X射线计算机断层摄影装置（CT机）作为一种大型医疗设备，主要利用X射线扫描人体一定厚度的层面，通过数模转换与计算机处理获取到X射线衰减系数，经由CT成像后生成CT断层图像。CT机的计量检定主要以辐射剂量和影像质量作为评价指标，其计量检定工作有助于保障医疗设备的临床应用效果。

1 CT机结构与工作原理分析

CT机主要由X线球管、探测器、CT数据采集系统、扫描架、扫描床等部件组成，通过将直流高压电加在X线球管上产生扇形X线束，利用扫描架将X射线向人体旋转发射，X射线在穿过人体的过程中将出现不同程度的衰减，由探测器将接收到不同强弱程度的X射线转换为电流信号。通常在CT机的扫描架上安装有X线球管和探测器，两个部件将与扫描架保持同步旋转、实行边放线边接收，利用计算机设备计算接收到的两个信号交点的线性衰减系数μ，并依据下述公式计算出各交点的CT值^[1]。

在此基础上，由计算机设备将各交点的CT值转换为灰度，利用显示器呈现出相应的断层图像，最后借助影像输出设备与感光胶片形成最终的CT机扫描结果。

2 CT机计量检定内容与质量检测要点探讨

2.1 CT剂量指数

基于《JJG 961-2017医用诊断螺旋计算机断层摄影装置（CT）X射线辐射源检定规程》进行CT剂量检定，其首要的检测指标为CT剂量指数——CTDI₁₀₀，指对一个单次轴向扫描产生的沿着体层平面垂直线剂量分布从-50mm～+50mm的积分除以体层切片数N的标称体层切片厚度T的乘积，其公式为：

通常X射线管电压与管电流、扫描时长、扫描旋转角、过滤、照射野尺寸、扫描层面数目、层厚与层距等因素均会影响到CTDI₁₀₀数值，采用轴向扫描测量，在开始测量后，将CT计量模体放置在检查床上，依据由低至高的原则进行管电压设置，基于标准曝光条件与适当层厚开展曝光测量，读取剂量计的读数完成记录，待后续利用计算机进行数据处理。此外，在测量时需兼顾温度、压力两个干扰因素，注重做好温度与压力的校正，保障测量结果的准确度。

2.2 CT值线性

CT值是基于水的线性衰减系数μ计算出的与CT影像中各像素对应区域相关的X射线衰减系数的平均值，单位为HU，其中CT值线性用于描述X射线衰减系数与CT值的线性关系，利用线性度可判断图像的真实性。将水、空气两种物质的CT值设为CT值标尺上的两固定点，由两点延伸出的直线即CT值变化一个单位形成的X射线衰减系数变化量，即对比度刻度。在CT值测量时，通过扫描CT值线性检测模块，围绕由四种X射线μ值不同的材料组成的圆柱体图像中选择ROI，并计算出其平均CT值；接下来以四种物质的CT值、μ数值分别作为纵、横坐标建立平面直角坐标系，在确定四个点的具体点位的基础上，利用最小二乘法拟合出一条直线，取其斜率倒数即可获取到对比度刻度的具体数值。该检测方法能够有效描述出CT值与X射线μ值间的线性关系，以水的CT值作为测量依据即可判断出CT值与X射线的相关性，用于反映出图像的真实性，为质量检测工作提供参考依据。

2.3图像噪声与均匀性

2.3.1 CT图像噪声

CT图像噪声主要用于描述CT值的随机涨落情况，即CT值的标准差。通常利用探测器接收到的X射线并非处于均匀分布状态，在接收平面上仍存在由量子噪声构成的图像噪声，对于CT图像的空间分辨力、密度分辨力存在一定的干扰作用，进而影响到临床诊断时对于病灶的分辨效果。当使用CT机识别对比度低的病变软组织时，由于软组织具有射线吸收能力强、剂量低、层厚小的特点，将一定程度上削弱探测器接收到的X射线量，导致噪声值增加，并由此影响到图像对比度极限值与CT图像质量。此外，图像重建算法也将影响到噪声的大小，通常算法生成的“锐利”图像将增大噪声、“平滑”图像有利于减少噪声，因此需注重优化重建算法的条件设置。在测量图像噪声时，主要利用下述公式进行噪声评价：

其中N为噪声评价参数，为中心ROI与周边四个ROI的标准差σ的平均值，CS为对比度刻度。

2.3.2 CT值均匀性

以水的μ数值为参考，选取与之材质近似的物质制成均值圆柱形模体进行测量。首先将圆柱形模体置于扫描架上，使其轴线恰好位于扫描野中心轴上，并在模体表面做好定位标记，使标记与定位光保持重合关系；随后基于给定扫描条件完成模体扫描，生成影像；接下来选取尺寸为1cm²左右的感兴趣区ROI，在距模体边缘1cm的影像中心、3点方向、6点方向、9点方向与12点方向分别确定五个点，测量五点的CT值域标准差，其中影像中心ROI的平均CT值可用于评价CT值，该数值与其余四点CT值差值的最大值即可用于评价CT值的均匀性。

2.4层厚偏差

层厚主要指CT成像断层厚度，通常选用层面灵敏度曲线（SSP）的半高宽（FWHM）进行表示。SSP指在与z轴平行的方向上存在的一个无限薄的物体的CT图像响应曲线，通常焦点的数值、靠近球管与探测器两处的准直器、成像物体、探测器阵列等因素均会影响到曲线的形状。针对连续断层CT，其曲线形状近似为矩形，利用该层面曲线最大值的FWHM即可用于反映出层厚偏差的数值；针对螺旋CT，其曲线形状为高斯状，需综合考虑图像空间分辨力、纵向分辨力以及FWHM等因素确定层厚偏差^[2]。

2.5空间分辨力与密度分辨力

空间分辨力指在高对比度情况下CT机对于细微结构的检测能力，其影响因素多与焦点、扫描线束形状、探测器单元等有关，一方面可利用圆孔或条纹体模进行测量，另一方面可以运用调制传输函数进行测量，用于反映出CT的极限空间分辨力。密度分辨力则指在低对比情况下CT机对于微小细节的分辨能力，适用于软组织检测，在检测过程中需注重考虑到图像噪声水平的干扰作用，其影响指标多与辐射剂量、CT值、层厚与图像重建算法等因素存在密切关联，因此在测量过程中应注重将辐射剂量控制在50mGy以内，提高CT值测量的准确度，在临床应用环节选取最大层厚，并结合临床需求与组织结构特点进行图像重建算法的选择，保障测量结果的准确性。

结论：CT设备的计量检定是保障CT设备质量与性能、优化临床医疗效果的重要举措，通过针对CT机的辐射剂量、CT值线性、图像噪声与均匀性、层厚偏差、空间分辨力以及低对比分辨力等指标进行检定检测，能够有效提升CT图像质量，保障临床诊断与定位的准确度、更加精准地反映病情，进一步提高临床治疗效果。

参考文献：

[1]周锡明,王禹鑫,张弛,等.CT系统高级扫描方式的图像质量测量方法[J].中国医学装备,2019,(9):23-27.

[2]谭剑辉.X射线电子计算机断层扫描装置及其机房电气的设计[J].中国医疗器械信息,2019,(15):26-27.

作者简介：张俊（ 1982.11-），男，贵州晴隆人，硕士研究生，毕业于西南交通大学，工程师，研究方向：智能监测与模式识别。