CT機(jī)建設(shè)與質(zhì)量控制

宮照利凌華濃林英金張錫昌邱 成

CT機(jī)建設(shè)與質(zhì)量控制

宮照利①凌華濃①林英金②張錫昌①邱 成①

目的：總結(jié)CT機(jī)建設(shè)實(shí)踐體會(huì)，為讀者提供技術(shù)性參考建議或啟示。方法：論述CT設(shè)備的基礎(chǔ)建設(shè)、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、安裝調(diào)試與質(zhì)量控制的程序方法，提出實(shí)踐中應(yīng)把握的要點(diǎn)。結(jié)果：新裝CT機(jī)使用一年運(yùn)轉(zhuǎn)正常，前期技術(shù)性操作比較周密可靠。結(jié)論：大型醫(yī)用設(shè)備建設(shè)前期論證與技術(shù)準(zhǔn)備及質(zhì)量控制是確保良好運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)十分重視。

X射線；CT機(jī)；質(zhì)量控制

[First-author's address]Clinic of General Political Department of PLA, Beijing 100011, China.

從1896年倫琴在德國(guó)物理學(xué)會(huì)上宣布了X線的發(fā)現(xiàn)并展示了他夫人的手部X線照片，經(jīng)歷了很多科學(xué)家的不懈努力，1963年Cormack教授進(jìn)一步發(fā)展了從X線投影重建圖像的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)方法，從而為CT技術(shù)的研究打下了基礎(chǔ)；1970年Hounsfield博士提出了斷層的方法，1972年Hounsfield和Ambrose在英國(guó)放射學(xué)家年會(huì)上發(fā)表論文宣告EMI掃描機(jī)誕生；1974年美國(guó)George Town醫(yī)學(xué)中心工程師Ledley設(shè)計(jì)了全身CT掃描機(jī)。僅僅30多年的時(shí)間CT經(jīng)歷了從頭顱到全身，從單層到容積快速掃描階段。隨著CT技術(shù)的發(fā)展和性能的完善，CT機(jī)在臨床上的應(yīng)用也得到了空前的發(fā)展。目前很多單位計(jì)劃或已經(jīng)訂購(gòu)了CT機(jī)，本文僅就大型設(shè)備CT機(jī)的基礎(chǔ)建設(shè)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)試和質(zhì)量控制理論與實(shí)踐做一個(gè)闡述, 旨在給相關(guān)單位在CT機(jī)建設(shè)中有所啟示。

1 安裝前的基礎(chǔ)建設(shè)

1.1 機(jī)房防護(hù)措施要落實(shí)

CT機(jī)機(jī)房要求防水、防震、防爆、防輻射。因此機(jī)房?jī)?nèi)不應(yīng)設(shè)置洗手盆和水暖裝置；對(duì)已建房屋中無法移開的水管、暖氣管，必須提前做好可自動(dòng)排水的設(shè)施，以防萬(wàn)一漏水而進(jìn)入機(jī)房電纜溝導(dǎo)致不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失；防輻射是CT機(jī)房建設(shè)的重點(diǎn)，要認(rèn)真對(duì)待。鉛防護(hù)必須符合衛(wèi)生防護(hù)防疫標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)房周圍的墻面、門窗應(yīng)施用2 mm以上的鉛皮做防護(hù)，鉛皮不能有孔眼，接合處不能有接縫間隙。為確保防護(hù)的嚴(yán)密性最好采用推拉門窗，如果用普通門,埡口處要有足夠?qū)挼你U皮重疊，以防X射線泄漏；可視窗應(yīng)采用20 mm以上的鉛玻璃；頂棚防護(hù)層若是水泥材料應(yīng)在16 mm以上或采用1 mm以上的鉛皮；鉛含量檢驗(yàn)報(bào)告鉛含量要在99%以上。機(jī)房要有足夠的空間,天花板離地高2500 mm以上，建議2800 mm；具體情況提前按照公司廠家提供的參數(shù)建設(shè)施工；開出電纜溝并用混凝土澆筑厚200 mm以上的基座，確保設(shè)備安裝方便和CT機(jī)的平穩(wěn)牢靠。

1.2 環(huán)境溫度與濕度要達(dá)標(biāo)

溫度過高或過低都會(huì)造成CT設(shè)備內(nèi)的器件因過熱和受凍導(dǎo)致?lián)p壞；濕度過大會(huì)造成設(shè)備受潮而漏電引發(fā)不安全因素；因此為了確保CT設(shè)備測(cè)量的準(zhǔn)確性與安全運(yùn)行，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）嚴(yán)格控制機(jī)房環(huán)境溫度在20 ℃～25 ℃，相對(duì)濕度在35%～60%。

1.3 電源和地線要符合標(biāo)準(zhǔn)

CT設(shè)備一般采用三相五線制供電，CT機(jī)的額定功率和瞬間曝光電流很大，對(duì)電源的要求較高，必須從源頭抓起，最好配備專用變壓器，根據(jù)設(shè)備所用電壓、額定功率以及電源內(nèi)阻等參數(shù)選配適當(dāng)直徑的電纜和空氣開關(guān)。由于CT機(jī)要求電源內(nèi)阻要盡可能小，通常是mΩ級(jí)，即只有零點(diǎn)零幾歐姆；CT機(jī)的電源內(nèi)阻主要來自變壓器、空開和電纜，變壓器和空開一旦選定內(nèi)阻也隨之確定，因此應(yīng)最大限度的縮短CT機(jī)與電源控制箱、電源控制箱與變壓器之間的距離，盡可能縮短電纜長(zhǎng)度以達(dá)到減小電源電阻的目的。

在CT設(shè)備安裝要求中地線是不可逾越的一項(xiàng)，它是確保CT設(shè)備和人身安全的重要環(huán)節(jié)。表征醫(yī)用儀器設(shè)備安全性的主要指標(biāo)有絕緣電阻、漏電流和接地線電阻，隨著儀器設(shè)備使用的延續(xù)，絕緣電阻減小漏電流增大是必然的趨勢(shì)，減小接地電阻提高接地線的可靠性就成了提高醫(yī)用儀器設(shè)備安全性的關(guān)鍵所在，因此一定要遵守醫(yī)用電氣設(shè)備安全規(guī)定中規(guī)定的接地系統(tǒng)的接地電阻小于4 Ω。我們采用了多圓鋼棒式電極，系統(tǒng)的接地電阻經(jīng)測(cè)量小于1 Ω。

1.4 網(wǎng)絡(luò)布線要合理

CT室傳輸?shù)闹饕菆D像信息，信息量大，因此要遵循總體規(guī)劃科學(xué)決策、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一兼容、工程實(shí)施計(jì)劃有序的原則，盡量采用高速、寬帶、低噪聲的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建網(wǎng)，避免重復(fù)施工帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。

2 認(rèn)真做好進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

2.1 對(duì)CT機(jī)從外包裝到內(nèi)部質(zhì)量的檢查驗(yàn)收要認(rèn)真細(xì)致。合同規(guī)定由廠商安裝調(diào)試者，用戶不得自行開箱驗(yàn)收，進(jìn)口儀器設(shè)備必須遵守《中華人民共和國(guó)進(jìn)出口商品檢驗(yàn)條例》規(guī)定，屬國(guó)家商檢部門《商檢機(jī)構(gòu)實(shí)施檢驗(yàn)的商品種類表》范圍內(nèi)的儀器設(shè)備，到貨后應(yīng)及時(shí)向所在地區(qū)商檢部門申請(qǐng)檢驗(yàn)。經(jīng)商檢不合格者，應(yīng)妥善辦理索賠事宜。

2.2 開箱前準(zhǔn)備好照相機(jī)和錄相機(jī)，對(duì)驗(yàn)收環(huán)節(jié)做好必要的登記和照相及錄相。

2.3 先檢查外包裝是否有磕碰和破損，若有要及時(shí)拍錄后再拆箱檢查內(nèi)包裝。牢記在檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了任何問題一定要做好記錄并拍照或錄像以備后續(xù)索賠使用。

2.4 清點(diǎn)：以合同、發(fā)票和包裝箱明細(xì)單為依據(jù)，按實(shí)物編號(hào)逐一核對(duì)，通常包裝箱內(nèi)應(yīng)有技術(shù)說明書、檢驗(yàn)合格證、鑒定書和維修線路圖等。

2.5 對(duì)主機(jī)和附件進(jìn)行外觀檢查：包括制造廠家、產(chǎn)品名稱，設(shè)備型號(hào)，出廠編號(hào)、日期，額定功率，使用電壓及頻率等。檢查所有部件是否是全新的。

2.6 對(duì)關(guān)鍵和易碎部件如球管、鏡頭、監(jiān)視器等要仔細(xì)認(rèn)真檢查，查看有無破碎、擦傷、裂痕、漏油、漏氣、霉斑等。

2.7 進(jìn)口設(shè)備要求在索賠期結(jié)束前15天完成驗(yàn)收。

3 安裝調(diào)試的實(shí)施

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完備，開箱驗(yàn)收合格的前提下進(jìn)行安裝調(diào)試。

3.1 安裝調(diào)試工作要盡快在設(shè)備索賠期前進(jìn)行。

3.2 組織專門的安裝調(diào)試班子，班子的組成人員應(yīng)有廠商派出的專業(yè)技術(shù)人員和使用方派出的放射學(xué)醫(yī)生、工程技術(shù)人員等。

3.3 安裝人員要認(rèn)真閱讀說明書，熟悉機(jī)器的性能指標(biāo)，核對(duì)供給CT機(jī)的電源、電壓、地線等各項(xiàng)電氣參數(shù)是否滿足儀器設(shè)備需要。

3.4 安裝調(diào)試時(shí)以合同和說明書為依據(jù)，對(duì)CT機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與性能進(jìn)行逐一驗(yàn)證；查看隨機(jī)所帶軟件載體如U盤、光盤是否完好，并對(duì)軟件的正確性進(jìn)行測(cè)試。

3.5 為了驗(yàn)證CT機(jī)性能指標(biāo)的可靠性，安裝調(diào)試完畢后應(yīng)進(jìn)行24 h的考機(jī)。

3.6 為了將來方便的構(gòu)建RIS(Radiology information systems)和PACS（Picture Archiving Communication Systems）系統(tǒng)，務(wù)必讓廠商安裝工程師將DICOM與WORKLIST接口打開，以免將來為此而付出高昂的代價(jià)。

4 質(zhì)量控制的主要技術(shù)指標(biāo)

質(zhì)量控制理論是一個(gè)龐大的課題，在此僅對(duì)CT機(jī)安裝調(diào)試結(jié)束后必須進(jìn)行系統(tǒng)的綜合檢測(cè)，達(dá)到控制整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量目的的方面進(jìn)行論述。

4.1 機(jī)械性能參數(shù)檢測(cè)

4.1.1 定位燈的準(zhǔn)確性。將定位光對(duì)準(zhǔn)被測(cè)模型的中心對(duì)其進(jìn)行掃描，掃描圖像與模型的位置偏差即定位光偏差應(yīng)小于2 mm。

4.1.2 床移動(dòng)精度。測(cè)量床的長(zhǎng)中軸與經(jīng)過掃描架轉(zhuǎn)軸的垂線是否在同一條直線上，傾角誤差應(yīng)小于3 o，控制臺(tái)與掃描架的角度指標(biāo)應(yīng)一致。

4.1.3 床步進(jìn)精度。測(cè)量床徑向運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均偏差應(yīng)小于0.5 mm。

4.2 電氣性能參數(shù)檢測(cè)

4.2.1 管電壓檢測(cè)。采用介入或非接入性方法對(duì)脈沖或非脈沖式X線發(fā)生器進(jìn)行測(cè)量，其管電壓與指示值的誤差應(yīng)小于2 kV,管電流的誤差應(yīng)小于5%。

4.2.2 毫安mA線性檢測(cè)，利用CT電離室在其它參數(shù)保持不變條件下，對(duì)每一管電壓檔進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算其mGy/mAs確定與其平均值相關(guān)的線性系數(shù)，mGy/ mAs 的線性系數(shù)應(yīng)小于0.05。

4.3 圖像性能參數(shù)檢測(cè)

該項(xiàng)檢測(cè)包括圖像噪聲、圖像均勻性、空間分辨力、密度分辨力、水的CT值、層厚、CT值線性、象素大小、圓對(duì)稱性等，在此僅對(duì)圖像噪聲、圖像均勻性、空間分辨力、密度分辨力、層厚、CT值線性等重要參數(shù)的檢測(cè)進(jìn)行闡述。

4.3.1 圖像噪聲：X線束是個(gè)別光子形成的光子簇射，因?yàn)楣庾颖舜霜?dú)立，它們隨機(jī)分布在圖像區(qū)域內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)某些地方可能有一些光子的群集，而在其它地方只聚集了極少光子，這種光子不均勻地分布在圖像上表現(xiàn)為噪聲，CT噪聲是均勻物質(zhì)在給定區(qū)域內(nèi)CT值對(duì)其平均值的變異，對(duì)于均勻模塊用CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差來描述。噪聲能限制密度分辨力的識(shí)別能力。將面積為1平方厘米且至少有100個(gè)象素點(diǎn)的敏感區(qū)域ROI置于掃描模體影像中心，分別改變層厚、mAs和算法分別進(jìn)行掃描和測(cè)量，記下象素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差δ，則噪聲N＝δ×0.1%。應(yīng)在性能參數(shù)植規(guī)定范圍內(nèi)。

4.3.2 圖像均勻性：圖像均勻性即圖像中均勻物質(zhì)的CT值在空間的一致性。在測(cè)量前進(jìn)行校正掃描，將場(chǎng)均勻性測(cè)試均勻模塊放在掃描架中并使其中心對(duì)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)軸，在掃描野中無其他物體的情況下，以常規(guī)掃描條件進(jìn)行掃描，在掃描所得圖像上選取ROI,用ROI軟件分別測(cè)量模塊中心和上下，左右4個(gè)邊緣處的CT值，求出邊緣處對(duì)中心的CT值的最大偏差即為場(chǎng)均勻性。一般要求CT值的變化在±5 HU內(nèi)。

4.3.3 密度分辨力：密度分辨力即低對(duì)比度分辨力，低對(duì)比度物體的能見度主要受到圖像的幅頻特性限制，物體對(duì)比度可以用圖像中相鄰兩區(qū)域的CT平均值的差表示。采用標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描條件掃描體模的低對(duì)比度分辨力模塊，得到低分辨力圖像。用窄窗寬檢查圖像是否存在可見偽影，若存在則需要重復(fù)空氣校正掃描。用ROI軟件測(cè)量對(duì)比度，最高一組中直徑最大的低對(duì)比度目標(biāo)的CT值和標(biāo)準(zhǔn)偏差SD，再測(cè)量目標(biāo)附近背景的CT值和標(biāo)準(zhǔn)偏差SD。取窗寬W＝CT目標(biāo)－CT背景＋5SDmax，窗位L＝（CT目標(biāo)－CT背景）／2，仔細(xì)觀察圖像，確定能分辨的最低對(duì)比度的最小目標(biāo)尺寸，即為低對(duì)比度分辨力。在同樣條件下至少掃描3次，求出測(cè)量的平均值，該值應(yīng)不大于3 mm。

4.3.4 空間分辨力：空間分辨力即高對(duì)比度分辨力，空間分辨力就是用對(duì)最小針距的分辨本領(lǐng)來描述的。用每厘米可分辨的線對(duì)數(shù)（Lp/cm）表示；使空間分辨力模塊軸線與掃描層面垂直并處于掃描野中心，在單次掃描劑量指數(shù)小于50 mGy和廠家給出的標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描的條件下，改變不同的算法與層厚分別在同樣的位置上掃描模塊，得到掃描圖像，調(diào)整窗寬與窗位等條件使圖像達(dá)到最清晰的狀態(tài)，此時(shí)能分辨的線對(duì)數(shù)一般應(yīng)達(dá)到7 LP/cm至21 LP/cm。

4.3.5 CT值線性：物質(zhì)的CT值與X線線性衰減系數(shù)成正比關(guān)系稱為CT值線性。使CT值線性模塊的性能體模軸線與掃描層面垂直并處于掃描野中心，采用標(biāo)準(zhǔn)頭部掃描的條件掃描，調(diào)整窗寬與窗位等條件，使測(cè)量CT值線性的構(gòu)件圖像達(dá)到最清晰的狀態(tài)；選取大于100個(gè)像素點(diǎn)的ROI,在該圖像上分別測(cè)量4種物質(zhì)的CT值，以4種已知物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)線性衰減系數(shù)為橫坐標(biāo)，測(cè)量所得CT值為縱坐標(biāo)，用最小二乘法擬合直線Y＝ax＋b。

4.4 劑量控制

國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)提出，輻射防護(hù)應(yīng)遵循三項(xiàng)原則：使用輻射正當(dāng)化、防護(hù)最優(yōu)化和個(gè)人劑量限值，在這三項(xiàng)原則中，個(gè)人劑量與風(fēng)險(xiǎn)限制就是較重要的原則之一,CT機(jī)對(duì)受檢者必須是安全的。通常CT劑量是用劑量的分布曲線來描述,在對(duì)CT設(shè)備進(jìn)行劑量參數(shù)比較時(shí)，用單純的劑量分布因子不能說明問題,1981年Shope建議單次掃描劑量描述方法用CT劑量指數(shù)（CTDI）來表示。

4.4.1 CT劑量指數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式

4.4.1.1 單次掃描劑量指數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其中，C為單次掃描劑量CT劑量指數(shù)，D1（Z）為單次掃描旋轉(zhuǎn)z軸上z點(diǎn)的劑量，T為標(biāo)稱層厚。

4.4.1.2 多層掃描劑量（MSAD）, 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中，DN（Z）為N次系列掃描構(gòu)成多次掃描劑量分布函數(shù)，I為斷層間隔距離，表達(dá)式中積分上下限一般采用－0.5 I至+0.5 I。

4.4.2 CT劑量測(cè)量

劑量測(cè)量通常有熱釋光劑量計(jì)法、膠片劑量計(jì)和筆形電離室法三種，其中筆形電離室法是最常用的。為了確保質(zhì)量，對(duì)受檢者CT劑量測(cè)量需要一個(gè)特別的劑量體模、筆形電離室和讀數(shù)儀等。頭部CT劑量（CTDIw）在檢測(cè)條件120 kv/200 mAs/層厚8 mm的情況下CTDIw應(yīng)少于70 mGy。CTDIw是加權(quán)CTDI。

5 綜合評(píng)估結(jié)論

安裝調(diào)試工作完成后,在驗(yàn)收階段后期,應(yīng)請(qǐng)政府授權(quán)的具有從事大型醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量檢測(cè)資質(zhì)的第三方技術(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，按照國(guó)家規(guī)范對(duì)CT機(jī)進(jìn)行全面技術(shù)檢測(cè)并出具檢測(cè)報(bào)告，對(duì)其的性能和質(zhì)量給出具有法律效益的數(shù)據(jù)和結(jié)果。

[1]姜遠(yuǎn)海,彭明辰.臨床醫(yī)學(xué)工程技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社,2006(11).

[2]余曉鍔,盧廣文.CT設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)與質(zhì)量保證[M].北京：科學(xué)出版社,2006.1.

[3]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社第一編輯室.醫(yī)用電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.8.

[4]宮照利,林英金.衛(wèi)生單位局域網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐中應(yīng)把握的幾個(gè)問題[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備.2006(9).

[5]林英金,宮照利.構(gòu)建基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)醫(yī)學(xué)裝備質(zhì)量控制體系[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2009(10).

Construction and quantity control of CT equipment

GONG Zhao-li, LING Hua-nong, LIN Ying-jin , et al

Objective: To summarize experience in construction of CT equipment to provide technical reference for readers. Methods: The infrastructure projects, check and accept, installation and debugging as well as quantity command of CT equipment were discussed in this paper to put forward some key points in practice. Results: The equipment run normally in the first year after installation. Conclusion: We must attach importance to prophase demonstration as well as quantity command or technical reserve for the large-scale medical equipment.

X-ray; CT machine; Quality control

1672-8270(2011)07-0050-04

TH 774

B

宮照利,男，(1958- ),碩士，工程師?？傉C(jī)關(guān)門診部，從事醫(yī)療設(shè)備研究、管理、安裝和維修工作近30年。自2004年到目前先后參與了局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、管理維護(hù)以及PACS、LIS系統(tǒng)的構(gòu)建工作。

2011-04-03

①總政機(jī)關(guān)門診部 北京 100011

②總參管理保障部衛(wèi)生局 北京 100082

China Medical Equipment,2011,8(7):50-53.