陶豹，閆欣，付園，徐濤

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

引言

計(jì)算機(jī)斷層攝影（Computed Tomography，CT）裝置，是影像重建算法、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與輻射探測(cè)技術(shù)完美融合的產(chǎn)物。伴隨著圖像重建理論的不斷進(jìn)步和計(jì)算機(jī)計(jì)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(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)報(bào)告[2]顯示，全球CT總數(shù)已接近3.4萬(wàn)臺(tái)，全世界每年CT檢查人數(shù)約有9300萬(wàn)人次，其頻率達(dá)到57人次/千人。我國(guó)“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(jì)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(guò)去20年，全球范圍內(nèi)CT數(shù)量增長(zhǎng)了8倍之多，2002年之后的CT市場(chǎng)，保持以每年10%的速度增長(zhǎng)趨勢(shì)發(fā)展[5]。截止2010年，我國(guó)CT擁有量11242臺(tái)[6]。山東省經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好，人口數(shù)名列全國(guó)前茅，伴隨醫(yī)療衛(wèi)生的穩(wěn)步健康發(fā)展，醫(yī)用CT機(jī)保有量不斷增加，不但市縣一級(jí)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)在用醫(yī)用CT機(jī)數(shù)量眾多，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的醫(yī)院也積極配置，到2016年，山東省全省CT總數(shù)已達(dá)1500多臺(tái)。為提高CT機(jī)應(yīng)用質(zhì)量水平，切實(shí)保證CT影像質(zhì)量符合臨床要求，對(duì)CT機(jī)進(jìn)行質(zhì)控檢測(cè)，分析CT診斷質(zhì)量水平十分必要。

目前已有的關(guān)于CT機(jī)質(zhì)控檢測(cè)的報(bào)道側(cè)重于對(duì)一個(gè)或多個(gè)城市部分CT機(jī)使用情況的總結(jié)[7-12]，且樣本量相對(duì)較少，能夠反映山東省CT整體分布情況及質(zhì)控水平的報(bào)道尚未見(jiàn)到。本研究針對(duì)2016年度山東省17地市二級(jí)甲等以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)在用的697臺(tái)醫(yī)用CT進(jìn)行質(zhì)量控制，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量分析評(píng)價(jià)。同時(shí)，對(duì)山東省各地市二級(jí)甲等以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)的CT設(shè)備保有量和各品牌市場(chǎng)占有率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，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(cè)試設(shè)備

測(cè)試模體為美國(guó)模體實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的Catphan 500型CT性能檢測(cè)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(cè)試設(shè)備為德國(guó)PTW公司生產(chǎn)的UNIDOS Webline 靜電計(jì)，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(jì)量單位，通常稱亨氏單位（Houns field Unit，HU）?？諝獾腃T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(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)值。無(wú)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(lái)的。CT值不是絕對(duì)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(cè)試使用是圓柱形，注滿蒸餾水的有機(jī)玻璃測(cè)量模塊。受掃描橫斷面滿足《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》中對(duì)CT值測(cè)量面積的要求。

1.2 測(cè)試方法

按照《JJGl026-2007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)程的要求實(shí)施測(cè)試。檢測(cè)項(xiàng)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?jī)x測(cè)量而來(lái)，與管電壓、射束準(zhǔn)直寬度、蝴蝶結(jié)過(guò)濾器和毫安秒因素相關(guān)[13]。根據(jù)測(cè)量和計(jì)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(biāo)進(jìn)行分析。CTDI100為沿電離室軸線方向，從-50 mm到+50 mm對(duì)劑量進(jìn)行積分（長(zhǎng)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(jì)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(cè)量的吸收劑量平均值[14]。

1.3 檢測(cè)條件

管電壓100 kV，管電流140 mA，掃描時(shí)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(qiáng)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(cè)試697臺(tái)醫(yī)用CT機(jī)，覆蓋山東省17地市二級(jí)甲等以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)。山東省各地市二甲以上醫(yī)院醫(yī)用CT分布情況，見(jiàn)圖1。各地市醫(yī)用CT機(jī)的保有量主要受經(jīng)濟(jì)總量及人口因素的影響，呈現(xiàn)省會(huì)城市濟(jì)南和計(jì)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(shì)。東營(yíng)、萊蕪兩個(gè)城市人口基數(shù)少，臨近濟(jì)南、青島等計(jì)劃單列市，且相對(duì)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(duì)較高，每個(gè)二甲以上醫(yī)院平均保有量約為2.4臺(tái)，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(guò)對(duì)多年檢測(cè)信息的統(tǒng)計(jì)分析我們發(fā)現(xiàn)，目前山東省在用的醫(yī)用CT機(jī)主要包括GE、西門子、飛利浦、東芝、東軟、聯(lián)影等7個(gè)品牌。GE公司牢牢占據(jù)山東醫(yī)用CT機(jī)市場(chǎng)的主導(dǎo)位置，同時(shí)西門子、飛利浦公司也在努力拓展市場(chǎng)份額，而同為國(guó)際大品牌的東芝公司慢慢顯出頹勢(shì)，裝機(jī)量明顯下降，有被東軟等國(guó)產(chǎn)品牌超越的趨勢(shì)。

本次測(cè)試整體情況良好，總體合格率為97.56%。各地市檢測(cè)情況，見(jiàn)圖2。測(cè)試結(jié)果中主要不合格項(xiàng)為CT值超標(biāo)，約為不合格項(xiàng)總數(shù)的26.5%，其次為噪聲超標(biāo)，約為24.4%。CT值是用于測(cè)量組織密度的一個(gè)指標(biāo)，用于定性診斷組織成分，對(duì)腫瘤進(jìn)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(cuò)失對(duì)腫瘤早期診斷。醫(yī)院平時(shí)設(shè)備工作時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)常數(shù)日不停機(jī)，容易疏忽對(duì)機(jī)器的日常維護(hù)及校準(zhǔn)，這是造成上述問(wèn)題的主要原因。

醫(yī)用CT機(jī)掃描厚度超差也比較常見(jiàn)，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(shí)，也會(huì)對(duì)病灶位置的定位造成偏差。低對(duì)比度分辨率是描述圖像細(xì)節(jié)與背景之間對(duì)比度較低時(shí)，能將特定尺寸的細(xì)節(jié)從圖像背景中分辨出來(lái)的能力的參數(shù)。該參數(shù)是指通過(guò)對(duì)測(cè)試模體的低密度模塊進(jìn)行掃描，通過(guò)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(duì)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(cè)情況

空間分辨率的測(cè)試結(jié)果整體較好，占比約10%?？臻g分辨率是指在對(duì)比度差異大于10%的高對(duì)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?？臻g分辨率可通過(guò)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(gè)限制參數(shù)來(lái)說(shuō)，它受到探測(cè)器大小、采樣間隔以及有時(shí)還受到X線管焦點(diǎn)大小等限制?？臻g分辨力不合格會(huì)造成圖象模糊失真，有時(shí)還出現(xiàn)嚴(yán)重的偽影，看不清病灶形態(tài)，耽誤治療時(shí)機(jī)。

劑量指數(shù)CTDI是整個(gè)研究中不合格率最低的一項(xiàng)。劑量指數(shù)CTDI的數(shù)值代表著一次CT掃描對(duì)身體所造成的輻射傷害的大小，CTDI的超標(biāo)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(jī)是對(duì)醫(yī)療照射劑量貢獻(xiàn)最大一個(gè)。醫(yī)用CT的質(zhì)量控制不單影響精準(zhǔn)醫(yī)療的進(jìn)行，更是關(guān)乎國(guó)民整體輻射安全。

從本研究的測(cè)試結(jié)果可以看出，山東省受測(cè)設(shè)備整體質(zhì)量狀況良好，這得益于醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)質(zhì)量控制的重視，更是得益于各級(jí)政府管理部門對(duì)質(zhì)量的關(guān)注和監(jiān)督。隨著2017年開(kāi)始的醫(yī)療機(jī)構(gòu)等級(jí)評(píng)審的進(jìn)行，各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)從上到下，對(duì)醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量的理解逐漸深入，多數(shù)三級(jí)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(zhǔn)質(zhì)控記錄，醫(yī)療設(shè)備的計(jì)量和質(zhì)控工作日益得到醫(yī)療單位的重視，山東省CT機(jī)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(hù)了醫(yī)療單位和人民群眾的合法權(quán)益。

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