螺旋ct图像性能参数检测方法分析

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1、———————————，———————————————————二二——!i!二—————————————————————————一一绪论(一)cT及其质量保证进展1972年，Hounsfield等人研制成功x射线计算机断层摄影装置(computedtomography,CT)并投入临床应用。此后CT共发展了五代，探测器阵列的晶体单元数目不断增加，接收效率不断提高，x射线束也从笔形演变为扇形、锥形：球管的热容不断提高，以满足不断增加的扫描范围；图像质量因此不断改善，表现在空间分辨力和时间分辨力的大幅提高，极大丰富了临床应用。滑环技术的出现，使得机架能够连续旋

2、转，为螺旋扫描奠定了技术基础11,21。1989年，螺旋cT(spiralCT，SCT)研制成功，它淘汰了旋转．停．旋转(step．and-shoot)的扫描方式，代之以连续扫描。在这过程中，诊视床连续运动，x射线以螺旋的形式作用于人体，其优势主要表现在以下几个方面[3-71：1．连续扫描，缩短了时间，削弱了呼吸等不自主运动的影响，在胸腹部的动态扫描中非常有利，并节约了对比剂的使用：2．回顾性重建使得可在任意位置成像，极大提高了纵向分辨力，增强了三维重建的效果，使仿真内窥镜等先进技术成为可能，向真正意义上的容积扫描迈出了重要一步。3．提高了效率。1992年

3、，以色列Elscint公司推出双螺旋CT，探测器是并行的两排，x射线相应的变为锥形束。因此扫描效率和时间分辨力倍增，剂量利用率提高。1998年，4层面CT诞生，层厚最薄达到0．5mm，机架旋转速度最高达到O．75秒／周，成像性能再次得到突破性提高，标志着多层面CT(multi—sliceCT，MSCT)时代的到来。2001年，GE公司成功研制16层面CT并获得联邦食品药物管理局(FDA)认证。MSCT的快速发展，促进心脏扫描、脑部灌注成像等新技术逐渐成熟并投入临床运用，开辟了医学研究的新领域【8～41。影像设备的质量保证(qualityassulRnce，

4、QA)是一个系统工程，从设备的投标、安装、试运转到F1常应用，保证设备正常运转的活动都属其范畴‘15，1“。简单的说，就是通过科学的管理和各种技术手段，确保使第一军医大学硕上学位论文用中的设备的各项性能达到要求。所采用的技术手段主要包括两方面的内容，一是使用者的日常检测，比如水的CT值校正，二是专门的应用质量检测，分验收检测和状态检测(或性能检测)两种，其内容都是通过专用体模(phantom)分析、检定设备的性能参数，包括机电、剂量、图像三部分。其中，机电性能又包括定位光精度、诊视床和机架的倾角精度、诊视床运动和定位精度、球管的电压和电流设置精度等。在保证

5、图像质量的前提下，尽量减少X射线的辐射是质量保证的重要内容，剂量指数的检测已有成熟的方法。图像性能主要是指噪声、空间分辨力、伪影和CT值线性等f1‘”。由于图像是CT设备的最终目的，而且其质量随着CT技术的不断发展得到不断提高，所以是应用质量检测的重中之重，也是本文研究的内容。CT问世后不久，人们就意识到QA的重要性，并开始了卓有成效的研究。MeCullough博士在1975的北美放射年会上第一次系统地提出了CT质量保证和性能评价的理论【1引。他领导的研究小组从临床应用的角度，对当时投入使用或正处于实验中的EMI、ACTA和Delta扫描仪做了深入的研究，

6、建立了一套系统的基于图像的性能参数体系，并提出了相应的检测方法，其中，噪声、空间分辨力、密度分辨力和CT值线性等参数的基本检测思路一直沿用至今。从那以后，一些相关组织和发达国家陆续制定了规范，主要有：1．1977年，美国医学物理学家协会(AAPM)发布第l号报告《CT设备质量保证及其性能评价体模》，第一次系统地阐述了CT设备质量保证的内容、方法、工具等。2．1982年，世界卫生组织公布《诊断放射学中的质量保证》规范。3．1989年，日本制定《关于x射线CT装置性能评价的标准》及工业标准《x射线CT装置检测体模》。4．1989年，德国国标《放射线诊断工作中图

7、像质量的保证·．X射线计算机断层摄影装置稳定性检测》(DIN6868．6)：1990年，《放射线诊断工作中图像质量的保证．X射线计算机断层摄影装置验收和检测》(DIN6868．53)。5．1993年，AAPM发布第39号报告《CT设备验收检测规范》。一绪论6．1994年，国际电工委员会(IEC)颁布《x射线计算机断层成像设备的稳定性测试》(IECl223-2—6)。其中，最后两份文件至今仍起着指导作用。AAPM的第39号报告总结了轴向扫描检测方法的研究成果，系统、详尽地规定了各项性能参数的检测和评价方法。20世纪90年代以后，随着CT设备的普及和新技术的出

8、现，研究的重点转向螺旋扫描方式下的检测，并取得了卓有成效的成果。但