CT性能质量检测与评价
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CTDI=沿Z轴的辐射剂量曲线积分，宽度为nT的 单一轴向扫描
radiation dose profile
辐射剂量曲线
nT
“nominal beam width” = “total nominal scan width”
Z
CT扫描剂量检测
检测器材：
剂量仪、CT专用长杆电离室、剂量模体
CTDI Phantoms CTDI模体
水的CT值测量
水的CT值测量中的几项注意事项
CATPHAN500中CTP486模块采用特制的“固体水” 中心CT值约为8≤±4 HU。 检测时使用头颅扫描条件时，某些型号CT的头颅 扫描成像函数有专门的颅骨补偿算法，使用通用 水模测量水CT值会有较大偏差，建议采用厂家随 机的水模测量。
CT质量检测主要性能参数
值（SD平均），噪声水平以下式计算：
SD H 100% k
式中：H 噪声水平 % ；
10
k=1000HU。
CT质量检测主要性能参数
空间分辨率（Spatial resolution） 通常叫高对比度分辨率 定义：当物体与背景物对X线的衰减之差 （CT值差）比噪声大得多时，CT图像上区 别物体的能力 空间分辨率测量方法：
CT检测模体
CT性能质量检测模体
CT性能检测模体： 美国模体实验室Catphan 500、600 Victoreen公司76-410-4130 AAPM模体 PMI公司461A
CT性能质量检测
- 验收检测（厂方给的技术指标） - 状态检测（使用周期中定期检测） - 稳定性检测（日常工作中对设备 的检测） - 设备维修后的检测
节CT 扫描KV、的mAs值，可达到测量要求的剂量值
CT扫描幅射剂量检测:
CTDIW加权剂量指数
Weighted average of center and periphery doses
中心和外围剂量的加权平均
CTDIW = 2/3 CTDI100 (edge)
+ 1/3 CTDI100 (center)
CT 定位像扫描
CT扫描定位像
CT性能检测前扫描条件选择
选择合适的扫描条件 厂方所给的性能指标的测试条件 临床实用扫描条件 性能极限的扫描条件 正确选择CT扫描参数的条件
KV，mA，s，FOV，層厚，重建函数，
CT值的概念
CT值代表X线穿过组织被吸收后的衰减值. CT值的计算：某物质的CT值等于该物质的衰减系 数与水的衰减系数之差，再与水的衰减系数之比后 乘以1000。 公式： 某物质CT值=1000×（u—u水）/ u水,
* 螺旋CT测量标准不作要求
CT 辐射剂量检测
CT辐射剂量的表述 CTDI、CTDI100、 CTDIW、 DLP（剂量长 度乘积）、E（有效剂量） CTDIVOL（ CT容积剂量指数 ）
（多层螺旋CT专用剂量指标）
C T辐射剂量分布
理想状态…
Radiation delivered only to the imaged volume 辐射 仅涵盖成像部分 Peak dose = “dose”
Early CT detectors and scanner 早期的CT检测和扫 描装置 Modern Multi-Slice CT Scanner 现代多层螺旋CT
CT图像的基本概念：
.CT图像的产生：
CT图像是由计算机扫描、重建方式产生的， CT扫描过程中
，被扫描人体的某一断层面在扫描场中被分割成许多小的 单元，称之为体素。由这些体素组成一个矩阵（例如 512X512）,称之为扫描矩阵。一幅CT图象显示出各个体 素的衰减系数。此衰减系数由与之成线性关系的CT值来表 示(以[HU]为单位)。代表体素的衰减系数的每个CT值在 监视器上被赋于一定的灰度(亮度)。
1982年 1989年 1989年
1990年
1993年
德国国家标准《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 )正式生效。
AAPM发表了第39号报告《计算机断层扫描设备验收测试过程详述》，作为对 第一号报告的补充和更新。 国际电工委员会(IEC)公布了《关于X射线计算机断层成像设备的稳定性测试》 (IEC1223-2-6 )，这是对CT机稳定性测试较为科学、权威的新规定，是目 前国际通用标准。
CT剂量检测模体摆放
CT扫描幅射剂量检测:
CT剂量指数CTDI 测量：
CTDI定义: CTDI＝1/T∫±7T D(z).dz （mGy) mGy
T:标称层厚， D(z):沿Z直线的单次扫描吸收剂量曲线 电离室长度为100mm时，常用CTDI100 表示
检测要求:CTDI ≤ 50mGy 或厂方规定要求。测量时调
C T 性能质量检测与评价
浙江省医疗设备管理质控中心 谢 松 城 2011.6 杭州
CT性能质量检测与评价
X射线计算机断层扫描装置， Computer Tomography简称CT机， 1972年Hounsfield博士发明计算机 断层摄影的方法进入临床使用
Developments in CT Technology CT技术的发展
ICRP 60 Weighting Values
国际辐射防护委员会的60号报告有效剂量加权值 Gonads RBM, colon, lung, stomach Bladder, breast, liver Esophagus, thyroid Skin, bone surface Remainder 0.20 0.12 0.05 0.05 0.01 0.05 1.00
CT 性 能 指 标 检 测
CT性能检测模体Catphan500 结构
CT性能检测前准备模体的正确摆放、对位 《十分重要》 使用模体检测CT 性能指标时一般要将模体放置在 诊视床前端，最好去除扫描头架。将模体摆在机架 的中心，然后用扫描架定位光来确保模体中心定位 正确。 模体对称轴必须与CT 的扫描旋转轴一致，扫描平 面与模体的对称轴垂直.
其单位为HU（Hounsfield Unit ）
CT值不是一个绝对值,而是一个相对值。
水的CT值为0 HU ；空气的CT值为-1000HU. 骨头CT值1000；脂肪是-70--90；软组织是30-50。 在读片时， CT值可以让医生了解 某个部位 到底是什么成 分。
水的CT值与CT值场均匀性测量
CT扫描仪控制台上DLP值得出的有效剂
有效剂量计算 E(mSv) = DLP (mGy.cm) ×因子(mSv /mGy.cm）
身体部位 头部 颈部 胸部 腹部 盆腔 因子 (有效剂量的规格化) 0.0023 0.0054 0.017 0.014 0.019
有效剂量意义：表达X线辐射对人体的损害风险。
CTDIvol = 2 rad ten 1-cm slices
DLP = 40 rad•cm
CTDIvol STILL = 2 rad twenty 1-cm slices
So, DLP represent the greater biologic risk! 所以，DLP代表了更高的生物风险！
CT有效剂量（E）
CT质量检测主要性能参数
MTF调制传递函数测量
：点扩散函数
CTP528模块
什么是点扩散函数PSF ?
--PSF：测量模体（CTP528模块）中可分辨的点 --LSF：测量模体中可分辨的细线 --PSF的一维傅立叶变换即为MTF
MTF测量
CT空间分辨率的调制传递函数 （MTF）测量
MTF(f ) = ( | F F T[LpS (x) | / | F F T [LpS ( x) ] | f =0) 其中, | | 表示对付氏变换取模。f 为 空间频率,单位为线对/厘米(Lp/ CM) 。计算并经线性拟 和后得到 MTF 曲线如图。
1994年
国内CT性能质量检测与评价
检测与评审规范：
全国大型医用设备《X射线计算机断层扫描装置 （CT）应用质量应用技术评审委员会1997 《X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规 范》GB/T 17589—1998 《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置（CT） X射 线辐射源计量检定规程 JJG1026-2007
CT质量检测主要性能参数
剂量指数 CTDI100 ：mGy 中心、表面 CTDIw, CTDIvol 水的CT值： （HU） CT值均匀性:（HU） 噪声 % 空间分辨率：(mm) ，LP/cm 低对比度分辨率：（mm) 层厚偏差：（s,mm,%） *CT值线性 床位移精度（mm) 定位光精度: (mm)
1977年 美国医学物理学家协会(AAPM)发布第1号报告《用于CT机性能评价的体模及 CT机质 量保证》，首次系统地阐述了CT设备质量保证的内容、方法、工 具等。 世界卫生组织(WHO)公布了《诊断放射学中的质量保证》，对CT机主要性能 参数制定了一些规范。 日本制定了《关于X射线CT装置性能评价的标准(草案)》，同时公布了日本工 业标准《X射线CT扫描装置体模》(JIS4923) 德国国家标准《放射诊断工作中图像质量的保证。X射线计算机断层摄影装置 稳定性检测》正式生效;
CATPHAN500中扫描模块CTP486 在单层均匀水模图像中心取一个大于100个象素点（约 1cm2面积)的ROL，测量CT均值和标准差，后者用来表示 噪声;在相当于钟表时针3, 6, 9, 12时的方向上，距离 体模边缘约1cm处，取同样大小的ROI，计算CT均值，其 中与中心区域CT均值的最大差值用来描述场均匀性。 中心CT值: 0≤±4 HU 注: CTP486模块采用固体水, 中心CT值约为8≤±4 HU CT值场均匀性（HU） 要求最大△CT ≤±4 HU(验收） △CT ≤±6（状态）
噪声(H)：
指均匀性物质的影像中给定区域CT值对 其平均值的变异。通常可以用感兴趣区 中均匀物质CT值的标准差（SD）表示, 与扫描剂量有关. 要求H≤0.5% 或厂方规定要求
100% H
SD 100% 10 k
10
CT质量检测主要性能参数
噪声的计算方法:
取上述5个测量区的CT值的标准偏差平均
MTF法 线对法 分辨成排圆空法
空间分辨力的测量模块(CTP528)
CT质量检测主要性能参数
空间分辨率表述方式1： MTF调制传递函数
MTF调制传递函数（modulation transfer function, MTF）：用数字方法描述系统再现成像物体的空间频率 的能力 成像系统在一定的空间频率下对对空间结构的成像能力 横扫均匀介质中细金属丝测点扩散函数或高对比度界面上 的边缘扩散函数经付里叶变换计算调制传递(MTF);） 影响因素：X线球管焦点、FOB、层厚、重建函数、 MTF % 可视空间分辨率Lp/mm：MTF=10%时的值 状态检测合格：可分辨孔径≤1.25mm
算值），
有效剂量 Effective Dose （E）
DLP剂量长度乘积：CTDIVOL*扫描长 （cm）。单位：mGy.cm
代表总扫描路径中的累计剂量（层数乘以层厚） 有效剂量意义：表达X线辐射对人体的损害风险。 就整个躯体的而言，单个剂量参数反映了非均匀暴露的 风险
DLP = 20 rad•cm
- 5 mm mm
0
+5
C T辐射剂量分布….
现实情况…
Radiation distribution crosses the imaged volume 辐射跨越成像区域 Peak dose
“Tails” of dose distribution 剂量分布尾迹
- 5 mm 0 + 5 mm
CT辐射剂量实际分布
CT剂量检测
CT容积剂量指数 CTDIVOL ：
代表螺旋CT扫描时X、Y、Z三个方向上某点的 平均吸收剂量分布。
CTDIVOL=CTDIW/pitch (mGy)
pitch为CT螺距因子，定义：pitch=△d/(N×T）
△d 为扫描Z轴方向进床距离 N 为一次扫描的切片层数 T 为扫描层厚
CTDIVOL 在螺旋CT的扫描参数设定后会自动显示（估
CT Coordinates CT 坐标
Y
Z
X
CT扫描的成像系统组成
数据采集（扫描架）
X线球管、探测器、准直器、滤过器、数据采集系统（ DAS）
数据重建 (计算机)
重建函数 数字图像
数据显示
显示器、胶片（激光照相机产生）
中央控制系统（控制机械扫描，参数设定等）
探测器阵列
国际CT性能质量检测的发展过程
radiation dose profile
辐射剂量曲线
nT
“nominal beam width” = “total nominal scan width”
Z
CT扫描剂量检测
检测器材：
剂量仪、CT专用长杆电离室、剂量模体
CTDI Phantoms CTDI模体
水的CT值测量
水的CT值测量中的几项注意事项
CATPHAN500中CTP486模块采用特制的“固体水” 中心CT值约为8≤±4 HU。 检测时使用头颅扫描条件时，某些型号CT的头颅 扫描成像函数有专门的颅骨补偿算法，使用通用 水模测量水CT值会有较大偏差，建议采用厂家随 机的水模测量。
CT质量检测主要性能参数
值（SD平均），噪声水平以下式计算：
SD H 100% k
式中：H 噪声水平 % ；
10
k=1000HU。
CT质量检测主要性能参数
空间分辨率（Spatial resolution） 通常叫高对比度分辨率 定义：当物体与背景物对X线的衰减之差 （CT值差）比噪声大得多时，CT图像上区 别物体的能力 空间分辨率测量方法：
CT检测模体
CT性能质量检测模体
CT性能检测模体： 美国模体实验室Catphan 500、600 Victoreen公司76-410-4130 AAPM模体 PMI公司461A
CT性能质量检测
- 验收检测（厂方给的技术指标） - 状态检测（使用周期中定期检测） - 稳定性检测（日常工作中对设备 的检测） - 设备维修后的检测
节CT 扫描KV、的mAs值，可达到测量要求的剂量值
CT扫描幅射剂量检测:
CTDIW加权剂量指数
Weighted average of center and periphery doses
中心和外围剂量的加权平均
CTDIW = 2/3 CTDI100 (edge)
+ 1/3 CTDI100 (center)
CT 定位像扫描
CT扫描定位像
CT性能检测前扫描条件选择
选择合适的扫描条件 厂方所给的性能指标的测试条件 临床实用扫描条件 性能极限的扫描条件 正确选择CT扫描参数的条件
KV，mA，s，FOV，層厚，重建函数，
CT值的概念
CT值代表X线穿过组织被吸收后的衰减值. CT值的计算：某物质的CT值等于该物质的衰减系 数与水的衰减系数之差，再与水的衰减系数之比后 乘以1000。 公式： 某物质CT值=1000×（u—u水）/ u水,
* 螺旋CT测量标准不作要求
CT 辐射剂量检测
CT辐射剂量的表述 CTDI、CTDI100、 CTDIW、 DLP（剂量长 度乘积）、E（有效剂量） CTDIVOL（ CT容积剂量指数 ）
（多层螺旋CT专用剂量指标）
C T辐射剂量分布
理想状态…
Radiation delivered only to the imaged volume 辐射 仅涵盖成像部分 Peak dose = “dose”
Early CT detectors and scanner 早期的CT检测和扫 描装置 Modern Multi-Slice CT Scanner 现代多层螺旋CT
CT图像的基本概念：
.CT图像的产生：
CT图像是由计算机扫描、重建方式产生的， CT扫描过程中
，被扫描人体的某一断层面在扫描场中被分割成许多小的 单元，称之为体素。由这些体素组成一个矩阵（例如 512X512）,称之为扫描矩阵。一幅CT图象显示出各个体 素的衰减系数。此衰减系数由与之成线性关系的CT值来表 示(以[HU]为单位)。代表体素的衰减系数的每个CT值在 监视器上被赋于一定的灰度(亮度)。
1982年 1989年 1989年
1990年
1993年
德国国家标准《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 )正式生效。
AAPM发表了第39号报告《计算机断层扫描设备验收测试过程详述》，作为对 第一号报告的补充和更新。 国际电工委员会(IEC)公布了《关于X射线计算机断层成像设备的稳定性测试》 (IEC1223-2-6 )，这是对CT机稳定性测试较为科学、权威的新规定，是目 前国际通用标准。
CT剂量检测模体摆放
CT扫描幅射剂量检测:
CT剂量指数CTDI 测量：
CTDI定义: CTDI＝1/T∫±7T D(z).dz （mGy) mGy
T:标称层厚， D(z):沿Z直线的单次扫描吸收剂量曲线 电离室长度为100mm时，常用CTDI100 表示
检测要求:CTDI ≤ 50mGy 或厂方规定要求。测量时调
C T 性能质量检测与评价
浙江省医疗设备管理质控中心 谢 松 城 2011.6 杭州
CT性能质量检测与评价
X射线计算机断层扫描装置， Computer Tomography简称CT机， 1972年Hounsfield博士发明计算机 断层摄影的方法进入临床使用
Developments in CT Technology CT技术的发展
ICRP 60 Weighting Values
国际辐射防护委员会的60号报告有效剂量加权值 Gonads RBM, colon, lung, stomach Bladder, breast, liver Esophagus, thyroid Skin, bone surface Remainder 0.20 0.12 0.05 0.05 0.01 0.05 1.00
CT 性 能 指 标 检 测
CT性能检测模体Catphan500 结构
CT性能检测前准备模体的正确摆放、对位 《十分重要》 使用模体检测CT 性能指标时一般要将模体放置在 诊视床前端，最好去除扫描头架。将模体摆在机架 的中心，然后用扫描架定位光来确保模体中心定位 正确。 模体对称轴必须与CT 的扫描旋转轴一致，扫描平 面与模体的对称轴垂直.
其单位为HU（Hounsfield Unit ）
CT值不是一个绝对值,而是一个相对值。
水的CT值为0 HU ；空气的CT值为-1000HU. 骨头CT值1000；脂肪是-70--90；软组织是30-50。 在读片时， CT值可以让医生了解 某个部位 到底是什么成 分。
水的CT值与CT值场均匀性测量
CT扫描仪控制台上DLP值得出的有效剂
有效剂量计算 E(mSv) = DLP (mGy.cm) ×因子(mSv /mGy.cm）
身体部位 头部 颈部 胸部 腹部 盆腔 因子 (有效剂量的规格化) 0.0023 0.0054 0.017 0.014 0.019
有效剂量意义：表达X线辐射对人体的损害风险。
CTDIvol = 2 rad ten 1-cm slices
DLP = 40 rad•cm
CTDIvol STILL = 2 rad twenty 1-cm slices
So, DLP represent the greater biologic risk! 所以，DLP代表了更高的生物风险！
CT有效剂量（E）
CT质量检测主要性能参数
MTF调制传递函数测量
：点扩散函数
CTP528模块
什么是点扩散函数PSF ?
--PSF：测量模体（CTP528模块）中可分辨的点 --LSF：测量模体中可分辨的细线 --PSF的一维傅立叶变换即为MTF
MTF测量
CT空间分辨率的调制传递函数 （MTF）测量
MTF(f ) = ( | F F T[LpS (x) | / | F F T [LpS ( x) ] | f =0) 其中, | | 表示对付氏变换取模。f 为 空间频率,单位为线对/厘米(Lp/ CM) 。计算并经线性拟 和后得到 MTF 曲线如图。
1994年
国内CT性能质量检测与评价
检测与评审规范：
全国大型医用设备《X射线计算机断层扫描装置 （CT）应用质量应用技术评审委员会1997 《X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规 范》GB/T 17589—1998 《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置（CT） X射 线辐射源计量检定规程 JJG1026-2007
CT质量检测主要性能参数
剂量指数 CTDI100 ：mGy 中心、表面 CTDIw, CTDIvol 水的CT值： （HU） CT值均匀性:（HU） 噪声 % 空间分辨率：(mm) ，LP/cm 低对比度分辨率：（mm) 层厚偏差：（s,mm,%） *CT值线性 床位移精度（mm) 定位光精度: (mm)
1977年 美国医学物理学家协会(AAPM)发布第1号报告《用于CT机性能评价的体模及 CT机质 量保证》，首次系统地阐述了CT设备质量保证的内容、方法、工 具等。 世界卫生组织(WHO)公布了《诊断放射学中的质量保证》，对CT机主要性能 参数制定了一些规范。 日本制定了《关于X射线CT装置性能评价的标准(草案)》，同时公布了日本工 业标准《X射线CT扫描装置体模》(JIS4923) 德国国家标准《放射诊断工作中图像质量的保证。X射线计算机断层摄影装置 稳定性检测》正式生效;
CATPHAN500中扫描模块CTP486 在单层均匀水模图像中心取一个大于100个象素点（约 1cm2面积)的ROL，测量CT均值和标准差，后者用来表示 噪声;在相当于钟表时针3, 6, 9, 12时的方向上，距离 体模边缘约1cm处，取同样大小的ROI，计算CT均值，其 中与中心区域CT均值的最大差值用来描述场均匀性。 中心CT值: 0≤±4 HU 注: CTP486模块采用固体水, 中心CT值约为8≤±4 HU CT值场均匀性（HU） 要求最大△CT ≤±4 HU(验收） △CT ≤±6（状态）
噪声(H)：
指均匀性物质的影像中给定区域CT值对 其平均值的变异。通常可以用感兴趣区 中均匀物质CT值的标准差（SD）表示, 与扫描剂量有关. 要求H≤0.5% 或厂方规定要求
100% H
SD 100% 10 k
10
CT质量检测主要性能参数
噪声的计算方法:
取上述5个测量区的CT值的标准偏差平均
MTF法 线对法 分辨成排圆空法
空间分辨力的测量模块(CTP528)
CT质量检测主要性能参数
空间分辨率表述方式1： MTF调制传递函数
MTF调制传递函数（modulation transfer function, MTF）：用数字方法描述系统再现成像物体的空间频率 的能力 成像系统在一定的空间频率下对对空间结构的成像能力 横扫均匀介质中细金属丝测点扩散函数或高对比度界面上 的边缘扩散函数经付里叶变换计算调制传递(MTF);） 影响因素：X线球管焦点、FOB、层厚、重建函数、 MTF % 可视空间分辨率Lp/mm：MTF=10%时的值 状态检测合格：可分辨孔径≤1.25mm
算值），
有效剂量 Effective Dose （E）
DLP剂量长度乘积：CTDIVOL*扫描长 （cm）。单位：mGy.cm
代表总扫描路径中的累计剂量（层数乘以层厚） 有效剂量意义：表达X线辐射对人体的损害风险。 就整个躯体的而言，单个剂量参数反映了非均匀暴露的 风险
DLP = 20 rad•cm
- 5 mm mm
0
+5
C T辐射剂量分布….
现实情况…
Radiation distribution crosses the imaged volume 辐射跨越成像区域 Peak dose
“Tails” of dose distribution 剂量分布尾迹
- 5 mm 0 + 5 mm
CT辐射剂量实际分布
CT剂量检测
CT容积剂量指数 CTDIVOL ：
代表螺旋CT扫描时X、Y、Z三个方向上某点的 平均吸收剂量分布。
CTDIVOL=CTDIW/pitch (mGy)
pitch为CT螺距因子，定义：pitch=△d/(N×T）
△d 为扫描Z轴方向进床距离 N 为一次扫描的切片层数 T 为扫描层厚
CTDIVOL 在螺旋CT的扫描参数设定后会自动显示（估
CT Coordinates CT 坐标
Y
Z
X
CT扫描的成像系统组成
数据采集（扫描架）
X线球管、探测器、准直器、滤过器、数据采集系统（ DAS）
数据重建 (计算机)
重建函数 数字图像
数据显示
显示器、胶片（激光照相机产生）
中央控制系统（控制机械扫描，参数设定等）
探测器阵列
国际CT性能质量检测的发展过程