关于JJG 1078-2012规程中的几个问题讨论

范 杰，李明豫，董凤华，杨 波

（1.中国测试技术研究院，四川 成都 610021；2.遵义市产品质量检验检测院，贵州 遵义 563099）

0 引 言

X射线透过人体时由于各部位组织厚度和密度不同，对X射线的衰减不同。医用数字摄影（CR、DR）系统的影像探测器接受透过人体的X射线形成影像信号，经放大转换后输出数字影像[1]。医用数字摄影（CR、DR）系统，尤其是DR系统相对于传统的医用诊断X射线辐射源具有更高的动态范围、量子探测效率（DQE）和MTF性能，能覆盖更大的对比度范围，病人受照剂量小、曝光宽容度大、曝光条件易掌握、时间分辨率高等优点，己经成为影像科室设备升级的必然发展趋势，在医院中得到广泛的推广和应用[2-3]。

医用数字摄影（CR、DR）系统在信息采集、信息处理、信息输出等成像过程中，每一个环节都可能对影像质量产生影响，因此其照片或者图像的质量控制显的尤为重要，这一过程是影像科质量管理和质量控制的重要环节。

JJG 1078-2012《医用数字摄影（CR、DR）系统 X射线辐射源检定规程》中对医用数字摄影（CR、DR）系统图像成像方面的性能指标（空间分辨力、低对比度分辨力、图像均匀性和光野与照射野一致性）做了相应的要求，下面对规程中涉及到的两个问题进行讨论：（1）计算图像均匀性方法；（2）低对比度分辨力模体及衰减模体的等效材料。

1 计算图像均匀性方法讨论

规程在描述计算影像均匀性的时候指出“读取所显示图像边界及中心的感兴趣区（ROI）信号强度值”，“如果图像处理软件无法测量感兴趣区的信号强度值，则可用黑白密度计直接测量胶片边界及中心均匀性测试点光密度值”。

用黑白密度计直接测量胶片边界及中心均匀性测试点光密度值（即黑度值）与受照射剂量在一定条件下近似成正比[4]，也就是与输入信号强度近似成正比。而医用数字摄影（CR、DR）系统自带的图像软件能够读取感兴趣区域的数值却是图像的灰度值，无论非晶硒/硅或者是CCD成像得到的图像灰度值一般是不与受照射的剂量成正比的，而是成对数关系[4]，那么两种方法采用式（1）进行图像均匀性的计算得到的结果肯定不同，前一种方法更接近受照射时候的分布情况。

式中：U——图像均匀性；

R——边界及中心信号强度或光密度值的实验标准差；

Vm——边界及中心信号强度或光密度值的平均值。

因此要比较采用图像处理软件测量感兴趣区的灰度值的方法结果与黑白密度计直接测量胶片均匀性测试点光密度值的方法，必须对CR/DR灰度进行相对剂量校准，拟合出灰度-剂量曲线，从而才能作为判断图像均匀性的结果。

2 低对比度分辨力模体及衰减模体的等效材料问题讨论

规程附录A中A.1提到“注：低对比度分辨力模体也可以采用等效厚度的Cu（纯度≥99%）制成的模体，对比度范围为0.8%～6.0%”，A.3中提到“可以采用Cu（纯度≥99%）模体，厚度为 1.5mm±0.05mm”。

（1）暂时假设1.5mm铜为20mm铝板的等效材料。从对比度定义和表格1中可以看出铝板对比度计算公式：

式中：d1——孔深；

d——模体厚度20mm。

对比表格1可以算出相应的铜板低对比度和孔深的对应关系，见表2。

由于铜材料的材质原因，不可能做到铝材料这么宽广的低对比度范围，参照规程限定0.8%～6.0%，可以确定只有7～17号孔满足规程要求，低对比度值范围却小很多。

表1 铝板低对比度和孔深的对应关系

表2 铜板低对比度和孔深的对应关系

（2）假设1.5mm铜不为20mm铝板的等效材料。根据经验公式可以知道[5-6]：

式中：μ——线性衰减系数；

μm——质量衰减系数；

ρ——材料密度。

式中：Z——等效原子序数；m——与波长λ（针对管电压5～100kV的较软的X射线）有关的数值，一般医学诊断辐射源范围m取2.6～4。

从式（3）、式（4）可以得到：

由于铝和铜纯度达到99%以上，可以近似看作其原子序数即为材料等效原子序数。

20mm铝在相应波长范围的X光照射下，等效铜材料范围是0.576～1.771mm。

实际检定中，要想使用铜作为铝的等效材料测量相应的性能指标，必须严格按照X光峰值电压（根据规程70kV或者80kV）测量低对比度和空间分辨率，因为只有X光能量确定（要么用70 kV，要么用80kV，每年都得用一样的数值），m值才能确定，相应的等效铜材料厚度值及其低对比度孔深度值才是恒定的，那么才能使用一定厚度的等效铜材料作为模体进行质控或者计量检测，达到与规程中要求的铝材料一样的效果。

3 结束语

（1）计算图像均匀性方法采用图像处理软件测量感兴趣区，必须对CR/DR灰度进行相对剂量校准，拟合出灰度-剂量曲线，从而才能作为判断图像均匀性的结果。

（2）鉴于低对比度分辨力模体及衰减模体如采用铜等效材料，需要考虑的因素很多（比如厚度值很难确定，低对比度值范围很小），而且JJG 1078-2012《医用数字摄影（CR、DR）系统X射线辐射源》规程对模体采用铜质材料也没有提供很详细的说明，故进行质控或者计量检测的时候尽量采用规程附录中提供的铝材料模体。

[1]JJG 1078—2012医用数字摄影（CR、DR）系统X射线辐射源[S].北京：中国质检出版社，2012.

[2]崔玉贵，杨奕，曹志义，等.直接数字化X线摄影技术[J].影像技术，2007（2）：57-60.

[3]吴瑞祥.探讨DR摄影图像的质量控制[J].中外医疗，2011（1）：12-13.

[4]朱浩栋.医学CT显示图像灰度归一化研究[J].CT理论与应用研究，2008（4）：117.

[5]王荣福，程刚.核医学第三章[M].北京：北京大学医学出版社，2012.

[6]眭松山，魏军.史青质量衰减系数的计算与应用[J].光谱学与光谱分析，1996，16（2）：85-90.