CT系统测试标准和方法

译者：陈广飞，应俊，周丹

中国人民解放军总医院

本文列出了我们评测计算机断层成像扫描仪时的标准，以及所进行的一些特定测试。医院可以在进行采购前测试和验收测试时使用这些标准。

除非特别注明，这些标准适用于各种类型的螺旋和轴向CT扫描仪。

1 图像质量

1.1 噪声特征

噪声特征应该与剂量、层厚度、重建滤波器、采集模式、旋转时间以及螺距比等相关的预期基本理论特征相匹配。

系统的低对比度分辨率应该与供应商的标签声明相匹配。

螺旋和轴向采集的噪声测量均利用直径为 250 mm 的水模体在 120 kVp 下进行。参数（模式、mAs、层厚度、重建过滤器，以及螺距比）根据需要选择。噪声的定义为特定兴趣区的标准偏差。相应的X 射线剂量在等中心点各种 mAs 条件下的自由空气中测量。至少使用三个重建滤波器（例如：软组织、肺以及高解析度）匹配待评估系统的空间分辨率特征（参见下文有关如何测量空间分辨率的描述）。

低对比度体模在制造商规定条件下获得图像：25 mGy（在 16 cm CTDI [CT 剂量指数]体模下测量），以及 X 射线球管高低参数。 低对比度体模图像通过目视评估，并通过测量对比噪声比（Contrast-to-noise ratio，简称CNR）进行量化评估。

1.2 层厚度及空间分辨率

轴向和螺旋采集层敏感曲线的半高宽（简称FWHM）应该符合国际认可的公称厚度标准或制造商公差。

空间分辨率（使用调制传递函数（Modulation transfer function，简称MTF测量）应当符合供应商重建滤波器规格范围。

层厚度及空间分辨率特征需要使用标准模体和制造商MTF工具测量。空间分辨率通过根据供应商信息选择的多种重建滤波器测量。国际电工委员会（International Electrotechnical Commission,简称 IEC）IEC 61223-3-5 标准规定（《验收测试 - 计算机断层成像 X 射线设备的图像性能》)定义了验收公差。

1.3 一致性

对于螺旋和轴向采集，CT 值平均误差都在应该在 5 HU（ 亨氏单位）以内，不论是穿过直径 250 mm 的体模或整个探测器宽度（即沿Z 轴方向）。

沿全部探测器宽度（Z 轴）轴向采集获取图像的噪声个数应该一致。

一致性评估采用标准化图像采集规程-120 kVp 以及必要的 mAs，在等中心处剂量为 25 mGy（ 根据 CTDI 体模测量）。

1.4 心脏图像质量

此标准只适用于具有心脏造影功能的系统，即64 通道系统及更高通道系统。

进行前瞻性心电门控时，在稳态心率 65 bpm 的情况下，使用体模模拟心脏运动形成的整体图像质量必须是可接受的范围（即图像质量总评分必须大于 12。参考测试方法）。我们更希望扫描心率更高的病人时，仍然能达到可接受的图像质量。

图像使用 ECRI 研究院心脏测试体模生成。体模包含3根 1.3 mm 导管，每根导管充满了不同浓度的碘造影剂。导管由微处理机控制的电机驱动以模拟冠状动脉的运动。电机速度可调整以模拟不同的心率。体模可生成与导管运动同步的心电图信号，以便能使用扫描仪的心电门控。体模静止时可生成基线图像以用于比较。使用现有的所有心脏采集技术生成动态图像（心电门控，轴向扫描等）。生成的图像使用最大密度投影技术重组，每根导管给予从 1 到 5的评分（1为不可用，5为完全清晰明显）。最大分值为15分，12分或以上皆为可接受（请参见 2008 年 12 月份Health Device第 370 和 371 页的详细信息）。

2 剂量控制

2.1 剂量控制工具

完成一次计划性扫描后，系统需显示主要采集的预期剂量（CTDI值及剂量长度乘积（Dose Length Product，简称DLP））。显示值应当和测量值一致。

我们更偏好于在输入密码后才能执行扫描方案的任何永久性变动。

CT 系统需能够基于患者实际体型和衰减量（例如：根据扫描前采集计划进行测量）进行自动曝光控制（Automatic Exposure Control，简称 AEC）。如果剂量控制能够在三个空间维度上有区别则更为理想。

自动曝光控制必须能够承受极端体型的病人，而且最好不需要用户进行任何调整。

儿科检查的辐射剂量应该根据需要扫描的身体部位尺寸或衰减性来决定，而不是仅根据患者的身高、体重或年龄（因为最佳曝光取决于患者尺寸而非年龄）。

如果制造商能够向 ECRI 研究院展示额外可选或标准剂量控制功能的有效性就更为理想。

所有剂量控制功能的特性都是通过制造商展示来进行评估，包括使用体模进行测量。

2.2 噪声抑制软件

最好具备噪声抑制软件以减少噪声，提高对比噪声比（简称 CNR）。

不会降低空间分辨率的噪声抑制软件更为理想。

使用噪声抑制软件时最好不会显著影响图像处理速率。

所有噪声抑制软件的有效性均通过测量其在直径250 mm 水模体上的噪声效果评估（参见上文的噪声特征）。图像噪声的效果则通过一系列的标准重建滤波器和剂量水平进行评估。

对比噪声比的效果通过测量低对比度体模（Catphan）图像的像素值评估。对比度定义为 15 mm 的细节图的平均像素值，以及环绕该细节图5 mm 直径环的平均像素值。噪声定义为噪声测量的标准偏差。比较了附加或不附加噪声抑制软件的对比噪声比值

通过测量含有超过 250 层的扫描，以及通过最快速旋转进行采集的总时间（从按下曝光按钮直到最终图像显示）评估噪声对图像处理时间的影响。

2.3 剂量报告

检查完成后，应该显示剂量报告并以图片或医学数字影像传输标准(Digital Imaging and Communication in Medicine，简称DICOM)表头数据随检查数据一起存储。

剂量报告最好以 DICOM 剂量结构化报告 (参见 DICOM补充文件第 127 号）标准存储，而且系统可支持医疗信息系统集成（Integrating the Healthcare Enterprise，简称IHE）的辐射剂量监测报告。

制造商最好能够提供允许审查和监控 CT 剂量数据的软件。

所有剂量报告功能的特性均通过展示和评审 DICOM 一致性文件和 IHE 集成声明进行评测。

3 工作流集成

3.1 用户界面工具

最好可在控制台使用最少的鼠标点击，即能够自动执行多道例行程序的计划扫描步骤。

最好具备扫描自动化工具（例如：造影触发）及可直接使用。

CT 造影注射器必须能够与 CT 系统集成。我们更希望在 CT 控制台能够完全控制造影注射器，并根据选择的检查方案进行自动调整。

我们希望检查的后图像制备（例如：3-D 重组）能够自动进行。

技术人员最好能够通过控制台联系到制造商的应用专员（例如：通过电邮 应用程序）。

我们要求制造商展示用户界面，包括任何专门设计用来增强工作流的功能。

3.2 图像处理

我们希望图像处理的步骤能够自动化（例如：集成到扫描方案中），包括能够生成 3-D 视图。

我们希望制造商能够提供额外的工作站用于高端处理和可视化。

我们要求制造商展示图像处理功能和性能

3.3 IT 集成

系统作为服务类用户（service class user,简称SCU）、服务类提供者（service class provider，简称SCP）,或二者兼具（SCU/SCP），必须符合下列 DICOM服务类标准：

（1）CT 图像存储（1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2）（至少为SCU ； SCU/SCP 更佳）

（2）Study Roo查询/检索Find（1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.1）（SCU/SCP）

（3）Study Root查询 /检索 Move（1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.2 ）（SCU/SCP）

（4）设备工作表(1.2.840.10008.5.1.4.31)（SCU）

（5）验证 （1.2.840.10008.1.1）（SCU/SCP）

（6）基本灰度打印管理元（1.2.840.10008.5.1.1.9）（SCU）

（7）原始端执行进程记录（Modality Performed Procedure Step，简称MPPS）（1.2.840.10008.3.1.2.3.3）（SCU）

（8）存储确认 （1.2.840.10008.1.20.1）（SCU）

系统最好可支持以下 IHE 集成模型：

（1）预约工作流 （Schedule Workflow,简称SWF）

（2）患者信息整合 （Patient Information Reconcilation，简称PIR）

（3）图像一致性表达 （ConsistentPresentation of Images,简称CPI）

（4）成组操作的表达 （Presentation of Grouped Procedures,简称 PGP）

（5）关键图像标记 （Key Image Note，简称KIN）

我们分析了制造商的 DICOM 和 IHE 文件。

4 高级应用

最好具备高端图像采集技术，例如：动态图像。

我们要求制造商展示并提供任何可用的高端采集应用详细信息。

5 服务

（3）最好可让用户预约预防性维修保养检查。

（4）制造商最好能够提供远程监控服务，包括针对设备问题的主动响应。

（5）首次呼叫的响应时间应该少于1小时，而服务人员应该在4小时内到达现场。

（6）必须为医院员工提供服务培训。

我们要求制造商提供可用服务选项的详细信息。

可选项:

（1）制造商必须提供不同的服务选项，从 24×7 全天候服务到有限的材料和时间服务。

（2）应该备有不同的X 射线球管服务供客户选择。

6 升级

可选项: 最好备有可升级选项。

我们要求制造商提供升级选项和限制的详细情况。