随着技术的发展, 直接数字化成像系统(DR)在临床已经得到很大的普及, 相比较屏片系统, 一台调试较好的DR设备具有较高的曝光宽容度^[1]和检测量子效率(DQE)^[2], 而且通过改善探测器的DQE可以达到提高图像质量和降低病人剂量的双赢^[3]。DR设备通常具有受检者剂量计算功能, 但其图像质量情况却很难定量和定性地评价, Leeds TO16模体是为评价DR设备阈值对比度细节探测能力(TCDD)而设计的模体, 进而反映该系统的信噪比和低对比度分辨力, 医院技师和质量控制人员定期对TCDD进行检测, 结合剂量情况, 可对DR设备整体性能作出综合评价。

1 材料与方法 1.1 仪器和工具

Philips高频DR。5M高分辨显示器NERO8000型非介入式剂量仪, QA RADCHEX剂量检测仪及Leeds TO16模体, 该模体是厚10 mm, 直径250 mm的圆板, 可显示细节包括144个圆形可探测细节, 分12组, 每组包含不同细节直径, 同一直径对应12个对比度, 不同射线能量有不同对比度, 见图 1和表 1。

1.2 实验方法

① 用NERO8000型非介入式剂量仪对DR进行质量控制检测, 确保其符合WS 76-2011标准要求。②用QA RADCHEX剂量检测仪, 距管球焦点1.8 m, 在限束口处附加1.5 mm铜滤过, 管电压固定为80 kV, 调节mAs, 找到三个代表剂量时的mAs值, 此次选择1μGy、12μGy、49μGy。③用②中找到的条件, 保持距离和滤过, 对Leeds TO16模体曝光, 获得3幅数字图像并传送到工作站。④从③中获得的图像上读取每组直径下的阈值对比度, 根据公式H_T=[C_T × A^1/2]^-1, 计算探测指数H_T, 其中C_T为阈值对比度, A为可探测细节面积。

2 结果 2.1 不同剂量下的探测指数H_T

见表 2~表 4。

2.2 探测指数

以探测指数为纵坐标, 以可探测最小细节面积的平方根为横坐标, 绘出不同剂量下的探测指数图见图 2。

3 讨论

低对比度分辨能力是X射线成像系统的重要指标之一, 能反映出人体组织结构的细微变化, 是诊断肿瘤、结石等低对比度病灶的关键, 数字影像的优势也体现在低对比度分辨力上^[4]。在一个X射线成像系统中, 在剂量一定的情况下, 对同一被测物或被检查患者, 越小的物体对比度在其检查图像上可被识别越好^[5]。影响低对比度分辨力因素有噪声、散射线、射线能量、剂量等, 其中噪声是主要因素, 数字成像系统的噪声主要是量子噪声、电子元件噪声和重建算法噪声等。噪声增加会降低影像细节的可分辨度。

由于数字成像系统的性能与X射线曝光量有关, X射线量子统计涨落决定了图像的信噪比和细节测试能力, 采用Leeds TO16模体测试数字成像系统, 其细节测试能力可以通过测试阈值对比度C_T获得, 通过对TCDD的评价分析, 可以较好的评价数字成像系统的低对比度分辨力。理想的成像系统的H_T一个是一个常数, X射线曝光量越高, HT越高, 在探测指数图上应表现为一条直线, 与细节大小无关, 仅决定于X射线量子统计涨落, 但从图 2中不难发现, 大尺寸和小尺寸细节的H_T值都有一定程度的减小, 在0.7 mm~1 mm左右达到峰值, 大尺寸细节减小是由于图像读出处理时代机械原因(如横向抑制), 小尺寸细节减小是由于成像系统固有的模糊度^[5]。

① 初次测试时, 可选择典型代表剂量, 如胸部、腹部、四肢各一组, 建立基线值, 记录下不同剂量水平下的可分辨细节个数, 如表 2~表 4, 并设定可接受水平, 定期(月、季、年)进行稳定性测试, 比较可分辨细节个数的基线值, 观察其变化是否在可接受水平内。②建立基线值并绘制探测指数图, 时选择代表剂量, 观察每次测试结果H_T在纵轴上的变化情况, 评价成像系统性能的变化情况。

医院技师和质控人员定期用Leeds TO16模体测试数字成像系统的TCDD, 可以即定量又定性的分析评价低对比度分辨力, 再结合数字成像系统本身提供的受检者剂量情况, 可以综合评价成像系统的性能, 以保证系统始终处于较好的工作状态。