医用CT检测目前较多使用的检测体模是AAPM和CATPHAN500, 两者均来自美国, 都是得到国际公认的体模。AAPM体模是1997年美国医学物理学会设计; CATPHAN模体是美国模体实验室在1990年由David Goodenough和Ph.D模体实验室共同研制的。两体模的外观结构完全不同, 除水外, 模块功能基本一致。但在实际的CT性能检测中, 由于生产厂家不同和内部结构不同, 检测结果不可避免地会存在一定的差异, 为了减少检测结果偏差, 力求公证, 有必要对这两种体模进行比对测试, 为今后的医用CT应用质量检测提供充实的技术依据。

1 体模特点 1.1 AAPM体模

AAPM体模外壳由216mm的透明有机玻璃制成, 内装分层模块, 模块浸泡在水里。

1.2 CATPHAN500体模

CATPHAN500体模外壳由201mm的固体材料制成, 同样内装分层模块, 无水。

1.3 AAPM体模和CATPHAN500体模的结构特点比较(表 1)

AAPM模体是用孔径来表示空间分辨力的, 单位为:mm; CATPHAN500模体是以线对来表示空间分辨力的, 单位为:Line Pair/cm。二者有以下对应的关系。

即:LP = 5/Φ

式中:LP为线对数, (LP/cm); Φ为相对应孔径:(mm)。

2 比对测试项目与方法 2.1 主要比对测试项目

主要对比测试项目有空间分辩力、低对比度分辩力和扫描层厚。由于CT值线性指标在国家标准《X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规范》^[1]中未纳入, 在此未作比对, CATPHAN500体模的等效水材料在不同的CT机扫描, 与水对比时发现偏离较大, 而且正负偏离没有规律性, 在此也未对其结果进行比对。

2.2 方法

选择目前医院应用较广泛的几个型号的CT机分别对两种体模进行扫描, 分别对扫描图像进行数据处理, 其结果进行比较。空间分辨率扫描采用机器提供的最高分辨率扫描方式(主要是重建函数、扫描层厚和FOV。), 低对比分辩率和层厚扫描采用常规扫描方式。

3 结果与分析 3.1 AAPM和CATPHAN500体模的比对结果(表 2) 3.2 分析

空间分辨力指标, 两体模的结构和表达方式不同, AAPM体模的最小孔径只有0.4mm, 机器的指标再高, 它也只能显示0.4mm。CATPHAN500体模则不同, 能一直延伸到21LP/cm, 到目前为止, 还未发现有CT机能分辨21LP/cm。由表 2可见, 其结果差别是比较大的, 但只是设计上的差别, 两体模都符合自身的设计要求。在低对比分辨力方面, CATPHAN500体模有三种对比度, 分别为1.0%、0.5%和0.3%, 实测对比度与标称对比度比较吻合, 表二中结果是0.5%对比度的低对比度分辨力。AAPM体模只有0.6%的标称对比度, 实测在0.6% ~ 0.8%之间。两体模的孔径级差不一样, AAPM体模为0.5mm, CATPHAN500体模则为1mm, 实测低对比度分辨力结果两体模接近。在层厚方面, 结果也相近, 两体模检测层厚的原理都是一样的, 都是层厚在切面上的投射, 测量投射影像的长度, 再利用三角形的计算方法计算出实际扫描层厚。由于CATPHAN500体模钨丝的倾斜角度为23°, tan23°=0.42, 所以系数为0.42, 而AAPM体模铝片的倾斜角度为45°, tan45°= 1, 所以系数为1。

4 结论

两体模的外观结构不同, 各有优缺点。AAPM体模体积较大, 重量较重, 内部为水, 携带不方便, 另外也很难处理水中的汽泡和漏水问题。CATPHAN500体模体积较小, 重量也相对较轻, 容易携带, 不存在汽泡和漏水问题。在性能检测方面, AAPM为水体模, 较为经典, 纯水层面还可以作为CT值和CT值均匀性的校准体模。空间分辨力最小孔径只有0.4mm, 相当于13 LP/cm, 对于当代CT来说, 似乎显得落伍了, 对定位光精度指标的检测也显得无能为力。CATPHAN500体模的等效水材料对CT值指标的检测可信度欠佳, 同时不能用于对CT机的校准, 在日常的检测工作中应该再配备一个轻便的纯水模, 用于对CT值的检测。空间分辨力指标用线对来表示更能迎合人们的习惯, 其级差为1 LP/cm, 1 ~ 21(LP/cm)对当代CT的检测更为客观, 该体模还能检测定位光精度指标^[2], 在医院大量使用DR、CR的年代更显实用。总的看来, 两种体模各有优缺点, 都可作为日常检测的体模, 检测结果相近, 具有可比性。但是, 对CT机的验收检测, 笔者推荐使用CATPHAN500体模。