医用x射线诊断设备质量控制及防护要求检测-

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1、医用X射线诊断设备质量控制与防护要求的检测,授课要求,了解：医用 X射线诊断设备及其相关参数 掌握：医用 X射线诊断设备质量控制检测 熟悉： 医用X射线诊断设备辐射防护检测,讲述内容,1、医用X射线诊断设备概述 2、医用X射线诊断设备相关参数 3、设备质量控制检测 4、设备放射防护检测,一. 医用X射线诊断设备概述,X射线诊断在我国的临床应用兴起于20世纪1020年代，5660年代我国放射学迅速发展，而7080年代以来出现质量上的飞跃。近一二十年来，综合应用多种成像技术的影像医学、介入放射学以及远程放射学等一方兴未艾之势蓬勃发展。与放射学事业发展相适应，X射线诊断设备的研制生产水平不断提高，产

2、品系列化已有相当规模，并向国际标注年华迈进。,X射线诊断中，各部位、各种投照条件下的X射线摄影是常见的检查；虽然常规的X射线透视应用频率逐渐下降，但有些需要动态功能观察的检查仍然采用透视检查方法；日益增多的牙科X射线摄影，除通常拍摄牙口内片外，还有牙科全景摄影；乳房X射线摄影则应当在专用的X射线机上进行。近三十年来，X射线计算机断层摄影装置（X-CT）在我国迅速普及，拥有量已居世界第三位。,我国常见的医用X射线诊断设备,CT机,透视机,拍片机,胃肠机,乳腺机,DR 机,牙片机,小C臂机,DSA机,二. 医用X射线诊断设备参数,1. CT机 X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范GB 1758

3、9-2011 医用X射线CT机房的辐射屏蔽规范GBZ/T 180-2006 X射线计算机断层摄影放射防护要求GBZ165-2012,CT扫描装置 全称为X射线计算机体层摄影设备，简称CT。这种X射线诊断设备是对同一个轴面以不同的角度在X射线曝光下，用计算机重建在身体中X射线衰减数据产生出一种身体横断面的图像。,CT扫描组成,CT工作原理示意图,数据采集（扫描架）:X线球管、探测器、准直器、滤过器、数据采集系统（ DAS） 数据重建 (计算机):重建函数 数字图像 数据显示:显示器、胶片（激光照相机产生） 中央控制系统（控制机械扫描，参数设定等）,Hounsfield单位 即不同密度的组织具有不

4、同的衰减系数，CT诊断中为了对不同组织进行区分，将不同密度的各种组织用不同的CT值表示，称为Hounsfield 单位(Hu)。以水为0，空气为-1000，致密骨为+1000，这样CT将测得的信号高度精确地数字化，具有了很高的空间和密度分辨力。,窗宽 是指CT图像上所包含的CT值范围。在此CT值范围内的组织结构按其密度高低从白到黑分为16个灰阶供观察对比。例如：窗宽选定为80Hu，则其可分辨的CT值为80/16=5Hu，即两种组织CT值的差别在5Hu以上即可分辨出来。因此窗宽的 宽窄直接影响到图像的对比度和清晰度。,窗位或称窗中心 由于不同组织的CT值不同，要想观察它的细微结构，最好以该组织的

5、CT值为窗位。窗位是指窗宽上下限的平均数。,空间分辨率(高对比分辨力) 是指对物体结构大小（几何尺寸）的鉴别能力，通常用每厘米内的线对数（LP/cm）或用可辨别最小物体的直经（mm）来表示，它与构成图像的像数有关，像数小而多，则空间分辨率就大，图像细致清楚。构成CT图像的像数不可能像X线照片的银粒那么细小而多，所以CT的空间分辨率较普通的X线照片要小。,LP/cm单位 线对/厘米（LP/cm）：单位长度内的扫描线对数。衡量成像系统对黑白相间、宽度相等的线状目标影像分辨的能力，以每毫米线对数表示。 因此，它们正好是倒数关系，比如分辨力5mm，则对应0.2LP/mm,密度分辨力（低对分辨力） 是指

6、显示最小密度（小于10Hu）差别的能力，用“%”表示。而空间分辨力是指显示最小细微结构的能力，用每厘米内能分辨的线对数（LP/cm）表示。 与每一像素接受的光子数量成正比，成像的单位面积内像素数目越多，每一像素接受的光子数量越少，故其密度分辨力越低。,CT运行状态 主导CT扫描装置运行的所有可选择的那些参数，包括： 标称体层切片厚度 螺距因子 滤过 X射线管峰值电压、X射线管电流 加载时间和电流时间积,噪声 指均匀物质影像中给定区域 CT 值对其平均值的变异，其数值可用给定区域 CT 值的标准偏差表示。 层厚 X 射线 CT 扫描野中心处灵敏度分布曲线上的半高宽（FWHM）。它是灵敏度分布（s

7、ensitive profile）曲线上最大值一半处两点间平行于横坐标的距离。 标称层厚 X 射线 CT 控制面板上选定并指示的层厚。,剂量分布 以位置作为函数沿一条直线所表示的剂量。 灵敏度分布 沿垂直于体层平面的一条直线上以位置作为函数表示的X射线扫描装置的相对响应值。,CT剂量指数100 (CTDI100) 沿垂直于体层平面一条直线上剂量分布除以X射线管在单次轴扫描时产生的体层切片的数目N和标称切片厚度T的乘积从-50mm到+50mm的积分。,式中：D(z): 沿体层平面垂直线z的剂量分布，这个剂量用空气吸收剂量表示； N：X射线管在单次轴扫描时产生的体层切片的数目; T：标称体层切片厚

8、度。,注释： (1) CTDI100术语比美国食品药品管理局（FDA）法规规定的从-7T到+7T的积分CTDIFDA术语更具有代表性。 (2)这个剂量表示空气的吸收剂量。这一规定是为了避免目前存在混乱。 一些CT扫描装置生产厂商以空气吸收剂量表示该剂量，而另一些生产厂商是用聚甲基丙烯酸酯（PMMA）的吸收剂量表示该剂量。 尽管CTDI100用空气吸收剂量表示，但对于实用目的，在一个PMMA材料制成的剂量模体中评估空气吸收剂量近似等于在这个模体中用电离室测量的空气比释动能。 (3)该定义中设定剂量分布是以z=0为中心。 (4)对单次轴扫描通常为X射线管旋转360一圈。,加权CT剂量指数（CTDI

9、W）,在实际检测中分别测量CTDI100（中心）和CTDI100（周边）值，对这二种测量值加权求和得到CTDIW: CTDIW =1/3 CTDI100（中心）+2/3 CTDI100（周边） 式中： CTDI100（中心）：在CT剂量模体中心孔用笔形电离室测量的CTDI100， CTDI100（周边）：在CT剂量模体表面下10mm四个孔上用笔形电离室测量的4个CTDI100值的平均。,验收检测 验收检测是X射线诊断设备安装完毕或重大维修后，为鉴定其性能指标是否符合约定值而进行的检测。 状态检测 对运行中的设备，为评价其性能指标是否符合要求而进行的定期质量控制检测。 稳定性检测 为确定使用中的

10、设备性能相对于一个初始状态的变化是否符合控制标准而进行的质量控制检测。,基线值 baseline value 设备性能参数的参考值。通常在验收检测合格后，由最初的稳定性检测得出，或者有相应的标准给定。,2.医用诊断X射线机 医用常规X射线诊断设备影像质量控制检测规范WS 76-2011 医用X射线诊断放射防护要求GBZ130-2013 乳腺X射线摄影质量控制检测规范GBZ186-2007 计算机X射线摄影（CR）质量控制检测规范GBZ187-2007,口腔X射线机专用技术条件YY/T0010-2008 电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002,摄影设备 X射线管电压指示的偏离

11、辐射输出量及其重复性、线性(管电流时间积互换性)有用线束的半值层 曝光时间指示的偏离 自动照射量控制响应 自动照射量控制重复性 有用线束与影像接收器平面的垂直度的偏离 灯光照射野与X射线照射野中心的偏离 灯光照射野与X射线照射野四边的偏离 照射野与影像接收器尺寸的偏差 焦点到影像接收器之间距离(SID)指示的偏离 聚焦滤线栅与有用线束中心对准,透视设备 透视受检者人射体表空气比释动能率典型值 透视受检者人射空气比释动能率最大值 透视荧光屏的灵敏度 空问分辨力 影像增强器系统的低对比分辨力 影像增强器的人射屏空气比释动能率 影像增强器系统的自动亮度控制系统(ABC) 透视的照射野尺寸及中心对准

12、X射线透视机中实时摄影(点片)与摄影设备相同,三.设备的质量控制检测,1、质量控制检测的目的和意义 目的是：保证影像质量 意义是： (1) 降低受检者和工作人员的受照剂量； (2) 降低废片率和重拍片率，节省资金、提高经济效益； (3) 保证X射线机良好运行性能，为临床提供最佳的诊断信息。,2、质量控制检测的依据 国务院449号令放射性同位素与射线装置安全和防护条例第三十八条 卫生部46号令放射诊疗管理规定,3、CT机 (1)层厚的测量 (7) 水的CT值 (2)CT值线性的测量 (8) 诊断床定位精度 (3)高对比度分辨力的测量 (9）定位光精度 (4)低对比度分辨力的测量 (10)扫描架倾

13、角 (5)场均匀性的测量 (11)CTDI (6)噪声的测量 检测用的仪器：CT质控检测仪、模体、水平仪 钢尺。,(1) 层 厚,测试方法： 1、用ROI测量斜线像邻域的CT值L1 2、窗宽调到最小，调高窗位，直至四条斜线像消失时记录窗位L2 3、计算窗位：L=（L1+L2）/2 4、窗宽调到最小，调节窗位到L，量得四条斜线的长度X 5、代入下列公式计算。,层厚测量公式：,利用CTP401模块内2组23斜线测量。取正切值,则断层厚度Z(层厚) Z = Xtg23 = X 0.42,层厚实际测量图像,(2) CT 值 线 性,1、线性定义： 样本物质CT值与其对X射线衰减系数的线性关系。 2、测

14、量原理： 利用CTP401模块内四个小圆柱体内的样本测量。四种样本分别为Acrylic、Air、Teflon和LDPE，它们密度不同，对X射线的衰减系数(值)也不同，对应的CT值也不同。,瑞 典 奥 利 科,3、检测方法：,CT值线性实际测量图像,(3) 空 间 分 辨 力,检测方法 1、扫描CTP528模块中心层面 2、同时调整窗宽和窗位,分辨最小的一组线对 3、用目测或Profile功能确定所能分辨的最高一级线对。 4、各线对所对应的空间分辨力由低到高分别为 1 LP/cm到 21LP/cm（即5mm-0.24mm）。(5/n,n=线对数) 性能要求： 普通CT机在常规算法下为 5到7 L

15、P/cm,瑞 典 奥 利 科,空间分辨力实际测量图像（共21组）,(4) 密 度 分 辨 力,1、定义： 在目标物质与均质背景的X射线线性衰减系数相差小于 1%时，CT机所能分辨目标物质的能力，通常以能区分开的目标物质的最小尺寸表示 2、检测方法（一） 扫描CTP515模块中心层面 同时调节窗宽和窗位 确定各对比度系列中所能分辨的最小一级孔径。,检测方法（二） 用ROI测量背景信号目标和目标邻域的CT值、标准偏差 窗宽=CT目标CT背景+5SDMAX，其中SDMAX为目标和背景CT值中的最大SD 窗位=（CT目标+CT背景）/2； 调整窗宽窗位到测量所得的窗宽和窗位值，观察图像，确定所能分辨的

16、最小一级低信号目标. 3、性能要求： 应能分辨到直径为3或4mm的圆孔,瑞 典 奥 利 科,密度分辨力实际测量图像,(5) 场 均 匀 性,检测方法： 1、常规条件下扫描CTP486模块中心层面。 2、在中心用大于100象素的ROI（面积约为1cm2）测CT值。 3、用相同ROI在所得图像边缘1cm处取四点CT值。 4、边缘对中心CT值的最大偏差为场均匀性。 性能要求： 中心点CT值与四周CT值偏差不大于4HU,场均匀性实际测量图像,(6) 噪 声,定义： 均匀物质图像在给定区域中的CT值对其平均值的变异。 一般用中心区域CT值的标准偏差来表示。 检测方法： 常规条件下扫描CTP486模块中心层面，测量所得图像 中心区域的CT值标准偏差SD，则噪声N=SD 0.1% 性能要求： 噪 声水平应不大于0.35%,噪声实际测量图像,（7） 水 的 CT 值,衡量CT值的准确性。也可用常规扫描CT所配的水模来测量。 水的CT值：0 空气的CT值：-100