多品牌CT计量检定的探讨

金应东 滕俊伟

金华市计量质量科学研究院 浙江 金华 321000

1 引言

自从2018年5月JJG 961-2017《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源》检定规程(以下简称规程)发布以来，使用新规程进行CT的计量检定已经两年多的时间。检测的品牌机型包括世界三大品牌GPS(GE、SIEMENS、PHILIPS)及主流国产品牌联影和东软。其中GE和SIEMENS公司均参与了检定规程的起草，这就意味着新版规程的检定方法对于他们的机型更为适用。本文从实际工作经验出发，结合不同品牌的机型对检测方法做一些探讨。

2 针对现行CT检定规程的两点思考

CT作为医院常规化的医疗设备，承担着辅助性诊断的重要作用。由于其特殊的电离辐射成像原理，辐射剂量的多少直接关系病人的生命健康。所以，合理且严格的计量检定是维护群众生命安全的一道不可忽视的重要防线。CT检定的项目包含:剂量指数、均匀性、噪声水平、图像一致性、CT值、层厚、空间分辨力和低对比度分辨力等。其中针对剂量指数的测量方法和低对比度分辨力的判别作相关讨论。

2.1 剂量指数测量方法的变化 规程中增加了标称射线宽度大于40mm的测量方法，特别是当标称射线宽度大于60mm时，如果采用常规的100mm长杆电离室测量需要采用多次步进测量的方法。其中操作的关键点是CTDI的测量。由于大于40mm测量方法中需要同时测量CTDI100，ref和CTDIfree-in-air，ref，这就意味着两次测量的电离室位置应该是一致的，没有偏差或者偏差较小的。但是在实际的操作中，我们发现将电离室放置于头模中和直接置于空气中的这两次测量会存在较大的误差。原因在于，手动操作的方法缺乏一定的细致性，并且对于CT机移床精度的要求也较高，同时测量过程中头模摆放位置以及电离室在模体中的位置误差最后都会集合在一起，这就是造成测量难度过大的主要原因。

为了尽量减少测量误差，可以从以下三个方面着手:第一，在头模和空气中的CTDI测量时采用手动对准电离室中线的方式，避免采用定位像后移床的方式进行对准。第二，摆放电离室和模体时使用水平尺和钢卷尺等配套设备保持每次测量的空间位置尽量一致。第三，采用多次测量取平均的方式，减少随机测量误差带来的影响。

2.2 低对比度分辨力的判别 目前测量CT低对比度分辨力的主流模体为美国模体实验室的CATPHAN 500，模体的其中一层便是将低对比插件放置在水等效组织中。在CT扫描该层之后在低对比插件中和水等效组织的插件中各选一个测量区，按照规程中的公式计算出窗宽和窗位，然后调整图像的窗宽和窗位与公式结果一致，最后通过观察的方法分辨出一组最小的孔径。

早期的做法是通过调节图像的窗宽和窗位，将分辨力和对比度调整为人眼最适合分辨的大小，然后主观判定最小孔径来得到图像的低对比度分辨力。由于这种做法缺乏有效的复现性和科学性，所以通过公式计算出的窗宽和窗位一方面可以进行复现溯源，另一方面更加严谨合理。

目前市面上大部分CT的合格与否一般会卡在这个节点，这主要由三个原因引起，第一，前期剂量指数步骤操作不完善，管电压和电流时间积设置不到位，导致后续项目没有得到理想的成像条件，所以在前置步骤CTDI中间测量过程中，这个值需要尽可能接近40mGy但是又不能超过它。第二，由于目前大部分CT排数和成像物理条件受限，导致机器性能一般，这类CT机的低对比度分辨力尤其是在0.3%超层这个档位往往会难以分辨。第三，基于前述两项原因，加之项目的判别中人为主观因素较大，人与人之间判定均存在差异，特别是刚好处在合格与否边界的孔径需要仔细斟酌，一般认为孔径只要能分辨即可，即使不圆也无大碍。

3 多品牌CT机检测异同

21世纪以来，医疗产业发展势头迅猛，其中国内以迈瑞，联影等企业为代表，在各自的医疗领域渐渐崭露头角。目前国内的CT市场的设备大多以进口为主，主要以GE、PHILIPS、SIEMENS为代表。这两年在国家大力扶持，和企业艰苦研发的大背景下，联影和东软的CT慢慢进入各大医疗机构。针对各大品牌CT机型，检测方法也是不尽相同。

3.1 图像数和层厚的设置与换算 在测量CT剂量指数时，需要在软件中设置相关的技术参数，如管电压、电流时间积、层厚、图像数、扫描时间、FOV、滤波参数等。针对不同品牌的CT机型或者是同品牌不同型号的CT机型，设置参数方法也是大同小异。比如在SIEMENS和GE品牌的CT机软件界面，我们能够选择10mm的层厚条件以及单幅图像的扫描序列，但是在PHILIPS的机型中一般最小成像图像数量为2，且由于扫描阵列的物理排布原因，它无法选择10mm的层厚条件。所以针对软件设置各异的情况，我们需要将剂量计探测到的示值加以换算。如层厚最大为8mm时，换算为10mm条件下的剂量，只需将仪器探测到的剂量值除以8乘以10即可，其他层厚以此类推。

针对多幅图像成像的序列，换算方法也是如此，仪器探测到的剂量指数也是单幅图像的剂量叠加。所以计算CTDI的剂量指数只需要简单做一下除法即可。一般图像数量和层厚均不符合规程规定的条件时，按照换算方法，先计算单幅图像剂量，然后针对10mm层厚进行相关换算即可。

3.2 滤波函数的选择 在测量空间分辨力的过程中，需要测量常规标准条件和高分辨力条件下的空间分辨力。其中常规条件下的空间分辨力就是标准滤波下的分辨力，一般常规头部序列中都是标准条件设置的参数。针对高分辨力条件，不同品牌设置的方法也有所不同。如GE的CT，在软件界面选择bone就是高分模式，常规为stnd。PHILIPS的一般机型，一般在软件界面分辨力选项中选择HIGH模式就是高分辨模式。SIEMENS的CT机，在滤波选择框中选择U90就是高分模式。针对国产联影的CT机，在软件滤波见面选择SHARP-AA就是高分辨模式。其实针对各个品牌的高分模式选择都有共同的地方，一般带sharp(锐利)，bone(骨)，HIGH(高)和U(ultra)等字样的为高分辨滤波模式。在日常的检定过程中检定人员需要学会举一反三，通过日常经历和相关的摸索总结一套经验，集结成文，为后续检定者提供参考。

3.3 多品牌CT测量相通点 规程的制定虽然会有一定的偏向性，但是总体还是满足大部分品牌CT机型的计量检定需求。而规程的修订也往往是基于科技的发展与实际操作的可行性在不断地调整，一些过时的术语、测量方法和测量项目会渐渐去除；同时，一些先进的、被国际普遍认可的内容将进行填充。

基于成像原理的一致性，即使不同品牌CT间有自己的物理阵列排布方式，自己的后续成像优化算法和独有的软件操作系统，也需要遵循X射线成像的物理规律；CT值的测量在不同品牌之间没有显著差异，其中值得注意的是，厂家都会为医疗机构配备水模用以日常校准，在检定的时候还是需要使用计量标准中经过溯源或者功能性检查后的水模；均匀性的测量与图像伪影密切相关，一般在检定过程中，检测人员如果能够明显发现图像存在环状伪影，就需要在均匀性检测时更加细致仔细。一般而言，存在环状伪影虽然没有在规程中明确规定是不合格的依据，但是环状伪影的存在已经严重影响图像质量，且均匀性一般也满足不了规程中合格判定的要求。

遇见不同品牌或者小众品牌的CT机型，不要畏惧和盲目操作，通过咨询相关操作人员或者仪器厂家工程师后再进行计量检定。特别是有些年代久远，操作系统不便，成像困难的机型一方面需要耐心了解，严格检测；一方面也需要事实就是，根据实际检定结果公正判定合格与否。

4 结语

计量检定担负着量值传递和保障计量单位统一的重任，特别是高价值计量器具的检定一方面需要扎实的技术积累，另一方面需要严谨细心的性格品质。辐射类仪器的检定不仅需要做到检测程序的一丝不苟，更需要检定人员时刻保证自己的人身安全。2020年10月26号，国家市场监管总局下发的新强制检定计量器具的目录中，将医用诊断X射线设备又列入了强制检定的范畴。这意味着国家对于涉及人民生命安全的计量器具从没有放松监管，而是对于法制计量建设的又一次完善。CT等辐射计量领域的检定人员匮乏，人员质量稂莠不齐，希望越来越多的年轻人投入到电离辐射计量这一领域，为中国薄弱计量领域的建设贴砖加瓦。