CT值(CT number)是CT影像中像素的X射线衰减平均值，是临床上常用的指标，在医用诊断和治疗中都有重要的意义^[1]。CT值(水)是CT影像中影响CT值准确性的重要指标。噪声(Noise)是在均匀物质影像中，给定区域CT值对其平均值的变异。均匀性(Uniformity)是整个扫描野中，均匀物质CT值的一致性。噪声和均匀性是反映CT性能的指标，对于性能的判定有重要意义。上述三个指标的准确性是CT质量控制的保证。经调研，目前在国际标准、国家标准和厂家测试文档中，涉及CT值(水)、噪声和均匀性的测试方法，并无对模体具体摆放位置的说明，本研究通过实验分析了两种不同的模体摆放方法对于CT影像中CT值(水)、噪声和均匀性产生的影响。

1 材料与方法 1.1 研究对象

随机选取了6家医疗机构的16台CT进行研究实验，其中包括5个不同厂家的设备(S、G、P、T、SV)，不同厂家的CT数量为：S厂家9台，G厂家3台、P厂家2台、T厂家1台、SV厂家1台。CT探测器排数从2排到320排。CT生产日期从2006年到2016年。

1.2 研究方法 1.2.1 实验仪器和模体

① 采用CTWV17型悬挂式水模体。该模体由有机玻璃PMMA制成，模体纯净水直径200 mm，PMMA壁厚5 mm；模体纯净水厚度50 mm。模体后部有PMMA专用悬挂部件，可将整个模体直接悬挂于CATPHAN系列模体箱上，从而伸出碳纤维床进行测试。②美国模体实验室The phantomlab公司生产的CATPHAN500模体箱用于悬挂a中水模体。

1.2.2 实验项目和方法依据

按照GB 17589-2011《X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范》^[2]中的方法进行实验，并将实验结果与验收检测评价标准进行比较。实验中分别采用两种模体摆放方式，一种是利用CATPHAN500模体箱将挂式水模体放置于碳纤维板床外；一种是直接将悬挂式水模体放置于碳纤维板床上。

在曝光时，选取的条件均为各CT常用的头部扫描条件，轴扫，120 kV，CTDI_w为46±2.5 mGy，层厚范围为5~10 mm，FOV范围为200~250 mm，算法为头部标准算法。扫描位置选取水模体50 mm厚度的25 mm处中间层进行曝光并获取CT影像。

采用两种不同的水模体放置方法，按照上述的条件，每台CT使用同一条件、在同一位置扫描5次并获取CT影像5幅。CT值(水)的实验结果为分别获取5幅影像中心约100 mm²的感兴趣区域ROI(region of interest)CT值的平均值。噪声的实验结果为分别获取5幅影像中心约100 mm²的ROI的CT值标准偏差SDw的平均值，由公式1)得出原始图像层厚下的噪声值，并由公式(2)进行层厚修正，修正到10mm层厚的噪声，利于归一后相互比较。

$ {{\text{N}}_{\text{s}}}=\text{S}{{\text{D}}_{\text{w}}}/(\text{C}{{\text{T}}_{\text{w}}}-\text{C}{{\text{T}}_{\text{air}}})\times 100%~ $

1)

式中，N_s为原始图像层厚下的噪声；CT_w为实测CT值(水)；CT_air为实测CT值(空气)。

$ {{\text{N}}_{\text{10}}}={{\text{N}}_{\text{s}}}/{{\left( 10/\text{s} \right)}^{1/2}}~ $

2)

式中，N₁₀为10 mm图像层厚下噪声值；s为原始图像的层厚值。

1.2.3 统计学处理

采用SPSS 20.0软件进行分析。对两种模体放置方法以均数±标准差表示，均数比较采用配对的t检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果 2.1 采用水模体悬挂放置的测试方法

16台CT影像中CT值(水)为(0.39±1.49)HU，实验结果与GB 17589-2011的验收检测评价标准进行比较均合格；采用水模体放置床上的测试方法，16台CT影像中CT值(水)为(1.00±1.83)HU，实验结果与GB 17589-2011的验收检测评价标准进行比较，15号CT的实验结果为4.56 HU，不合格，其余CT的实验结果均合格。两种模体放置方法CT值(水)的差值为(-0.60±0.95)HU，采用配对的t检验进行均数的比较，t=-2.55，P=0.022，显示两种放置方法的实验结果存在差异。表 1显示，两种水模体摆放方式在测量CT值(水)时存在差异，悬挂放置较小的标准差显示该方法的结果较为稳定。图 1给出各CT样品采用不同模体放置方法测试，CT值(水)的差值。

2.2 采用水模体悬挂放置的测试方法

16台CT影像中噪声为0.23±0.06，采用水模体放置床上的测试方法，16台CT影像中噪声为0.25±0.08，两种模体放置方法的实验结果与GB 17589-2011的验收检测评价标准进行比较均合格。两种模体放置方法噪声的差值为-0.02±0.02，采用配对的t检验进行均数的比较，t=-3.38，P=0.004，显示两种放置方法的实验结果存在差异。表 2和图 2显示，由于碳纤维床板对噪声存在潜在影响，床上放置方法的噪声值均高于悬挂放置方法，提示悬挂放置的方法排除了碳纤维床板的潜在影响，更接近真实值。

2.3 采用水模体悬挂放置的测试方法

16台CT影像中均匀性为(0.47±0.66)HU, 采用水模体放置床上的测试方法，16台CT影像中均匀性为(-0.06±1.82)HU，两种模体放置方法的实验结果与GB 17589-2011的验收检测评价标准进行比较均合格。两种模体放置方法均匀性的差值为(0.79±0.74)HU，采用配对的t检验进行均数的比较，t=4.25，P=0.001，显示两种放置方法的实验结果存在差异。表 3显示，由于碳纤维床板对CT值(水)尤其是接近床板处的CT值(水)的潜在影响，造成床上放置方法的均匀性呈现出标准差较大，测试结果稳定性较低的情况。图 3给出各CT样品采用不同模体放置方法测试，均匀性的差值。

3 讨论

CT值(水)、噪声、均匀性在临床上有重要的意义，是CT质量控制的重要指标。目前，在国际标准、国家标准或厂家测试文档中，涉及CT值(水)、噪声和均匀性的测试方法，并见未到明确指出模体摆放的位置，是悬挂于碳纤维板床外还是放置于碳纤维板床上。在国外现有的研究中，Liu RR^[3]等通过4台厂家G的CT、3台厂家P的CT的日常质量控制发现碳纤维床板对CT值(水)有影响，尤其对接近碳纤维床板的CT值(水)的影响导致均匀性变化；Ali I^[4]等在对CBCT(Cone beam CT的简称，即锥形束CT)的研究也报道了类似的结果，同时报道了放置床上的模体摆放方式，噪声项目较悬挂放置增加了2%。在国内现有的研究中，时飞跃^[5]等利用1台西门子Sensation Open CT模拟机，对比了两种不同的模体摆放方式对影像中CT值(水)的影响，结果显示两种不同的模体摆放方式会对影像中CT值(水)造成不可忽略的影响，在管电压120kV，采用西门子CT随机模体的情况下，碳纤维床板使CT值(水)降低了1.6HU，其结论是应当采用悬空方式对CT值(水)进行测试。时飞跃的研究采用1台CT模拟机完成，而本研究采用6家医疗机构16台CT进行实验，且样本包含5个厂家的CT，能更加全面的反映情况。本研究利用专门设计的悬挂式水模体，对比两种不同模体摆放方式对CT影像中的CT值(水)、噪声、均匀性的影响，旨在揭示在CT值(水)、噪声、均匀性的测试中，哪一种模体摆放方式对测试结果影响较小，为更准确的测试CT值(水)、噪声、均匀性提供依据。

在临床上，影像科会根据CT值来判断组织的性质；放疗科在做计划时，根据CT值转换成相对电子密度，即得到CT-密度转换曲线，然后进行非均匀组织剂量校正，才能得到准确的剂量分布结果^[6]。可见，CT值是CT影像诊断的一个重要指标，对放射治疗也有重要意义。本研究中，两种不同模体放置方法的CT值(水)实验结果存在差异。模体悬挂放置的CT值平均值为0.39 HU，模体床上放置的CT值平均值为1.00 HU，两种水模体摆放方式测试CT值(水)的结果存在差异，悬挂摆放方式标准差较小，测试结果稳定性更佳。15号设备的测试结果中，模体悬挂放置满足国家标准，床上放置(4.56 HU)不满足国家标准，差值超过了-3 HU。根据CT值的定义，CT值(水)被定义为0，作为参考指标来推导物质的CT值。因此，无论是影像科还是放疗科，在日常使用CT时，都会进行CT值(水)的校正，以期CT值(水)接近真值0。从本研究结果来看，两种模体摆放方式在测试CT值(水)时存在差异，模体悬挂放置的方式比床上放置的方式更趋近于真值，两者不仅存在差异且差值达到-0.60 HU。

本研究还发现，两种不同模体放置方法的噪声实验结果存在差异，且每1台CT影像中，模体床上放置的噪声均高于模体悬挂放置的噪声。造成这一现象的原因是噪声与到达探测器剂量成反比。模体床上放置和悬挂放置相比，CT球管发出的射线除了经过水模体，还经过碳纤维平板才到达探测器。碳纤维平板降低了探测器接收到的射线剂量，导致了噪声的升高。噪声是引起图像伪影的重要因素，影响图像的密度分辨力^[7]。从测试的角度看，模体悬挂放置能有效的避免碳纤维床板对噪声测试结果的影响。

另外，本研究显示，两种不同模体放置方法的均匀性实验结果存在差异。从图 3可以看出，10台CT的均匀性差值超过0.5，总的差值平均值为0.79，达到国家标准(±5 HU)的16%。从质量控制的角度看，临床上测量CT值时，应当注意床板对CT值的影响。

综上，本文通过比较悬挂放置和床上放置两种模体摆放方式对CT值(水)、噪声、均匀性测试结果的影响，发现悬挂放置的CT值(水)测试结果稳定性更佳，噪声和均匀性均不会受到来自碳纤维床板的潜在影响，三个测试结果均优于床上放置摆放方式。因此，推荐采用模体悬挂放置的方式进行检测。