陶豹，閆欣，付園，徐濤

1.山東省立醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部計量科，山東 濟南 250021；2.山東省醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所 CT室，山東 濟南 250021；3.勝利油田中心醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部，山東 東營 257000；4.山東中測校準質(zhì)控技術(shù)有限公司 計量科，山東 濟南 250021

引言

計算機斷層攝影（Computed Tomography，CT）裝置，是影像重建算法、現(xiàn)代計算機技術(shù)與輻射探測技術(shù)完美融合的產(chǎn)物。伴隨著圖像重建理論的不斷進步和計算機計算能力的發(fā)展，圖像重建的速度大幅提升，醫(yī)用CT檢查業(yè)已成為醫(yī)學(xué)影像學(xué)中最重要的檢查方式之一[1]。2000年，聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會報告[2]顯示，全球CT總數(shù)已接近3.4萬臺，全世界每年CT檢查人數(shù)約有9300萬人次，其頻率達到57人次/千人。我國“九五”期間CT檢查頻次占放射診斷頻次的6.8%[3]，2009年上海市統(tǒng)計顯示CT檢查的頻次占放射診斷的17.7%，CT檢查人數(shù)是1996年的5.6倍[4]。過去20年，全球范圍內(nèi)CT數(shù)量增長了8倍之多，2002年之后的CT市場，保持以每年10%的速度增長趨勢發(fā)展[5]。截止2010年，我國CT擁有量11242臺[6]。山東省經(jīng)濟基礎(chǔ)較好，人口數(shù)名列全國前茅，伴隨醫(yī)療衛(wèi)生的穩(wěn)步健康發(fā)展，醫(yī)用CT機保有量不斷增加，不但市縣一級的醫(yī)療機構(gòu)在用醫(yī)用CT機數(shù)量眾多，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級的醫(yī)院也積極配置，到2016年，山東省全省CT總數(shù)已達1500多臺。為提高CT機應(yīng)用質(zhì)量水平，切實保證CT影像質(zhì)量符合臨床要求，對CT機進行質(zhì)控檢測，分析CT診斷質(zhì)量水平十分必要。

目前已有的關(guān)于CT機質(zhì)控檢測的報道側(cè)重于對一個或多個城市部分CT機使用情況的總結(jié)[7-12]，且樣本量相對較少，能夠反映山東省CT整體分布情況及質(zhì)控水平的報道尚未見到。本研究針對2016年度山東省17地市二級甲等以上醫(yī)療機構(gòu)在用的697臺醫(yī)用CT進行質(zhì)量控制，并對檢測結(jié)果進行質(zhì)量分析評價。同時，對山東省各地市二級甲等以上醫(yī)療機構(gòu)的CT設(shè)備保有量和各品牌市場占有率進行統(tǒng)計評價，為了解山東省醫(yī)用CT整體使用情況和質(zhì)量狀況提供相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。

1 質(zhì)量控制設(shè)備及方法

1.1 測試設(shè)備

測試模體為美國模體實驗室生產(chǎn)的Catphan 500型CT性能檢測模體，其密度與人體器官組織相同，X射線衰減系數(shù)與人體近似。輻射劑量測試設(shè)備為德國PTW公司生產(chǎn)的UNIDOS Webline 靜電計，TW31010型CT電離室及CT劑量頭模。不同的CT值是衡量人體內(nèi)某一局部組織或器官密度大小的一種計量單位，通常稱亨氏單位（Houns field Unit，HU）。空氣的CT值為-1000 HU，致密骨的CT值為+1000 HU。CT值是CT圖像中各組織與X線衰減系數(shù)相當?shù)膶?yīng)值。無論是矩陣圖像或矩陣數(shù)字都是CT值的代表，而CT值又是從人體組織、器官的μ衰減系數(shù)值換算而來的。CT值不是絕對不變的數(shù)值，它不僅與人體內(nèi)在因素如呼吸、血流等有關(guān)，而且與X線管電壓、CT裝置、室內(nèi)溫度等外界因素有關(guān)。因此本次測試使用是圓柱形，注滿蒸餾水的有機玻璃測量模塊。受掃描橫斷面滿足《JJG 1026-2007 醫(yī)用診斷螺旋計算機斷層攝影裝置（CT）X射線輻射源》中對CT值測量面積的要求。

1.2 測試方法

按照《JJGl026-2007醫(yī)用診斷螺旋計算機斷層攝影裝置(CT)X射線輻射源》檢定規(guī)程的要求實施測試。檢測項目包括：劑量指數(shù)、空間分辨力、低密度分辨力、層厚、均勻性、噪聲水平和CT值。

劑量指數(shù)是基于水等效材料圓柱形劑量模體和100 mm電離室劑量儀測量而來，與管電壓、射束準直寬度、蝴蝶結(jié)過濾器和毫安秒因素相關(guān)[13]。根據(jù)測量和計算方法分為：CTDI100、加權(quán)劑量指數(shù)（CTDIw）、容積劑量指數(shù)（CTDIvol）、空氣中劑量指數(shù)（CTDIfreeair）和FDA劑量指數(shù)（CTDIFDA）等。本次采用CTDI100與加權(quán)劑量指數(shù)CTDIw兩種指標進行分析。CTDI100為沿電離室軸線方向，從-50 mm到+50 mm對劑量進行積分（長桿電離室靈敏區(qū)域是100 mm），再除以此次掃描生產(chǎn)的斷層數(shù)N和斷層厚度T，即：

D(z)為斷層垂直方向上的劑量分布。

加權(quán)劑量指數(shù)CTDIw即加權(quán)后的CTDI100，其計算公式為：

CTDI100(centre)和CTDI100(peripheral)分別為水等效材料圓柱形劑量模體中心和四周測量的吸收劑量平均值[14]。

1.3 檢測條件

管電壓100 kV，管電流140 mA，掃描時間2 s，層厚大于5 mm。管電壓和共同決定X射線的穿透能力（輻射質(zhì)）和劑量的大小，管電壓是決定X射線總體質(zhì)量的重要因素之一，伴隨著管電壓的增強X射線的輻射質(zhì)和劑量大小都增加；管電流毫安·秒值與X射線的劑量大小成正線性相關(guān)。根據(jù)X射線與物體作用的衰減規(guī)律可知，X射線衰減幅度與人體組織密度（元素組成）、掃描位置和受檢患者的身型密切相關(guān)。一般CT頭頸檢查的管電壓低于體部CT檢查，頭頸部的斷層掃描管電壓100 kVp和80 kVp即可滿足診斷需求[15]。

2 結(jié)果與分析

本次研究共測試697臺醫(yī)用CT機，覆蓋山東省17地市二級甲等以上醫(yī)療機構(gòu)。山東省各地市二甲以上醫(yī)院醫(yī)用CT分布情況，見圖1。各地市醫(yī)用CT機的保有量主要受經(jīng)濟總量及人口因素的影響，呈現(xiàn)省會城市濟南和計劃單列市青島分列一二位，人口大市臨沂和濰坊緊隨其后的態(tài)勢。東營、萊蕪兩個城市人口基數(shù)少，臨近濟南、青島等計劃單列市，且相對收入較高，患者習(xí)慣于到外省市尋求醫(yī)療服務(wù)，所以醫(yī)用CT的保有量居全省最末。從整體看，山東省各地市的醫(yī)用CT保有量相對較高，每個二甲以上醫(yī)院平均保有量約為2.4臺，95%以上為多層螺旋CT（Multi-Slice Spiral CT，MSCT），其中雙源、256層等高端醫(yī)用CT占比約兩成。

圖1 山東省各地市二甲以上醫(yī)院醫(yī)用CT分布情況

通過對多年檢測信息的統(tǒng)計分析我們發(fā)現(xiàn)，目前山東省在用的醫(yī)用CT機主要包括GE、西門子、飛利浦、東芝、東軟、聯(lián)影等7個品牌。GE公司牢牢占據(jù)山東醫(yī)用CT機市場的主導(dǎo)位置，同時西門子、飛利浦公司也在努力拓展市場份額，而同為國際大品牌的東芝公司慢慢顯出頹勢，裝機量明顯下降，有被東軟等國產(chǎn)品牌超越的趨勢。

本次測試整體情況良好，總體合格率為97.56%。各地市檢測情況，見圖2。測試結(jié)果中主要不合格項為CT值超標，約為不合格項總數(shù)的26.5%，其次為噪聲超標，約為24.4%。CT值是用于測量組織密度的一個指標，用于定性診斷組織成分，對腫瘤進行輔助診斷，示值的偏差極易造成誤診，將病變組織看成非病變組織，錯失對腫瘤早期診斷。醫(yī)院平時設(shè)備工作時間長，經(jīng)常數(shù)日不停機，容易疏忽對機器的日常維護及校準，這是造成上述問題的主要原因。

醫(yī)用CT機掃描厚度超差也比較常見，占比為19.1%，造成圖像掃描厚度偏小，相鄰掃描層間縫隙加寬，致使一些小的病灶被漏掃。同時，也會對病灶位置的定位造成偏差。低對比度分辨率是描述圖像細節(jié)與背景之間對比度較低時，能將特定尺寸的細節(jié)從圖像背景中分辨出來的能力的參數(shù)。該參數(shù)是指通過對測試模體的低密度模塊進行掃描，通過重建影像，在特定條件下，能看到的最小直徑圓的大小。在本次研究中，低對比度分辨率不合格的占比為12.3%。

圖2 山東省各地市二甲以上醫(yī)院醫(yī)用CT檢測情況

空間分辨率的測試結(jié)果整體較好，占比約10%。空間分辨率是指在對比度差異大于10%的高對比度條件下，鑒別出不同差異的能力。X射線束的幾何尺寸是空間分辨率的決定性因素。空間分辨率可通過選擇不同的濾波函數(shù)而改變，但提高影像的空間分辨率有一定的極限，比之普通X線膠片只受膠片粒度大小一個限制參數(shù)來說，它受到探測器大小、采樣間隔以及有時還受到X線管焦點大小等限制?？臻g分辨力不合格會造成圖象模糊失真，有時還出現(xiàn)嚴重的偽影，看不清病灶形態(tài)，耽誤治療時機。

劑量指數(shù)CTDI是整個研究中不合格率最低的一項。劑量指數(shù)CTDI的數(shù)值代表著一次CT掃描對身體所造成的輻射傷害的大小，CTDI的超標將產(chǎn)生不必要的輻射損傷，增加腫瘤等輻照疾病的發(fā)病幾率。

3 討論

醫(yī)療照射已成為最大人工電離輻射源，其占人類本底照射的比例在不斷增加[16]，而醫(yī)用CT機是對醫(yī)療照射劑量貢獻最大一個。醫(yī)用CT的質(zhì)量控制不單影響精準醫(yī)療的進行，更是關(guān)乎國民整體輻射安全。

從本研究的測試結(jié)果可以看出，山東省受測設(shè)備整體質(zhì)量狀況良好，這得益于醫(yī)療機構(gòu)對質(zhì)量控制的重視，更是得益于各級政府管理部門對質(zhì)量的關(guān)注和監(jiān)督。隨著2017年開始的醫(yī)療機構(gòu)等級評審的進行，各級醫(yī)療機構(gòu)從上到下，對醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量的理解逐漸深入，多數(shù)三級醫(yī)院都建立了專門的醫(yī)學(xué)工程部門和較為完善的設(shè)備管理維修校準質(zhì)控記錄，醫(yī)療設(shè)備的計量和質(zhì)控工作日益得到醫(yī)療單位的重視，山東省CT機的質(zhì)量狀況不斷提升，從而保障了醫(yī)療安全，有效規(guī)避和減少了醫(yī)療事故和醫(yī)療糾紛的發(fā)生，保護了醫(yī)療單位和人民群眾的合法權(quán)益。

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