剂浓度为150 mg/cm3、直径为2 mm的模拟血管上1/2宽度的血管畸变[1]。

对无减影功能的血管造影系统，采用常规造影模式直接采集影像，应能达到相应技术要求。

3.5 空间分辨力

将空间分辨力测试卡贴在影像接收器输入面，使分辨力测试卡栅条与显示器水平方向成45°夹角、最大FOV，在透视条件下进行影像采集，直接读出可分辨的线对数。

新设备验收检测或首次检定的空间分辨力应满足出厂技术指标。后续检定和使用中质量控制的空间分辨力，对于影像增强器类型，应≥12 Lp/cm。对于平板探测器类型，应符合出厂技术指标[1]。

3.6 低对比度分辨力

使用低对比度分辨力检测模体。该模体含有长度为150 mm，有3组不同造影剂浓度，分别为2.5、5、10 mg/cm3。每组有4种不同直径0.5、1.0、2.0、4.0 mm的模拟血管。检测方法同3.4节，减影后应能均匀分辨浓度为5.0 mg/cm3、直径2.0 mm的模拟血管[1]。

对无减影功能的血管造影系统，采用常规造影模式直接采集影像，应能达到相应技术要求。

3.7 对比度线性

在自动控制条件下，用对比度线性模体进行采集影像，打印胶片。用光密度计测量胶片上不同对比度圆，读取不同浓度（mg/cm3）的平均光密度值（D），用最小二乘法计算碘浓度与光密度值之间的线性相关系数。

碘浓度为横坐标，光密度值为纵坐标，各点的连线近似直线，模体碘浓度与平均光密度值之间的线性相关系数应＞0.9[1]。

3.8 减影性能影响

常规减影条件下，在模拟人体血管模体上加上骨骼模块，减影后应仍能清晰分辨浓度为150 mg/cm3，直径2.0 mm的模拟血管[1]。

4 讨论

对于双向（两套X射线发生器和影像接收装置）DSA系统，必须对两套系统分别检测。只有两套系统的性能技术指标经检测均符合上述要求，该DSA系统才合格。计量检测部门的人员往往会忽视这个问题，必须引起重视。

检测人员能否正确、合理的使用DSA系统也非常关键，直接影响检测结果的准确性，所以，使用前必须对DSA设备有充分的了解，熟悉操作，如果对操作不是很清楚，必须请教操作技师或直接请操作技师帮助操作。

对DSA系统进行性能检测和质量控制，是为了保证系统的各项性能指标在正常范围和影像的最优化状态，所以，DSA系统的各项性能指标必须满足上述要求，否则会影响到临床的使用和诊断的正确性。要获得高质量的X线影像，DSA系统必须要有良好的工作状态，定期进行性能检测和质量控制，并对发现的问题进行调整或维修[7]，检测合格后方能使用，确保DSA系统的安全性和有效性。

[1]JJG 1067-2011,医用诊断数字减影血管造影（DSA）系统X射线辐射源检定规程[S].北京:中国质检出版社,2011.

[2]JJG 744-2004,医用诊断X射线辐射源检定规程[S].北京:中国质检出版社,2004.

[3]JJF 1035-2006,电离辐射计量术语及定义[S].北京:中国计量出版社,2007.

[4]GB/T 10149,医用X射线设备术语和符号[S].北京:中国标准出版社,1988.

[5]IEC61223-3-3:1996,数字减影血管造影（DSA）X射线设备成像性能验收试验[S].北京:中国标准出版社,2005.

[6]YY/T 0740-2009,医用血管造影X射线机专用技术条件[S].北京:中国标准出版社,2010.

[7]安文昊,屠波,朱永丽,等.数字减影血管造影系统的质量检测[J].中国医疗设备,2011,26(12):25-27.