CT防护与性能检测.ppt
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1、X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测张文艺中国医学科学院北京协和医学院放射医学研究所Email:Mobile:159-2208-9783Tel:022-8568-59231检测依据和标准2质量保证检测3检测报告实例X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测1检测依据和标准1.放射防护GBZ165-2012X射线计算机断层摄影放射防护要求GBZ/T180-2006医用X射线CT机房的辐射屏蔽规范GBZ130-2013医用X射线诊断放射防护要求2.质量保证GB17589-2011X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测1.定
2、义CT剂量指数,CT dose index(CTDI100)沿着标准横断面中心轴线从-50mm到+50mm对剂量剖面曲线的积分,除以标称层厚与单次扫描产生断层数N的乘积:式中:T:标称层厚;N:单次扫描所产生的断层数;D(z):沿着标准横断面中心轴线的剂量剖面曲线。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测1.定义加权CT剂量指数,weighted CT dose index(CTDIw)将模体中心点采集的CTDI100与外围各点采集的CTDI100的平均值进行加权求和:式中:CTDI100,c:模体中心点采集的CTDI100;CTDI100,p:模体中心点采集的CTDI10
3、0的平均值。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测1.定义CT值,CT numberCT影像中每个像素对应体素的X射线衰减平均值(CT值通常用Hounsfield作为单位,简称HU。利用下式将测得的衰减值按照国际统一的Hounsfield标度转换为CT值):式中:物质:感兴趣区域物质的线性衰减系数;水:水的线性衰减系数。水的CT值:0HU;空气的CT值:-1000HUX射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测1.定义体素,voxel剂量剖面曲线,dose profile半值全宽,full width at half-maximum高对比分辨力,high-
4、contrast resolution空间分辨力,spatial resolution平均CT值,mean CT number噪声,noise标称层厚,nominal tomography slice thicknessk感兴趣区域,region of interest(ROI)l灵敏度剖面曲线,sensitivity profileX射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测1.定义m重建层厚,reconstructed slice thicknessn螺距,pitch式中:d球管每旋转360诊断床的移动距离;M球管每旋转360所成断层图像的数目;S每幅断层图像的标称厚度。o
5、均匀性,uniformityp基线值,baseline valueq低对比可探测能力,low contrast detectabilityr验收检测,acceptance tests状态检测,status testt稳定性检测,constancy testX射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法诊断床定位精度p目的:由于诊断床能否准确、可重复的移动至指定位置,对确定图像的相对位置十分重要,因此需要确定诊断床径向运动的准确性和稳定性a.将最小刻度为1mm,有效长度为500mm的直尺靠近诊断床的移动床面固定,并保证直尺与床面运动方向平行,然后在床面上做一个能够指示直
6、尺刻度的标记指针;b.保证床面负重70kg左右;c.分别对诊断床给出“进300mm”和“退300mm”的指令;d.记录进、退起始点和终止点在直尺上的示值,测出定位误差和归位误差。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法定位光精度p目的:检查扫描定位灯与扫描断面的一致性a.检测模体采用表明具有清晰明确的定位标记,内部嵌有特定形状的物体,该物体的形状、位置应与模体表面定位标记具有严格的空间几何关系;b.将检测模体放置在射野中心线上固定,模体轴线垂直于扫描横断面,微调模体使其所有表面标记与定位光重合;c.采用临床常用的头部曝光条件、总成像准直厚度小于3mm的模式进行轴
7、向扫描,获得定位光标记层的图像,比较图像中特定物体的形状和位置关系与标准层面是否一致,如果一致,则说明定位光准确;d.如果c中两者不一致,则在垂直于扫描层面的轴线上前后微调模体,按照c中的扫描条件,最终获得与标称层面一致的图像,根据模体沿轴线调整的距离,确定定位光偏离的程度。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法扫描架倾角精度a.采用中心具有明确标记的长方体模体,将模体中心点与断层野中心点重合,并水平固定,根据定位光精度的检测结果,调整模体位置,确定扫描层面,使得扫描层面经过模体中心点;b.采用临床常用的头部扫描条件进行扫描;c.模体固定不动,机架倾斜一定角度
8、,按b中条件再次扫描;d.使用工作站中的测距软件,测量模体横断面影像中上下边沿之间的距离,分别记为L1和L2;X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法扫描架倾角精度e.利用以下公式计算得到扫描架倾角的实际值,与设定值比较,确定扫描架倾角精度:式中:扫描架倾角大小;L1垂直扫描时模体横断面影像中上下边沿之间的距离;L2机架倾斜角度后模体横断面影像中上下边沿之间的距离。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差a.用于轴向扫描层厚偏差测量的模体采用内嵌有与均质背景成高对比的标记物,标记物具有确定的几何位置,通过其几何位置能够
9、反映成像重建层厚;用于测量螺旋CT机层厚偏差的标记物为薄片或小珠,标记材料的衰减系数不应小于铝,以保证高的信噪比,且Z轴方向的最大厚度或直径应在0.05mm0.1mm之间;b.将模体轴线与扫描层面垂直,并置于扫描野中心固定;c.采用头部曝光条件,设定影像的标称重建层厚,进行轴向或螺旋扫描;d.根据模体说明书中观察条件调整影像窗宽窗位,并记录,获得重建层厚的测量值;X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差e.对于轴向扫描重建层厚偏差的测量,当前常用模体的测量方法有以下两种:p方法一调整窗宽至最小,改变窗位,直到标记物影像恰好完全消失,记录此时的CT值,
10、即CTmax,在该窗宽窗位条件下,测量标记物附近背景的CT值,即为CTbackground,则CT值半高为上述两个CT值之和的一半,记为CThm,然后再重新调整窗位至CThm,测量此时标记物的长度,即半值全宽(FWHM),再利用标记物的固定几何关系,计算得到重建层厚的测量值;此方法常用于设定层厚大于5mm的重建层厚偏差的检测;X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差e.对于轴向扫描重建层厚偏差的测量,当前常用模体的测量方法有以下两种:p方法二该方法使用的标记物为具有确定几何关系的微小细节,可以通过计数细节的个数并结合细节间几何关系计算得到重建层厚的测
11、量值;该方法可用于检测设定层厚与细节直径相接近的重建层厚偏差。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差f.螺旋CT机的重建层厚偏差测量方法用螺旋扫描方式扫描标记物,并以1/10标称层厚的间隔重建图像,且Z轴方向图像重建的总宽度至少为3倍的标称层厚;用适当的ROI(如标记物为薄片,则ROI设定为该薄片直径的2倍,若为微米级小珠,则将ROI设定为点。)测量获取的系列螺旋扫描图像中薄片或小珠材料的平均CT值;记录这些平均CT值作以Z轴为横坐标的函数曲线,并确定该函数曲线的FWHM,该FWHM即作为重建层厚的测量值。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证
12、检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差f.螺旋CT机的重建层厚偏差测量方法p注1本项中所指的重建层厚是CT机默认的图像重建层厚p注2对于比较陈旧的螺旋CT机,很难实现1/10标称层厚重建图像,可以微调起始扫描点,获取多组重建图像,测量这些图像中心的平均CT值并作曲线,确定FWHMX射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差f.螺旋CT机的重建层厚偏差测量方法p注3对于多排CT机,目前仅限于对多层轴向扫描重建层厚的检测,检测模体中的具有确定几何位置的标记物在Z轴方向应该足够长,如果长度不能满足多层扫描的需要,可以按照探测器阵列的布局划分开来,分别检测,
13、并保证模体中标记物的Z轴中心尽可能的与检测部分阵列在同一扫描层面X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法重建层厚偏差f.螺旋CT机的重建层厚偏差测量方法p注4对使用的具有确定几何位置的高对比标记物模体,应明确可以检测的最小层厚d,该最小层厚可按下式计算得到:式中:T标记物的厚度;标记物与扫描层面所成的角度。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法CT剂量指数a.采用人体组织等效材料的均值圆柱模体,头模直径为160mm,体模直径为320mm,分别在中心和距表层10mm处有可放置剂量探头的孔,剂量测量仪器的相对误差值应小于5%,并已得
14、到校准;b.将头模或体模置于扫描野中心,模体圆柱轴线与扫描层面垂直,探头的有效探测中心位于扫描层面的中心位置;c.分别按照临床常用头部和体部条件进行轴向扫描;d.记录剂量读数,并根据以下两公式计算得到CTDI100和CTDIw:X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法CT值(水)、噪声和均匀性a.采用均质水圆柱形模体;b.使模体圆柱轴线与扫描层面垂直并处于扫描野中心,对圆柱中间层面进行扫描;c.采用头部扫描条件进行扫描,且每次扫描模体中心位置处的辐射剂量应不大于50mGy;X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法CT值(水)、噪声
15、和均匀性d.选取图像中心大约500个像素大小(约十分之一模体面积)的ROI,测量该ROI的平均CT值、标准偏差,其中平均CT值作为水CT值得测量值,标准偏差除以对比度标尺作为噪声的测量值n:式中:水水模体ROI中测量的标准偏差;CT水水CT值得测量值;CT空气空气CT值得测量值;CT水-CT空气对比度标尺。X射线计算机断层摄影装置放射防护与质量保证检测2质量保证检测2.检测方法CT值(水)、噪声和均匀性e.在图像圆周相当于钟表时针3、6、9、12点的方向,距模体影像边沿约10mm处,选取大约500像素点大小的ROI,分别测量这四个ROI的平均CT值,其中与d中图像中心ROI平均CT值的最大差值
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