CT機建設與質量控制

宮照利凌華濃林英金張錫昌邱 成

CT機建設與質量控制

宮照利①凌華濃①林英金②張錫昌①邱 成①

目的：總結CT機建設實踐體會，為讀者提供技術性參考建議或啟示。方法：論述CT設備的基礎建設、進場驗收、安裝調試與質量控制的程序方法，提出實踐中應把握的要點。結果：新裝CT機使用一年運轉正常，前期技術性操作比較周密可靠。結論：大型醫用設備建設前期論證與技術準備及質量控制是確保良好運行的重要基礎，應當十分重視。

X射線；CT機；質量控制

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

從1896年倫琴在德國物理學會上宣布了X線的發現并展示了他夫人的手部X線照片，經歷了很多科學家的不懈努力，1963年Cormack教授進一步發展了從X線投影重建圖像的準確數學方法，從而為CT技術的研究打下了基礎；1970年Hounsfield博士提出了斷層的方法，1972年Hounsfield和Ambrose在英國放射學家年會上發表論文宣告EMI掃描機誕生；1974年美國George Town醫學中心工程師Ledley設計了全身CT掃描機。僅僅30多年的時間CT經歷了從頭顱到全身，從單層到容積快速掃描階段。隨著CT技術的發展和性能的完善，CT機在臨床上的應用也得到了空前的發展。目前很多單位計劃或已經訂購了CT機，本文僅就大型設備CT機的基礎建設、驗收、安裝、調試和質量控制理論與實踐做一個闡述, 旨在給相關單位在CT機建設中有所啟示。

1 安裝前的基礎建設

1.1 機房防護措施要落實

CT機機房要求防水、防震、防爆、防輻射。因此機房內不應設置洗手盆和水暖裝置；對已建房屋中無法移開的水管、暖氣管，必須提前做好可自動排水的設施，以防萬一漏水而進入機房電纜溝導致不可挽回的經濟損失；防輻射是CT機房建設的重點，要認真對待。鉛防護必須符合衛生防護防疫標準，機房周圍的墻面、門窗應施用2 mm以上的鉛皮做防護，鉛皮不能有孔眼，接合處不能有接縫間隙。為確保防護的嚴密性最好采用推拉門窗，如果用普通門,埡口處要有足夠寬的鉛皮重疊，以防X射線泄漏；可視窗應采用20 mm以上的鉛玻璃；頂棚防護層若是水泥材料應在16 mm以上或采用1 mm以上的鉛皮；鉛含量檢驗報告鉛含量要在99%以上。機房要有足夠的空間,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建設施工；開出電纜溝并用混凝土澆筑厚200 mm以上的基座，確保設備安裝方便和CT機的平穩牢靠。

1.2 環境溫度與濕度要達標

溫度過高或過低都會造成CT設備內的器件因過熱和受凍導致損壞；濕度過大會造成設備受潮而漏電引發不安全因素；因此為了確保CT設備測量的準確性與安全運行，必須按照國家標準（GB）嚴格控制機房環境溫度在20 ℃～25 ℃，相對濕度在35%～60%。

1.3 電源和地線要符合標準

CT設備一般采用三相五線制供電，CT機的額定功率和瞬間曝光電流很大，對電源的要求較高，必須從源頭抓起，最好配備專用變壓器，根據設備所用電壓、額定功率以及電源內阻等參數選配適當直徑的電纜和空氣開關。由于CT機要求電源內阻要盡可能小，通常是mΩ級，即只有零點零幾歐姆；CT機的電源內阻主要來自變壓器、空開和電纜，變壓器和空開一旦選定內阻也隨之確定，因此應最大限度的縮短CT機與電源控制箱、電源控制箱與變壓器之間的距離，盡可能縮短電纜長度以達到減小電源電阻的目的。

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

1.4 網絡布線要合理

CT室傳輸的主要是圖像信息，信息量大，因此要遵循總體規劃科學決策、網絡技術標準統一兼容、工程實施計劃有序的原則，盡量采用高速、寬帶、低噪聲的網絡設備建網，避免重復施工帶來經濟上的損失。

2 認真做好進場驗收

2.1 對CT機從外包裝到內部質量的檢查驗收要認真細致。合同規定由廠商安裝調試者，用戶不得自行開箱驗收，進口儀器設備必須遵守《中華人民共和國進出口商品檢驗條例》規定，屬國家商檢部門《商檢機構實施檢驗的商品種類表》范圍內的儀器設備，到貨后應及時向所在地區商檢部門申請檢驗。經商檢不合格者，應妥善辦理索賠事宜。

2.2 開箱前準備好照相機和錄相機，對驗收環節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，若有要及時拍錄后再拆箱檢查內包裝。牢記在檢驗過程中發現了任何問題一定要做好記錄并拍照或錄像以備后續索賠使用。

2.4 清點：以合同、發票和包裝箱明細單為依據，按實物編號逐一核對，通常包裝箱內應有技術說明書、檢驗合格證、鑒定書和維修線路圖等。

2.5 對主機和附件進行外觀檢查：包括制造廠家、產品名稱，設備型號，出廠編號、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 對關鍵和易碎部件如球管、鏡頭、監視器等要仔細認真檢查，查看有無破碎、擦傷、裂痕、漏油、漏氣、霉斑等。

2.7 進口設備要求在索賠期結束前15天完成驗收。

3 安裝調試的實施

在基礎設施建設完備，開箱驗收合格的前提下進行安裝調試。

3.1 安裝調試工作要盡快在設備索賠期前進行。

3.2 組織專門的安裝調試班子，班子的組成人員應有廠商派出的專業技術人員和使用方派出的放射學醫生、工程技術人員等。

3.3 安裝人員要認真閱讀說明書，熟悉機器的性能指標，核對供給CT機的電源、電壓、地線等各項電氣參數是否滿足儀器設備需要。

3.4 安裝調試時以合同和說明書為依據，對CT機的各項技術指標與性能進行逐一驗證；查看隨機所帶軟件載體如U盤、光盤是否完好，并對軟件的正確性進行測試。

3.5 為了驗證CT機性能指標的可靠性，安裝調試完畢后應進行24 h的考機。

3.6 為了將來方便的構建RIS(Radiology information systems)和PACS（Picture Archiving Communication Systems）系統，務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。

4 質量控制的主要技術指標

質量控制理論是一個龐大的課題，在此僅對CT機安裝調試結束后必須進行系統的綜合檢測，達到控制整機產品質量目的的方面進行論述。

4.1 機械性能參數檢測

4.1.1 定位燈的準確性。將定位光對準被測模型的中心對其進行掃描，掃描圖像與模型的位置偏差即定位光偏差應小于2 mm。

4.1.2 床移動精度。測量床的長中軸與經過掃描架轉軸的垂線是否在同一條直線上，傾角誤差應小于3 o，控制臺與掃描架的角度指標應一致。

4.1.3 床步進精度。測量床徑向運動的準確性，標準偏差和平均偏差應小于0.5 mm。

4.2 電氣性能參數檢測

4.2.1 管電壓檢測。采用介入或非接入性方法對脈沖或非脈沖式X線發生器進行測量，其管電壓與指示值的誤差應小于2 kV,管電流的誤差應小于5%。

4.2.2 毫安mA線性檢測，利用CT電離室在其它參數保持不變條件下，對每一管電壓檔進行測量，計算其mGy/mAs確定與其平均值相關的線性系數，mGy/ mAs 的線性系數應小于0.05。

4.3 圖像性能參數檢測

該項檢測包括圖像噪聲、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、圓對稱性等，在此僅對圖像噪聲、圖像均勻性、空間分辨力、密度分辨力、層厚、CT值線性等重要參數的檢測進行闡述。

4.3.1 圖像噪聲：X線束是個別光子形成的光子簇射，因為光子彼此獨立，它們隨機分布在圖像區域內，在該區域內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為噪聲，CT噪聲是均勻物質在給定區域內CT值對其平均值的變異，對于均勻模塊用CT值的標準偏差來描述。噪聲能限制密度分辨力的識別能力。將面積為1平方厘米且至少有100個象素點的敏感區域ROI置于掃描模體影像中心，分別改變層厚、mAs和算法分別進行掃描和測量，記下象素值的標準偏差δ，則噪聲N＝δ×0.1%。應在性能參數植規定范圍內。

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

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

4.3.4 空間分辨力：空間分辨力即高對比度分辨力，空間分辨力就是用對最小針距的分辨本領來描述的。用每厘米可分辨的線對數（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小于50 mGy和廠家給出的標準頭部掃描的條件下，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，調整窗寬與窗位等條件使圖像達到最清晰的狀態，此時能分辨的線對數一般應達到7 LP/cm至21 LP/cm。

4.3.5 CT值線性：物質的CT值與X線線性衰減系數成正比關系稱為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，采用標準頭部掃描的條件掃描，調整窗寬與窗位等條件，使測量CT值線性的構件圖像達到最清晰的狀態；選取大于100個像素點的ROI,在該圖像上分別測量4種物質的CT值，以4種已知物質的標準線性衰減系數為橫坐標，測量所得CT值為縱坐標，用最小二乘法擬合直線Y＝ax＋b。

4.4 劑量控制

國際輻射防護委員會(ICRP)提出，輻射防護應遵循三項原則：使用輻射正當化、防護最優化和個人劑量限值，在這三項原則中，個人劑量與風險限制就是較重要的原則之一,CT機對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CT設備進行劑量參數比較時，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（CTDI）來表示。

4.4.1 CT劑量指數數學表達式

4.4.1.1 單次掃描劑量指數數學表達式為：其中，C為單次掃描劑量CT劑量指數，D1（Z）為單次掃描旋轉z軸上z點的劑量，T為標稱層厚。

4.4.1.2 多層掃描劑量（MSAD）, 其數學表達式為：

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

4.4.2 CT劑量測量

劑量測量通常有熱釋光劑量計法、膠片劑量計和筆形電離室法三種，其中筆形電離室法是最常用的。為了確保質量，對受檢者CT劑量測量需要一個特別的劑量體模、筆形電離室和讀數儀等。頭部CT劑量（CTDIw）在檢測條件120 kv/200 mAs/層厚8 mm的情況下CTDIw應少于70 mGy。CTDIw是加權CTDI。

5 綜合評估結論

安裝調試工作完成后,在驗收階段后期,應請政府授權的具有從事大型醫療設備應用質量檢測資質的第三方技術檢測機構，按照國家規范對CT機進行全面技術檢測并出具檢測報告，對其的性能和質量給出具有法律效益的數據和結果。

[1]姜遠海,彭明辰.臨床醫學工程技術[M].北京：科學出版社,2006(11).

[2]余曉鍔,盧廣文.CT設備原理、結構與質量保證[M].北京：科學出版社,2006.1.

[3]中國標準出版社第一編輯室.醫用電氣設備安全標準匯編[M].北京：中國標準出版社，2002.8.

[4]宮照利,林英金.衛生單位局域網建設實踐中應把握的幾個問題[J].中國醫學裝備.2006(9).

[5]林英金,宮照利.構建基層醫療衛生機構醫學裝備質量控制體系[J].中國醫學裝備,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關門診部，從事醫療設備研究、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絡建設、管理維護以及PACS、LIS系統的構建工作。

2011-04-03

①總政機關門診部 北京 100011

②總參管理保障部衛生局 北京 100082

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