CT机建设与质量控制

宫照利凌华浓林英金张锡昌邱 成

CT机建设与质量控制

宫照利①凌华浓①林英金②张锡昌①邱 成①

目的：总结CT机建设实践体会，为读者提供技术性参考建议或启示。方法：论述CT设备的基础建设、进场验收、安装调试与质量控制的程序方法，提出实践中应把握的要点。结果：新装CT机使用一年运转正常，前期技术性操作比较周密可靠。结论：大型医用设备建设前期论证与技术准备及质量控制是确保良好运行的重要基础，应当十分重视。

X射线；CT机；质量控制

[First-author's address]Clinic of General Political Department of PLA, Beijing 100011, China.

从1896年伦琴在德国物理学会上宣布了X线的发现并展示了他夫人的手部X线照片，经历了很多科学家的不懈努力，1963年Cormack教授进一步发展了从X线投影重建图像的准确数学方法，从而为CT技术的研究打下了基础；1970年Hounsfield博士提出了断层的方法，1972年Hounsfield和Ambrose在英国放射学家年会上发表论文宣告EMI扫描机诞生；1974年美国George Town医学中心工程师Ledley设计了全身CT扫描机。仅仅30多年的时间CT经历了从头颅到全身，从单层到容积快速扫描阶段。随着CT技术的发展和性能的完善，CT机在临床上的应用也得到了空前的发展。目前很多单位计划或已经订购了CT机，本文仅就大型设备CT机的基础建设、验收、安装、调试和质量控制理论与实践做一个阐述, 旨在给相关单位在CT机建设中有所启示。

1 安装前的基础建设

1.1 机房防护措施要落实

CT机机房要求防水、防震、防爆、防辐射。因此机房内不应设置洗手盆和水暖装置；对已建房屋中无法移开的水管、暖气管，必须提前做好可自动排水的设施，以防万一漏水而进入机房电缆沟导致不可挽回的经济损失；防辐射是CT机房建设的重点，要认真对待。铅防护必须符合卫生防护防疫标准，机房周围的墙面、门窗应施用2 mm以上的铅皮做防护，铅皮不能有孔眼，接合处不能有接缝间隙。为确保防护的严密性最好采用推拉门窗，如果用普通门,垭口处要有足够宽的铅皮重叠，以防X射线泄漏；可视窗应采用20 mm以上的铅玻璃；顶棚防护层若是水泥材料应在16 mm以上或采用1 mm以上的铅皮；铅含量检验报告铅含量要在99%以上。机房要有足够的空间,天花板离地高2500 mm以上，建议2800 mm；具体情况提前按照公司厂家提供的参数建设施工；开出电缆沟并用混凝土浇筑厚200 mm以上的基座，确保设备安装方便和CT机的平稳牢靠。

1.2 环境温度与湿度要达标

温度过高或过低都会造成CT设备内的器件因过热和受冻导致损坏；湿度过大会造成设备受潮而漏电引发不安全因素；因此为了确保CT设备测量的准确性与安全运行，必须按照国家标准（GB）严格控制机房环境温度在20 ℃～25 ℃，相对湿度在35%～60%。

1.3 电源和地线要符合标准

CT设备一般采用三相五线制供电，CT机的额定功率和瞬间曝光电流很大，对电源的要求较高，必须从源头抓起，最好配备专用变压器，根据设备所用电压、额定功率以及电源内阻等参数选配适当直径的电缆和空气开关。由于CT机要求电源内阻要尽可能小，通常是mΩ级，即只有零点零几欧姆；CT机的电源内阻主要来自变压器、空开和电缆，变压器和空开一旦选定内阻也随之确定，因此应最大限度的缩短CT机与电源控制箱、电源控制箱与变压器之间的距离，尽可能缩短电缆长度以达到减小电源电阻的目的。

在CT设备安装要求中地线是不可逾越的一项，它是确保CT设备和人身安全的重要环节。表征医用仪器设备安全性的主要指标有绝缘电阻、漏电流和接地线电阻，随着仪器设备使用的延续，绝缘电阻减小漏电流增大是必然的趋势，减小接地电阻提高接地线的可靠性就成了提高医用仪器设备安全性的关键所在，因此一定要遵守医用电气设备安全规定中规定的接地系统的接地电阻小于4 Ω。我们采用了多圆钢棒式电极，系统的接地电阻经测量小于1 Ω。

1.4 网络布线要合理

CT室传输的主要是图像信息，信息量大，因此要遵循总体规划科学决策、网络技术标准统一兼容、工程实施计划有序的原则，尽量采用高速、宽带、低噪声的网络设备建网，避免重复施工带来经济上的损失。

2 认真做好进场验收

2.1 对CT机从外包装到内部质量的检查验收要认真细致。合同规定由厂商安装调试者，用户不得自行开箱验收，进口仪器设备必须遵守《中华人民共和国进出口商品检验条例》规定，属国家商检部门《商检机构实施检验的商品种类表》范围内的仪器设备，到货后应及时向所在地区商检部门申请检验。经商检不合格者，应妥善办理索赔事宜。

2.2 开箱前准备好照相机和录相机，对验收环节做好必要的登记和照相及录相。

2.3 先检查外包装是否有磕碰和破损，若有要及时拍录后再拆箱检查内包装。牢记在检验过程中发现了任何问题一定要做好记录并拍照或录像以备后续索赔使用。

2.4 清点：以合同、发票和包装箱明细单为依据，按实物编号逐一核对，通常包装箱内应有技术说明书、检验合格证、鉴定书和维修线路图等。

2.5 对主机和附件进行外观检查：包括制造厂家、产品名称，设备型号，出厂编号、日期，额定功率，使用电压及频率等。检查所有部件是否是全新的。

2.6 对关键和易碎部件如球管、镜头、监视器等要仔细认真检查，查看有无破碎、擦伤、裂痕、漏油、漏气、霉斑等。

2.7 进口设备要求在索赔期结束前15天完成验收。

3 安装调试的实施

在基础设施建设完备，开箱验收合格的前提下进行安装调试。

3.1 安装调试工作要尽快在设备索赔期前进行。

3.2 组织专门的安装调试班子，班子的组成人员应有厂商派出的专业技术人员和使用方派出的放射学医生、工程技术人员等。

3.3 安装人员要认真阅读说明书，熟悉机器的性能指标，核对供给CT机的电源、电压、地线等各项电气参数是否满足仪器设备需要。

3.4 安装调试时以合同和说明书为依据，对CT机的各项技术指标与性能进行逐一验证；查看随机所带软件载体如U盘、光盘是否完好，并对软件的正确性进行测试。

3.5 为了验证CT机性能指标的可靠性，安装调试完毕后应进行24 h的考机。

3.6 为了将来方便的构建RIS(Radiology information systems)和PACS（Picture Archiving Communication Systems）系统，务必让厂商安装工程师将DICOM与WORKLIST接口打开，以免将来为此而付出高昂的代价。

4 质量控制的主要技术指标

质量控制理论是一个庞大的课题，在此仅对CT机安装调试结束后必须进行系统的综合检测，达到控制整机产品质量目的的方面进行论述。

4.1 机械性能参数检测

4.1.1 定位灯的准确性。将定位光对准被测模型的中心对其进行扫描，扫描图像与模型的位置偏差即定位光偏差应小于2 mm。

4.1.2 床移动精度。测量床的长中轴与经过扫描架转轴的垂线是否在同一条直线上，倾角误差应小于3 º，控制台与扫描架的角度指标应一致。

4.1.3 床步进精度。测量床径向运动的准确性，标准偏差和平均偏差应小于0.5 mm。

4.2 电气性能参数检测

4.2.1 管电压检测。采用介入或非接入性方法对脉冲或非脉冲式X线发生器进行测量，其管电压与指示值的误差应小于2 kV,管电流的误差应小于5%。

4.2.2 毫安mA线性检测，利用CT电离室在其它参数保持不变条件下，对每一管电压档进行测量，计算其mGy/mAs确定与其平均值相关的线性系数，mGy/ mAs 的线性系数应小于0.05。

4.3 图像性能参数检测

该项检测包括图像噪声、图像均匀性、空间分辨力、密度分辨力、水的CT值、层厚、CT值线性、象素大小、圆对称性等，在此仅对图像噪声、图像均匀性、空间分辨力、密度分辨力、层厚、CT值线性等重要参数的检测进行阐述。

4.3.1 图像噪声：X线束是个别光子形成的光子簇射，因为光子彼此独立，它们随机分布在图像区域内，在该区域内某些地方可能有一些光子的群集，而在其它地方只聚集了极少光子，这种光子不均匀地分布在图像上表现为噪声，CT噪声是均匀物质在给定区域内CT值对其平均值的变异，对于均匀模块用CT值的标准偏差来描述。噪声能限制密度分辨力的识别能力。将面积为1平方厘米且至少有100个象素点的敏感区域ROI置于扫描模体影像中心，分别改变层厚、mAs和算法分别进行扫描和测量，记下象素值的标准偏差δ，则噪声N＝δ×0.1%。应在性能参数植规定范围内。

4.3.2 图像均匀性：图像均匀性即图像中均匀物质的CT值在空间的一致性。在测量前进行校正扫描，将场均匀性测试均匀模块放在扫描架中并使其中心对准旋转轴，在扫描野中无其他物体的情况下，以常规扫描条件进行扫描，在扫描所得图像上选取ROI,用ROI软件分别测量模块中心和上下，左右4个边缘处的CT值，求出边缘处对中心的CT值的最大偏差即为场均匀性。一般要求CT值的变化在±5 HU内。

4.3.3 密度分辨力：密度分辨力即低对比度分辨力，低对比度物体的能见度主要受到图像的幅频特性限制，物体对比度可以用图像中相邻两区域的CT平均值的差表示。采用标准头部扫描条件扫描体模的低对比度分辨力模块，得到低分辨力图像。用窄窗宽检查图像是否存在可见伪影，若存在则需要重复空气校正扫描。用ROI软件测量对比度，最高一组中直径最大的低对比度目标的CT值和标准偏差SD，再测量目标附近背景的CT值和标准偏差SD。取窗宽W＝CT目标－CT背景＋5SDmax，窗位L＝（CT目标－CT背景）／2，仔细观察图像，确定能分辨的最低对比度的最小目标尺寸，即为低对比度分辨力。在同样条件下至少扫描3次，求出测量的平均值，该值应不大于3 mm。

4.3.4 空间分辨力：空间分辨力即高对比度分辨力，空间分辨力就是用对最小针距的分辨本领来描述的。用每厘米可分辨的线对数（Lp/cm）表示；使空间分辨力模块轴线与扫描层面垂直并处于扫描野中心，在单次扫描剂量指数小于50 mGy和厂家给出的标准头部扫描的条件下，改变不同的算法与层厚分别在同样的位置上扫描模块，得到扫描图像，调整窗宽与窗位等条件使图像达到最清晰的状态，此时能分辨的线对数一般应达到7 LP/cm至21 LP/cm。

4.3.5 CT值线性：物质的CT值与X线线性衰减系数成正比关系称为CT值线性。使CT值线性模块的性能体模轴线与扫描层面垂直并处于扫描野中心，采用标准头部扫描的条件扫描，调整窗宽与窗位等条件，使测量CT值线性的构件图像达到最清晰的状态；选取大于100个像素点的ROI,在该图像上分别测量4种物质的CT值，以4种已知物质的标准线性衰减系数为横坐标，测量所得CT值为纵坐标，用最小二乘法拟合直线Y＝ax＋b。

4.4 剂量控制

国际辐射防护委员会(ICRP)提出，辐射防护应遵循三项原则：使用辐射正当化、防护最优化和个人剂量限值，在这三项原则中，个人剂量与风险限制就是较重要的原则之一,CT机对受检者必须是安全的。通常CT剂量是用剂量的分布曲线来描述,在对CT设备进行剂量参数比较时，用单纯的剂量分布因子不能说明问题,1981年Shope建议单次扫描剂量描述方法用CT剂量指数（CTDI）来表示。

4.4.1 CT剂量指数数学表达式

4.4.1.1 单次扫描剂量指数数学表达式为：其中，C为单次扫描剂量CT剂量指数，D1（Z）为单次扫描旋转z轴上z点的剂量，T为标称层厚。

4.4.1.2 多层扫描剂量（MSAD）, 其数学表达式为：

其中，DN（Z）为N次系列扫描构成多次扫描剂量分布函数，I为断层间隔距离，表达式中积分上下限一般采用－0.5 I至+0.5 I。

4.4.2 CT剂量测量

剂量测量通常有热释光剂量计法、胶片剂量计和笔形电离室法三种，其中笔形电离室法是最常用的。为了确保质量，对受检者CT剂量测量需要一个特别的剂量体模、笔形电离室和读数仪等。头部CT剂量（CTDIw）在检测条件120 kv/200 mAs/层厚8 mm的情况下CTDIw应少于70 mGy。CTDIw是加权CTDI。

5 综合评估结论

安装调试工作完成后,在验收阶段后期,应请政府授权的具有从事大型医疗设备应用质量检测资质的第三方技术检测机构，按照国家规范对CT机进行全面技术检测并出具检测报告，对其的性能和质量给出具有法律效益的数据和结果。

[1]姜远海,彭明辰.临床医学工程技术[M].北京：科学出版社,2006(11).

[2]余晓锷,卢广文.CT设备原理、结构与质量保证[M].北京：科学出版社,2006.1.

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[4]宫照利,林英金.卫生单位局域网建设实践中应把握的几个问题[J].中国医学装备.2006(9).

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Construction and quantity control of CT equipment

GONG Zhao-li, LING Hua-nong, LIN Ying-jin , et al

Objective: To summarize experience in construction of CT equipment to provide technical reference for readers. Methods: The infrastructure projects, check and accept, installation and debugging as well as quantity command of CT equipment were discussed in this paper to put forward some key points in practice. Results: The equipment run normally in the first year after installation. Conclusion: We must attach importance to prophase demonstration as well as quantity command or technical reserve for the large-scale medical equipment.

X-ray; CT machine; Quality control

1672-8270(2011)07-0050-04

TH 774

B

宫照利,男，(1958- ),硕士，工程师。总政机关门诊部，从事医疗设备研究、管理、安装和维修工作近30年。自2004年到目前先后参与了局域网络建设、管理维护以及PACS、LIS系统的构建工作。

2011-04-03

①总政机关门诊部 北京 100011

②总参管理保障部卫生局 北京 100082

China Medical Equipment,2011,8(7):50-53.