双源CT质量控制方案技术初步研究

王 博，张 鹏，王忠明，李雪源

双源CT质量控制方案技术初步研究

王 博，张 鹏，王忠明，李雪源

目的：通过对双源CT进行质量控制检测，保证其所有技术性能参数与生产厂家的基线值保持一致,误差在允许范围之内；同时对B成像系统进行实验检测，初步探讨出符合B成像系统的验收和检测方法。方法：对双源CT的2套成像系统分别进行检测，检测设备包括Catphan模体、CT剂量仪、头部剂量体模以及Barracuda X线机多功能检测仪。结果：在不改变曝光参数的条件下，CTDIAB=CTDIA+CTDIB；在维修模式下，对B成像系统单独曝光可检测到CT辐射剂量、影响图像质量的关键性参数图像以及相关数值。结论：DSCT的B成像系统在维修模式下是可以独立检测的，它为制定出一套可行的、检测DSCT应用的质量控制方案奠定了坚实的基础。

双源CT；质量控制；扫描参数；CATPHAN体模

0 引言

双源CT（dual-source CT，DSCT）具有2套成像系统（即2套高压发生器、2套X线管和2套探测器），2个球管呈90°排列在2套成像系统中，X线源一模一样，但探测器一大一小，一个具有50 cm的扫描视野，一个具有26 cm的扫描视野[1]，这是与常规CT的主要不同之处。DSCT有单源和双源2套扫描模式。单源模式是单独使用最大扫描野为50 cm的一套采集系统，即为标准的64或128层螺旋CT，用于一些常规扫描；双源模式是2套数据采集与重建系统同时工作，2个球管的管电压与管电流可以分别调节，采用双能量减影技术[1]。无论是哪种CT扫描机，使用一定时间后总要更换球管，总会发生各种各样的故障，要维修、调试和更换部件，性能参数就会发生变化，导致图像质量降低，影响诊断结果。国家与军队目前已制定了一系列的检测标准或规范，但都是对单源CT系统进行质量控制。在扫描模式下，B成像系统不可以单独曝光检查患者。目前，国内外还没有一套完整的对于B成像系统的检测标准。

对于DSCT，A、B成像系统的各项参数同时决定着影像图像的质量，对A、B成像系统进行检测是达到此目的的先决条件，尤其是对B成像系统的质量控制检测。A成像系统的检测可以按照正常的多层CT标准进行，但B成像系统只能在维修模式下才能单独工作。在维修模式中，不能改变参数以及设定扫描程序，无法单独用患者扫描程序并参照国家和部队已有的标准进行检查。因此本文除了对A成像系统进行常规的质控外，也努力在维修模式下对B成像系统的各项参数进行检测，为制定出双源CT的检测标准进行初步的探讨。

1 检测工具

检测设备：根据总后卫生部发布的《医用诊断X射线计算机断层摄影装置（CT）临床应用质量检测技术规范（试行）》，主要使用美国The Phantom Laboratory公司的Catphan性能参数体模、美国Radcal公司生产的CT剂量仪和头部剂量体模以及瑞典奥利科公司的Barracuda X线机多功能检测仪[2]。

2 受检设备的概况

本文对兰州军区乌鲁木齐总医院的双源CT进行质量控制的实验检测。该设备型号为西门子SOMATOM Definition，序列号为60197。开机使用时

间为2008年5月6日。该系统具有78 cm的大孔径成像视野以及500 mm的扫描范围和大功率的高压发生器，扫描时间缩短为0.33 s。

3 检测的方法

3.1 性能实验测量

检测参数有：定位光精度、层厚、CT值线性与对比度、标诊视床运动精度、高对比度分辨率、低对比度分辨率、场均匀性、噪声等。

3.2 剂量测量

X线剂量是由众多因素决定，但对于同一台设备而言，其主要取决于曝光量。主要检测仪器是剂量体模与Barracuda X线机多功能检测仪。检测包括：头部剂量指数测量、容积剂量指数测量、A和B 2个球管同时曝光时的辐射剂量测量。

3.2.1 头部剂量指数的测量

3.2.1.1 A成像系统头部剂量测量

根据《医用诊断X射线计算机断层摄影装置（CT）临床应用质量检测技术规范（试行）》的检测方法进行测量。

3.2.1.2 B成像系统头部剂量测量

选择维修模式，即在ROT旋转测试下，设定曝光扫描条件为：管电压80 kV，层厚0.6 mm，曝光量300 mAs，扫描时间2 s，准直器宽度36×0.6 mm。检测步骤与A成像系统检测相同。

3.2.2 容积剂量指数测量

3.2.2.1 A成像系统测量

在扫描模式下，选择胸部平扫条件，检测步骤与头部剂量指数测量是相同的，但曝光时诊视床是运动的。设定扫描条件为：管电压120 kV，旋转时间2.0 ms，扫描时间 1.49 s，层厚 5.0 mm，照射野（FOV）196 mm，Pitch（CT的螺距因子）1.2，准直器宽度64×0.6 mm。不改变参数条件，分别依次测量模体中、上、右、下、左5个孔径位置的剂量，每个位置扫描3次，记录CT剂量指数（computer tomography dose index，CTDI）。

3.2.2.2 B成像系统测量

在维修模式下，B球管中可实现成像、曝光、机架的旋转等操作，但没有单独的螺旋扫描程序，只能用单层来检测，所以无法检测到容积剂量指数。

3.2.3 AB双成像系统的辐射剂量

双源模式剂量模体的摆放位置与头部剂量测量的方法是相同的，测量步骤也相同。设定扫描条件为：管电压120 kV，管电流300 mA，曝光量为90 mAs，层厚32×0.60 mm，FOV为500 mm，扫描时间0.33 s，机架旋转1圈。在维修界面下，选中A、B球管同时曝光，记录CTDI。

3.3 单独对B球管主要参数检测

在目前制定的CT机应用质量规范等文件的基础上，对B球管关键性参数进行检测。检测的主要参数包括：层厚、空间分辨率、密度分辨率。

3.3.1 层厚测量的步骤

检测方法与单独对A球管检测时基本相同，设定曝光扫描条件为：管电压80 kV，曝光量300 mAs，扫描时间0.33 s，层厚32×0.60 mm，机架旋转1圈等。采用标准头部扫描进行扫描。

3.3.2 空间分辨率测量的步骤

（1）将Catphan体模置于诊视床上，与A球管检测时的扫描位置相同。

（2）设定曝光扫描条件为：管电压80 kV，管电流300 mA，扫描时间0.33 s，层厚32×0.60 mm，机架旋转1圈，曝光量99 mAs等。选择标准头部扫描条件。

（3）曝光后并未得到所需的图像。改变层厚数值重新曝光，发现报错：不允许更改层厚的大小。

（4）分析后将模块的扫描位置前移1 cm，不改变曝光条件，重新曝光扫描。

（5）多次改变模块的扫描位置，重复曝光。

（6）调整窗宽和窗位等条件，使测量的图像达到最清晰的状态，确定可分开的最小构件尺寸。

3.3.3 密度分辨率测量的步骤

（1）采用标准头部扫描条件进行扫描，设定的曝光条件与空间分辨率检测时相同。

（2）曝光扫描后并未出现图像，考虑到空间分辨率测量时出现的问题，同样将模块扫描位置前移。

（3）曝光扫描后仍未出现图像。改变曝光参数中管电压的数值为120 kV，重新曝光。

（4）根据前一次扫描图像的结果分析定位是否正确。多次改变模块的扫描位置，调整窗宽和窗位等条件，重复曝光，获得所需的图像。

4 结果

4.1 DSCT性能实验检测结果

根据目前军队暂行CT机检测规范的规定可知：各项参数都达到要求，误差在允许的范围之内，说明此设备的性能很好，满足了临床诊断的要求。

4.2 2套系统辐射剂量检测结果

DSCT在维修模式下进行双球管曝光扫描。在原始数据的基础上计算，结果见表1。

（1）证实了理论观点：在相同的曝光时间条件下，AB双球管曝光时的CTDI是A、B球管分别曝光时的CTDI的叠加，即CTDIAB=CTDIA+CTDIB[2]。虽存在误差，但误差值都较小，可忽略不计。

（2）B球管通过检测可以得到CT吸收剂量，说明与A球管是相同的，可以单独检测CTDI。

4.3 DSCT的A、B 2套成像系统关键性参数检测结果

在扫描模式和维修模式下，对Catphan体模选择标准头部条件进行扫描，获得主要参数的图像如下：

（1）A成像系统检测空间分辨率、密度分辨率、层厚图像分别如图1～3所示。

（2）B成像系统检测空间分辨率、密度分辨率、

层厚图像分别如图4～6所示。

表1 2套系统不同测量点的辐射剂量检测结果

图1 空间分辨率（A成像系统）

图2 密度分辨率（A成像系统）

图3 层厚（A成像系统）

图4 空间分辨率（B成像系统）

图5 密度分辨率（B成像系统）

图6 层厚（B成像系统）

结果为：

（1）可以在维修模式下单独检测出B球管的关键参数，对B成像系统的检测方法是行之有效的。

（2）在对B球管进行密度分辨率测量时，管电压的大小需为120 kV，若小于120 kV，则X线的能量太低，穿透能力较小，散射线较低，无法穿透检测组织，得出的图像不能满足检测要求。

5 结论

通过以上的实验数据与结果可知：DSCT的B成像系统在维修模式下是可以独立检测的。

6 讨论

（1）双源CT在双源模式下进行心脏CT检查以及双能量减影检查时使用了极低的曝光剂量。单球管CT采集一幅心脏影像，至少需旋转180°来获得足够的图像数据，最多可获得64层图像，而DSCT机架只需要旋转90°，时间分辨率就提高了1倍，更符合了人体心脏运动规律，减少了心脏运动伪影，还可以将2组数据采集系统所获得的2组数据叠加，从而提高了影像的质量[3]。在相同曝光时间的条件下，A、B双球管曝光时的CTDI是2个球管分别曝光时的CTDI的叠加。故单源模式与双源模式在相同的曝光时间条件下，双源模式的辐射剂量是单源模式的50%。A、B球管辐射剂量是单独的，也是存在一致性的。

（2）在A、B 2套成像系统关键性参数检测中分析发现，当窗宽、窗位值为图中所示的数值时，图像最为清晰，为实验所需的图像。B成像系统的层厚图像并不很清晰，考虑到层厚值是固定不变的，其他参数的设定值也达到了最优化，主要影响因素是窗宽与窗位值。

（3）在实验过程中，因实验时间限制以及检测设备等原因，只对兰州军区乌鲁木齐总医院的1台DSCT进行检测，只与检测规范中的数值进行了比

较，因此在性能实验检测方面数据存在片面性。同时在实验设定参数时，只选择了一种层厚值对扫描模式进行检测，对检测结果是存在局限性的。对B成像系统的实验检测，是在目前制定的检测标准的基础上检测的，检测中的操作方法可能存在一定的不合理性，过程也存在着一定的局限性，还需进一步的研究，需与双源CT厂家探讨相关的问题[4-5]。

[1]李峰，杨刚，朱宗明.双源CT的技术原理与临床应用的探讨[J].医疗卫生装备，2009，30（2）：112-113.

[2]Achenbach S R，Opers D，Kuettner A，et al.Contrast-enhanced coronary artery visualization by dual-source computed tomographyinitinal experience[J].Eur J Radiol，2006，57（3）：331-335.

[3]林意群，冯晓刚，洪德明，等.用Catphan体模进行CT机的QA检测方法研究[J].中国医学物理学杂志，1999，16（3）：161-164.

[4]汤黎明，易学明，史兆荣.医院卫生装备实用大全[M].南京：南京大学出版社，2011.

[5]阎国栋，王茂，齐青才.多层螺旋CT图像的质量管理与质量控制[J].山西医药杂志：下半月，2009（6）：506-507.

（收稿：2013-04-17 修回：2013-06-17）

Quality Control Scheme for Dual-source CT

WANG Bo1,ZHANG Peng2,WANG Zhong-ming2,LI Xue-yuan1
(1.Department of Medical Engineering,the 474th Hospital of the PLA,Urumqi 830000,China;2.Department of Medical Engineering,Urumqi General Hospital of Lanzhou Military Area Command,Urumqi 830000,China)

ObjectiveTo detect the quality control of the dual-source CT(DSCT)in order to keep the technical parameters consistent with the baseline values and the errors accepted,and to discuss the verification,acceptance and detection of B imaging system.MethodsThe two sets of imaging systems were detected respectively,with Catphan phantom,CT dosimeter, head dose phantom and Barracuda X-ray multifunctional tester.ResultsThe exposure parameter was kept as CTDIAB=CTDIA+ CTDIB.With the maintenance mode,separate exposure of B imaging system facilitated the detection of CT radiation dose as well as the key parameters and corresponding values for image quality.ConclusionThe B imaging system of DSCT can be detected independently under the maintenance mode,and thus the quality control scheme for DSCT can be established accordingly.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（1）：94-97]

dual-source CT;quality control;scanning parameter;Catphan phantom

R318.6；TH774

A

1003-8868（2014）01-0094-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.01.094

王 博（1989—），女，助理工程师，主要从事医疗器械的维修、计量、质控方面的研究工作，E-mail：1481659958@qq.com。

830000乌鲁木齐，解放军74医院医学工程科（王 博，李雪源）；830000乌鲁木齐，兰州军区乌鲁木齐总医院医学工程科（张 鹏，王忠明）