張璞，孫加宇，李姣，孫劼，王廣志

1.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院 醫(yī)學(xué)與生物計(jì)量研究所，北京 10 0029；2.清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系，北京 100084；3.北京交通大學(xué) 計(jì)算機(jī) 與信息技術(shù)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，北京 100044

醫(yī)用CT體模對(duì)高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響

張璞1,2，孫加宇1,3，李姣1，孫劼1，王廣志2

1.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院 醫(yī)學(xué)與生物計(jì)量研究所，北京 10 0029；2.清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系，北京 100084；3.北京交通大學(xué) 計(jì)算機(jī) 與信息技術(shù)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，北京 100044

本文分析和探討了日常質(zhì)量評(píng)價(jià)（Quality Assessment，QA）檢測(cè)中體模對(duì)醫(yī)用CT圖像高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響。通過(guò)剖析CTP528模塊的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，嘗試分析其設(shè)計(jì)原理，同時(shí)使用與模塊結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的基于標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation，SD）的調(diào)制傳遞函數(shù)方法計(jì)算高分檢測(cè)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在掃描模式、層厚、重建算法以及視野等掃描條件不變的情況下，僅改變管電流或管電壓對(duì)高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響并不十 分明顯，而基于體模的檢測(cè)結(jié)果明顯低于圖像的極限分辨率，這種差距的形成除了CT設(shè)備自身性能的因素外，體模的結(jié)構(gòu)、擺放和加工誤差也會(huì)帶來(lái) 不同程度的影響。醫(yī)用CT檢測(cè)體模一直被認(rèn)為是“標(biāo)準(zhǔn)化”的象征，但其依然存在諸多不足之處，只有充分的了解體模，才能更好地發(fā)揮其在QA檢測(cè)中的作用。

高對(duì)比度分辨力；體模；醫(yī)用CT；質(zhì)量評(píng)價(jià)

引言

為保證醫(yī)用CT設(shè)備的圖像質(zhì)量，必須定期進(jìn)行性能狀態(tài)測(cè)試，而體模就是質(zhì)量評(píng)價(jià)（Quality Assessment，QA）檢測(cè)的主要工具和媒介。傳統(tǒng)意義上，體模因具備較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性而一直被認(rèn)為是“標(biāo)準(zhǔn)化”的象征。因此，體?？梢詾閳D像質(zhì)量評(píng)價(jià)提供更加準(zhǔn)確、客觀的數(shù)據(jù)，在理論研究階段可代替病患實(shí)驗(yàn)，減少人體放射性損傷[1]。我國(guó)現(xiàn)行的JJG 1026-2007 《醫(yī)用診斷螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置（CT）X射線輻射源檢定規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“規(guī)程”）[2]中推薦使用美國(guó)模體實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的Catphan 500型體模，該體模已被國(guó)內(nèi)的計(jì)量、質(zhì)控部門(mén)廣泛使用，具有很強(qiáng)的代表性。Catphan 500在尺寸和功能上主要適用于頭部的軸向掃描，內(nèi)部共有4個(gè)模塊，分別用于圖像均勻性、低對(duì)比度分辨力、高對(duì)比度分辨力和CT值線性的檢測(cè)。高對(duì)比度分辨力，是指在高對(duì)比條件下（相鄰物質(zhì)間CT值相差大于100 HU），一臺(tái)成像設(shè)備分辨物體幾何結(jié)構(gòu)的能力，它可以定量的表示為能分辨的兩個(gè)細(xì)節(jié)特征的最小間距，是體現(xiàn)設(shè)備性能的重要指標(biāo)[3]。本文主要使用Catphan 500中的 高對(duì)比度分辨力檢測(cè)模塊（CTP528）進(jìn)行CT掃描，分析圖像結(jié)果并討論體模對(duì)高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響。

1 材料和方法

1.1 高對(duì)比度分辨力檢測(cè)模塊

影響一臺(tái)CT設(shè)備高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的因素主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是CT設(shè)備的內(nèi)在因素，如焦點(diǎn)大小、掃描條件、噪聲、重建矩陣、探測(cè)器寬度等；另一類(lèi)是外在因素，如體模選取，擺放方式等。空間分辨力以每厘米線對(duì)數(shù)（LP/cm）或毫米（mm）表示[4]。CTP528模塊實(shí)物測(cè)量圖，見(jiàn)圖1。CTP528模塊主要由2顆直徑0.28 mm的鎢珠點(diǎn)源（PSF法使用）以及鋁質(zhì)線對(duì)組組成，背景采用亞克力材料。一個(gè)線對(duì)組是一對(duì)或者幾對(duì)尺寸相同的黑白條紋；CTP528模塊中，21組2 mm厚的線對(duì)組呈同心圓環(huán)狀排布，分別代表（1～21）LP/cm，每個(gè)線對(duì)組的長(zhǎng)度約為4.7 mm。

圖1 CTP528模塊實(shí)物測(cè)量圖

CTP528模塊的同心圓環(huán)狀線對(duì)組排布使CT掃描過(guò)程中每個(gè)線對(duì)組到放射源的距離相等，確保在同一次掃描中不同位置接收到相同的輻射劑量。這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)使得多數(shù)線對(duì)組在圖像中的位置與圖像矩陣的規(guī)整化排列狀態(tài)存在一定夾角。圖像重建所使用的采樣方法是直接通過(guò)對(duì)數(shù)字圖像中垂直于特定紋理邊緣的若干個(gè)像素進(jìn)行掃描得到采樣數(shù)據(jù)，CT圖像中的紋理邊緣主要是指和采集矩陣平行的水平或垂直方向[5]。因此大多數(shù)線對(duì)組所在的感興趣區(qū)域（ROI）會(huì)和采集矩陣的排列方向存在一定夾角θ依據(jù)斜刀口方法中的循環(huán)超采樣原理，見(jiàn)圖2。當(dāng)某線對(duì)組與像素排列的方向的夾角為 θ時(shí)，可根據(jù)公式（ 1）求出循環(huán)超采樣不混疊最大行數(shù)N[6]：

由于像素矩陣呈水平或垂直排列，所以θ≤45°。而在θ=45°時(shí)，N得到最小值1，即當(dāng)線對(duì)組與水平或者垂直方向成45°時(shí)，采樣信息量最小，此時(shí)圖像質(zhì)量將會(huì)受到較大影響。斜刀口法中一般采用插值算法對(duì)采樣信息進(jìn)行修正，但CT在圖像重建階段并不會(huì)對(duì)這種狀態(tài)進(jìn)行修正，因此圖像的局部失真和形變隨之產(chǎn)生，這種失真在夾角為45°時(shí)最明顯。

圖2 循環(huán)超采樣原理

1.2 方法

調(diào)制傳遞函數(shù)（Modulation Transfer Function，MTF）是對(duì)線性影像系統(tǒng)空間頻率傳輸特性的定量描述。隨著數(shù)字醫(yī)療設(shè)備的飛速發(fā)展，MTF已經(jīng)成為評(píng)價(jià)成像設(shè)備性能，特別是高對(duì)比度分辨力的重要方法。實(shí)際求解MTF時(shí)，常采取以下幾種方法：點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（Point Spread Function，PSF)、線擴(kuò)散函數(shù)（Line Spread Function，LSF）和邊緣擴(kuò)展函數(shù)（Edge Spread Function，ESF）以及基于標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation，SD）的計(jì)算方法[7-9]。其中CTP528模塊內(nèi)部沒(méi)有滿足LSF和ESF兩種方法的測(cè)量條件；雖然兩個(gè)鎢珠點(diǎn)源可以作為PSF方法的應(yīng)用目標(biāo)，但是CT圖像噪聲普遍較大，由于焦斑尺寸帶來(lái)的圖像不清晰度以及部分體積效應(yīng)等因素的影響，使得基于PSF方法的MTF在CTP528模塊中的測(cè)量結(jié)果并不十分理想，所以本文只使用基于SD的方法估算MTF?；赟D方法的MTF的測(cè)量原理，見(jiàn)圖3。在CTP528中，測(cè)量每個(gè)線對(duì)組CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，背景材料和1 LP/cm線對(duì)組內(nèi)部的CT值均值，根據(jù)公式（2）計(jì)算每組線對(duì)組對(duì)應(yīng)的MTF值[3,10-11]。

式中，M0為背景與1 LP/cm線對(duì)組的CT值的均值之差的絕對(duì)值，N為平均噪聲，SD(f)為每個(gè)線對(duì)組CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

圖3 基于SD方法的MTF原理圖

2 結(jié)果

本文采用GE LightSpeed VCT 64型螺旋CT對(duì)CTP528模塊進(jìn)行掃描。在掃描模式、層厚、重建算法以及視野（Field of View，F(xiàn)OV）等掃描條件不變的情況下，改變管電流或管電壓，觀察這種變化對(duì)高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響。隨后進(jìn)一步分析體模結(jié)構(gòu)、體模擺放和線對(duì)組加工誤差等外在因素的影響。

2.1 掃描條件的影響

本次實(shí)驗(yàn)使用基于SD的MTF方法對(duì)表1中12種掃描條件下的圖像結(jié)果進(jìn)行分析，見(jiàn)圖4。對(duì)同一線對(duì)組在不同掃描條件下的MTF值進(jìn)行平行比較，在其它條件不變的情況下，同一線對(duì)組的MTF值并未隨著管電流和管電壓的變化而產(chǎn)生十分明顯的差別。因此，本文將主要對(duì)120 kV，300 mAs這組日常QA檢測(cè)中慣用掃描條件下的圖像進(jìn)行分析。

表1 掃描條件

在臨床應(yīng)用中，MTF=50%（MTF50%）對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)反映了系統(tǒng)對(duì)于軟組織（如肝臟）的識(shí)別能力，而MTF=10%（MTF10%）所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)則體現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于骨骼的分辨力[7]。CTP528中的鋁質(zhì)線對(duì)組與骨骼的CT值比較接近，而AAPM39號(hào)報(bào)告也將MTF10%所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)推薦為高對(duì)比度分辨力截止頻率[12]。由圖4可知，這臺(tái)CT設(shè)備的高對(duì)比度分辨力截止頻率在7 LP/cm左右，與輻射劑量有關(guān)的掃描條件的變化并未對(duì)MTF的計(jì)算結(jié)果帶來(lái)十分明顯的影響。

假設(shè)一幅醫(yī)用圖像的像素尺寸為P（mm）,在理想情況下，這幅圖像的極限分辨率R為[12]：

本實(shí)驗(yàn)中，每幅掃描圖像的FOV均被設(shè)定為245 mm，相應(yīng)的，P=0.487 mm。理想條件下圖像的極限分辨率R=10.246 LP/cm。圖像的極限分辨率是制約成像設(shè)備高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的重要因素，而在由焦斑尺寸帶來(lái)的圖像不清晰度以及由算法和探測(cè)器帶來(lái)的圖像噪聲等不利因素的共同影響下，CT設(shè)備的高對(duì)比度分辨力的檢測(cè)結(jié)果將進(jìn)一步降低。

2.2 體模結(jié)構(gòu)的影響

而由圖4可知，圖像的極限分辨率與設(shè)備的高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果之間有大約3個(gè)線對(duì)組量級(jí)的差距，因此，體模也必然會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定程度的影響。由于這臺(tái)CT設(shè)備的高對(duì)比度分辨力截止頻率在7 LP/cm左右，那么（6～8）LP/cm線對(duì)組將作為觀察的重點(diǎn)。如上所述，線對(duì)組長(zhǎng)度僅為4.7 mm，而這幾個(gè)線對(duì)組也恰好位于體模的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與采集矩陣成較大夾角的位置。這就使得原本就比較有限的原始采樣數(shù)據(jù)量進(jìn)一步減少，圖像重建的準(zhǔn)確度也就隨之降低，進(jìn)而更加容易造成相鄰像素點(diǎn)的混疊。我們對(duì)（5～8）LP/cm線對(duì)組進(jìn)行局部放大，見(jiàn)圖5。可以看出，線對(duì)組中鋁條的邊界呈現(xiàn)明顯的鋸齒狀，線對(duì)組等級(jí)越高，內(nèi)部的粘連現(xiàn)象越明顯。

作為比較，我們對(duì)美國(guó)模體實(shí)驗(yàn)室的最新型CT檢測(cè)體?！狢atphan700的高對(duì)比度分辨力模塊進(jìn)行了相同條件下的CT掃描，圖像結(jié)果，見(jiàn)圖6。Catphan700的高對(duì)比度分辨力模塊采用八邊形設(shè)計(jì)，增加了位于水平和垂直位置的線對(duì)組數(shù)量，減少了由有效采樣點(diǎn)數(shù)量不足帶來(lái)的圖像局部像素點(diǎn)混疊的影響，但是在（8～10）LP/cm等45°角位置上的線對(duì)組依然有比較明顯的像素點(diǎn)混疊現(xiàn)象。

圖4 12種掃描條件下基于SD方法的MTF評(píng)價(jià)結(jié)果

圖5 Catphan500 CTP528環(huán)狀結(jié)構(gòu)掃描結(jié)果及其局部放大

圖6 Catphan700 CTP528八邊形結(jié)構(gòu)掃描結(jié)果及其局部放大

2.3 體模擺放的影響

在QA檢測(cè)中，由于體模的自重較大，無(wú)論采用操作手冊(cè)中推薦的擺放方式，還是直接將體模擺放在檢查床的頭架上，都有可能出現(xiàn)體模略微向地面方向傾斜的現(xiàn)象。在進(jìn)行CT設(shè)備高對(duì)比度分辨力檢測(cè)時(shí)，我們通常將掃描層厚設(shè)置為5 mm或者更薄。由于CTP528模塊中線對(duì)組的厚度只有2 mm（見(jiàn)圖1），所以很容易造成高對(duì)比度分辨力層的有效信息分布在相鄰兩幅圖上的情況。特別是當(dāng)出現(xiàn)掃描圖中所呈現(xiàn)的有效信息分配不均勻的情況時(shí)，現(xiàn)行的檢定規(guī)程并未給出解決方法。通常情況下，檢測(cè)人員只能進(jìn)行二次圖像掃描以期獲得更加清晰、完整的圖像，但這無(wú)疑給檢測(cè)帶來(lái)了諸多不便。為了在已有條件的基礎(chǔ)上獲得更高質(zhì)量的圖像，可以采用最大投影密度法（Maximum Intensity Projection，MIP），把相鄰的兩幅信息不完整的圖像進(jìn)行疊加，運(yùn)用透視法對(duì)高密度區(qū)域做投影，刪除低密度部分，形成高密度部分三維結(jié)構(gòu)的二維投影，將兩幅圖上的有效信息進(jìn)行匯聚[14-16]。使用MIP方法前后的圖像結(jié)果，見(jiàn)圖7，可以發(fā)現(xiàn)，MIP方法的應(yīng)用可以有效地提高檢測(cè)效率，避免因無(wú)法獲取有效信息而重新檢測(cè)。

2.4 線對(duì)組加工誤差的影響

本文使用Nikon V-12B光學(xué)投影儀在20倍放大條件下觀察線對(duì)組的加工精度。對(duì)組內(nèi)部鋁條和縫隙寬度的測(cè)量方法，見(jiàn)圖8。測(cè)量（4～9）LP/cm線對(duì)組中鋁條和縫隙寬度，對(duì)線對(duì)組內(nèi)部每個(gè)鋁條和縫隙的寬度均進(jìn)行6次測(cè)量，計(jì)算平均值、相對(duì)誤差和標(biāo)準(zhǔn)差的結(jié)果，見(jiàn)圖9?？偟膩?lái)說(shuō)，鋁條的實(shí)際加工寬度要略大于模體操作手冊(cè)中給出的標(biāo)稱(chēng)值，加工相對(duì)誤差介于1%～4%之間；而縫隙的實(shí)際加工寬度要略小于標(biāo)稱(chēng)值，加工相對(duì)誤差在2.1%～4%之間。雖然加工誤差的尺寸相比于像素點(diǎn)的尺寸（約0.5 mm）依然比較小，但鋁條寬度變大，縫隙寬度變小，在部分容積效應(yīng)的影響下會(huì)更容易造成邊界部分相鄰像素點(diǎn)混疊，這很可能會(huì)影響高對(duì)比度分辨力測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

圖7 采用MIP前后的掃描圖像

圖8 線對(duì)組內(nèi)部鋁條和縫隙寬度的測(cè)量方法

3 討論

盡管如表1所示，12組掃描條件中各組掃描條件的輻射劑量差別很大，但由圖4可知，同一線對(duì)組在不同掃描條件下的MTF值差別不大(同一線對(duì)組MTF值柱狀圖幾乎等高)。而且，MTF值的大小并不隨管電壓和管電流的變化呈現(xiàn)規(guī)律性變化，輻射劑量增大，MTF值也可能減小。所以，醫(yī)生不能僅僅靠增加輻射劑量的方式提高圖像質(zhì)量，這樣不僅會(huì)增加病人受到的放射性傷害而且效果微乎其微。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，體模對(duì)高分檢測(cè)結(jié)果的影響比較明顯。醫(yī)用CT檢測(cè)體模一直被認(rèn)為是“標(biāo)準(zhǔn)”的象征，檢測(cè)人員依據(jù)其掃描數(shù)據(jù)判定醫(yī)用CT狀態(tài)是否合格，但是通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：體模亦存在諸多不足之處。首先，體模線對(duì)組設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性。雖然Catphan 700中的CTP528模塊相比于Catphan 500中的CTP528模塊在線對(duì)組排布位置上稍作改進(jìn)，但是其在45°位置的線對(duì)組所受影響依然最大，而且其只有整數(shù)級(jí)線對(duì)組的設(shè)計(jì)方式會(huì)加大檢測(cè)誤差。其次，體模加工精度的準(zhǔn)確性。由于體模一直被當(dāng)做“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行使用，其加工誤差往往被忽略；如圖9中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所示，所有被測(cè)線對(duì)組中，鋁條的寬度均略大于縫隙的寬度，雖然這種加工誤差并不十分明顯，但是隨著線對(duì)組等級(jí)的不斷提高，特別是在圖像分辨率有限的條件下，這種由于加工誤差導(dǎo)致的對(duì)于高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響也是不可忽視的。最后，檢測(cè)過(guò)程中體模的擺放問(wèn)題。因體模自重較大，檢測(cè)過(guò)程中很容易出現(xiàn)體模向地面方向傾斜的情況，而且線對(duì)組厚度僅為2 mm，如果體模發(fā)生明顯傾斜，線對(duì)組掃描圖像極有可能分布在兩張圖像上，導(dǎo)致有效信息不全而降低高分檢測(cè)結(jié)果。

圖9 鋁條和縫隙寬度的測(cè)量數(shù)據(jù)分析

此外，鑒于PSF、LSF、ESF和基于SD的方法是都是計(jì)算MTF曲線的經(jīng)典方法，而由于CTP528模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的原因：其內(nèi)部沒(méi)有滿足LSF和ESF兩種方法的測(cè)量條件；而為PSF方法設(shè)計(jì)兩個(gè)鎢珠點(diǎn)源，也時(shí)常由于CT噪聲較大、鎢珠目標(biāo)過(guò)小，導(dǎo)致基于PSF方法的MTF結(jié)果穩(wěn)定性較差。因此，若能夠在改進(jìn)CTP528模塊線對(duì)組結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)增加滿足LSF和ESF方法的測(cè)量條件，不僅能夠?yàn)橛?jì)算MTF提供更多實(shí)驗(yàn)方式，也將有助于平行化地驗(yàn)證客觀評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

本文主要通過(guò)剖析CTP528模塊的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)并嘗試分析其設(shè)計(jì)原理，并采用一種與CTP528模塊結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的基于SD的MTF方法計(jì)算CT體模圖像的高對(duì)比度分辨力測(cè)量結(jié)果，分析和探討了日常QA檢測(cè)中體模對(duì)醫(yī)用CT圖像高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在掃描模式、層厚、重建算法以及FOV等掃描條件不變的情況下，僅改變管電流或管電壓對(duì)高對(duì)比度分辨力檢測(cè)結(jié)果的影響并不十分明顯，因此單純依靠增加輻射劑量提高高對(duì)比度分辨力水平的方法并不妥當(dāng)。事實(shí)上，體模中線對(duì)組的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、加工誤差以及體模的擺放方式均以不同的形式和程度對(duì)高對(duì)比度分辨力的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生了影響，而這種影響是日常QA檢測(cè)中常常被忽略的。所以只有更加充分地了解體模，才能更好地發(fā)揮其在QA檢測(cè)中的作用。

[1] 高燕莉,窄仁友,張鐳,等.64排CT容積HRCT掃描方案優(yōu)化的模具研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2008,24(4):614-617.

[2] JJG 1026-2007,《醫(yī)用診斷螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置(CT)X射線輻射源檢定規(guī)程》[S].

[3] 郭智敏,倪培君.CT空間分辨率測(cè)試方法研究進(jìn)展[J].兵器材料科學(xué)與工程,2010,33(2):113-117.

[4] 陶穎,白玫,彭明辰,等.多排螺旋CT圖像的高對(duì)比度與掃描條件的關(guān)系[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2008,27(5):479-481.

[5] Choi T.IKONOS satellite on orbit modulation transfer function (MTF) measurement using edge and pulse method[D]. Brookings:Engineering South Dakota State University,2002.

[6] Buhr E,Neitzel U.Simple method for modulation transfer function determination of digital imaging detectors from edge images[J]. Proc SPIE Int Soc Opt Eng,2003,6(21):51-56.

[7] 白玫,彭明辰.X線CT成像質(zhì)量評(píng)估中的調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試與分析[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2005,21(5):11-13,20.

[8] Zhu YM,Kaftandjian V,Peix G,et al.Modulation transfer function evaluation of linear solid-state x-ray-sensitive detectors using edge techniques[J].Applied Optics,1995,34(22):4937-4943.

[9] Zhou Z,Zhu Q,Zhao H,et al.Techniques to improve the accuracy of presampling MTF measurement in digital X-ray imaging based on constrained spline regression[J].IEEE Trans Biomed Eng,2014,61(4):1339-1349.

[10] Droege RT,Morin RL.A practical method to measure the MTF of CT scanners[J].Med Phys,1982,9(5):758-760.

[11] Torfeh T,Guédon JP,Normand N,et al.Software tools dedicated for an automatic analysis of the CT scanner quality controlimages[J]. Proc SPIE Int Soc Opt Eng,2007,76(3):380-382.

[12] Lin PJP,Beck TJ,Borras C,et al.Specification and acceptance testing of computed tomography scanners[J]. AAPM:Rep,1993, (39).

[13] 鄭世才.射線檢測(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[14] Napel S,Rubin GD,Jr JR.STS-MIP: a new reconstruction technique for CT of the chest[J].J Comput Assist Tomogr,1993,17(5):832-838.

[15] Rémy-Jardin M,Bonnel F,Masson P,et al.[Reconstruction techniques in spiral CT angiography][J].J Radiol,1999,80(9 Pt 2): 988-997.

[16] 盛蕾,馬得廷,劉志強(qiáng),等.MSCT不同層厚的最大密度投影在肺動(dòng)脈栓塞診斷中的價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2009,19 (2):219-222.

Inf uence of Phantom on the Verif cation Results of High Contrast Resolution of Medical CT Images

ZHANG Pu1,2, SUN Jia-yu1,3, LI Jiao1, SUN Jie1, WANG Guang-zhi2
1. Division of Medical and Biological Measurement, National Institute of Metrology, Beijing 100029, China; 2. Department of Biomedical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. Department of Biomedical Engineering, School of Computer and Information Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China

In this paper, the influence of phantom on verification results of high contrast resolution of medical CT images in daily Quality Assessment (QA) tests was analyzed and discussed. And the CTP528 module's design principle was analyzed under the premise of dissecting its detailed structure. Meanwhile, an Modulation Transfer Function (MTF) estimation method based on SD was used accordi ng to CTP528 to calculate the high contrast resolution verification results. The experimental data demonstrated that, under the invariable conditions of scanning mode, slice thickness, reconstruction algorithm and FOV (Field of View), the variation of tube current or tube voltage would not bring apparent change on the verification results of high contrast resolution. Moreover, in addition to the performance of CT equipment itself, the design structure, the place means as well as the machining error of the phantom would also bring a certain degree of influence on the verification results of high contrast resolution. Therefore, as the CT verification phantoms have always been con sidered as the symbol of “standardization”, however, they still have many shortcomings. Phantoms could play their roles in QA testing better if they were fully understood.

high contrast resolution; phantom; medical CT; quality assessment

TH774

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.007

1674-1633(2016)11-0033-05

2016-07-13

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)課題（2016YFF0201004和2016YFC0105800）；國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局科技計(jì)劃項(xiàng)目(2016QK187)。

王廣志，清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系常務(wù)副系主任、教授，主要研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)影像技術(shù)、醫(yī)學(xué)圖像處理等。

通訊作者郵箱：wgz-dea@ mail.tsinghua.edu.cn