數字減影血管造影系統性能檢測和質量控制

胡益斌，扈尚澤

1.江蘇省人民醫院 醫學工程處，江蘇南京 210029；2.江蘇省計量科學研究院，江蘇 南京 210007

隨著介入放射學的迅速發展，數字減影血管造影（DSA）在醫院得到了廣泛應用。但是，DSA系統的生產廠家眾多，型號、配置不統一，性能、質量參差不齊，為滿足臨床診斷介入要求，必須要有統一的評介和檢測技術標準。北京市計量檢測科學研究院、江蘇省計量科學研究院和江蘇省人民醫院等單位聯合起草制定了JJG 1067-2011《醫用診斷數字減影血管造影（DSA）系統X射線輻射源檢定規程》[1]，為DSA系統的計量檢定、性能檢測和質量控制提供了統一的評價和檢測技術標準，經過2年多的實施，證明本規程是一套切實可行的性能檢測方案，保證了DSA系統的安全性和有效性，取得了良好的社會效益和經濟效益。為了檢定規程能廣泛地推廣和更好地貫徹執行，本文進行詳細的介紹。

1 性能檢測和質控思路

DSA系統的性能檢測和質量控制必須依據設備的技術性能指標和醫院使用的實際情況。經過調研，檢測內容以X線輻射源和圖像質量為主，檢測項目主要有輻射輸出的空氣比釋動能率、輻射輸出的質（HVL）、X射線管電壓、X射線管的焦點，模擬血管最小尺寸、空間分辨力、低對比度分辨力、對比度線性和減影性能影響[2-6]。其中，X射線管焦點的檢測不屬于常規的性能檢測和質量控制項目，本文沒有詳細介紹。

2 檢測儀器和模體

診斷水平劑量儀、測量半值層用鋁片；模擬血管最小尺寸檢測模體，造影劑濃度為150 mg/cm3的模擬血管和寬度為（1/4、1/2、3/4）的血管畸變；空間分辨力測試卡：尺寸為50 mm×50 mm，線對為0.6～5.0 Lp/mm，共20組線對，鉛箔厚度為0.05 mm；低對比度分辨力檢測模體：長度為150 mm，造影劑濃度為（2.5、5、10）mg/cm3，每組有4種不同直徑0.5、1.0、2.0、4.0 mm的模擬血管；對比度線性檢測模體：對比度分別為0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、10.0%、20.0%；骨骼模塊：厚度為0.5、1.0、1.5 cm。

3 檢測方法

3.1 空氣比釋動能率

將診斷水平劑量儀的探測器置于X射線照射野的中心，探測器的中心軸與射線束垂直，設置影像接收器輸入面與X線管焦點距離（SID）最小，在自動控制方式下，最大視野（FOV）和最大幀數脈沖透視或連續透視的條件下，不附加其他衰減層，用足夠厚的鉛板遮擋住影像接收器，透視3 s以上，測量沿X射線中心線在距影像接收器上方30 cm處的空氣比釋動能率。

在上述規定條件下，重復測量3次以上，取其平均值，按公式(1)計算空氣比釋動能率 ，單位為mGy/min。

式中:M——診斷水平劑量測量3次的平均值，單位為div·min-1；NK——電離室或半導體探測器空氣比釋動能率的校準因子，mGy·div-1；KTP——電離室型探測器溫度、氣壓密度修正，按公式(2)計算。

式中：t——檢定時室內溫度；P——檢定時大氣壓，單位為kPa。

空氣比釋動能率的測量結果應≤88 mGy/min[1]。

3.2 HVL

將診斷水平劑量儀的探測器置于X射線照射野的中心，選合適的照射野，探測器的中心軸與射線束垂直，附加過濾設置為零。X射線管焦點到劑量儀探測器距離約為60 cm，吸收片到X射線管焦點的距離在30～40 cm。檢測HVL示意圖，見圖1。

圖1 檢測HVL示意圖

測量未加吸收片和不同厚度的吸收片時的空氣比釋動能率，用作圖法或計算法求出空氣比釋動能率降到初始值（無吸收片）1/2時的吸收片厚度即為HVL[1-2]，也稱半價層。也可采用經校準的半價層測量儀測量HVL值，大多數診斷水平劑量儀在測量射線劑量的同時，能直接測量出HVL和kV等值。

在管電壓70 kV時，HVL的測量結果應≥2.1 mAL[1]。

3.3 X射線管電壓

用非介入電壓表的探測器置于X射線照視野的中心，選用常用的管電壓，至少重復測量3次，取其平均值，按公式(3)計算管電壓相對標準偏差。

式中：Vi——控制臺上X射線管電壓的標稱值；VO——測量的X射線管電壓的平均值。X射線管電壓的相對誤差應＜±5.0%[1]。

3.4 模擬血管最小尺寸

SID調置100 cm，將模擬血管最小尺寸檢測模體水平置于診斷床面上，模體表面與影像接收器輸入面垂直距離為30 cm，先在透視狀態下進行定位觀察，使模體在FOV的中心，在自動控制減影狀態下先對空白模塊進行曝光作蒙片，適當延遲后，對造影劑濃度為150 mg/cm3和含有畸變尺寸為1/4、1/2、3/4 mm的模擬血管進行減影，調窗寬W和窗位L使減影影像顯示最佳，應能看到模體中直徑為1 mm的模擬血管。同時應能分辨造影劑濃度為150 mg/cm3、直徑為2 mm的模擬血管上1/2寬度的血管畸變[1]。

對無減影功能的血管造影系統，采用常規造影模式直接采集影像，應能達到相應技術要求。

3.5 空間分辨力

將空間分辨力測試卡貼在影像接收器輸入面，使分辨力測試卡柵條與顯示器水平方向成45°夾角、最大FOV，在透視條件下進行影像采集，直接讀出可分辨的線對數。

新設備驗收檢測或首次檢定的空間分辨力應滿足出廠技術指標。后續檢定和使用中質量控制的空間分辨力，對于影像增強器類型，應≥12 Lp/cm。對于平板探測器類型，應符合出廠技術指標[1]。

3.6 低對比度分辨力

使用低對比度分辨力檢測模體。該模體含有長度為150 mm，有3組不同造影劑濃度，分別為2.5、5、10 mg/cm3。每組有4種不同直徑0.5、1.0、2.0、4.0 mm的模擬血管。檢測方法同3.4節，減影后應能均勻分辨濃度為5.0 mg/cm3、直徑2.0 mm的模擬血管[1]。

對無減影功能的血管造影系統，采用常規造影模式直接采集影像，應能達到相應技術要求。

3.7 對比度線性

在自動控制條件下，用對比度線性模體進行采集影像，打印膠片。用光密度計測量膠片上不同對比度圓，讀取不同濃度（mg/cm3）的平均光密度值（D），用最小二乘法計算碘濃度與光密度值之間的線性相關系數。

碘濃度為橫坐標，光密度值為縱坐標，各點的連線近似直線，模體碘濃度與平均光密度值之間的線性相關系數應＞0.9[1]。

3.8 減影性能影響

常規減影條件下，在模擬人體血管模體上加上骨骼模塊，減影后應仍能清晰分辨濃度為150 mg/cm3，直徑2.0 mm的模擬血管[1]。

4 討論

對于雙向（兩套X射線發生器和影像接收裝置）DSA系統，必須對兩套系統分別檢測。只有兩套系統的性能技術指標經檢測均符合上述要求，該DSA系統才合格。計量檢測部門的人員往往會忽視這個問題，必須引起重視。

檢測人員能否正確、合理的使用DSA系統也非常關鍵，直接影響檢測結果的準確性，所以，使用前必須對DSA設備有充分的了解，熟悉操作，如果對操作不是很清楚，必須請教操作技師或直接請操作技師幫助操作。

對DSA系統進行性能檢測和質量控制，是為了保證系統的各項性能指標在正常范圍和影像的最優化狀態，所以，DSA系統的各項性能指標必須滿足上述要求，否則會影響到臨床的使用和診斷的正確性。要獲得高質量的X線影像，DSA系統必須要有良好的工作狀態，定期進行性能檢測和質量控制，并對發現的問題進行調整或維修[7]，檢測合格后方能使用，確保DSA系統的安全性和有效性。

[1]JJG 1067-2011,醫用診斷數字減影血管造影（DSA）系統X射線輻射源檢定規程[S].北京:中國質檢出版社,2011.

[2]JJG 744-2004,醫用診斷X射線輻射源檢定規程[S].北京:中國質檢出版社,2004.

[3]JJF 1035-2006,電離輻射計量術語及定義[S].北京:中國計量出版社,2007.

[4]GB/T 10149,醫用X射線設備術語和符號[S].北京:中國標準出版社,1988.

[5]IEC61223-3-3:1996,數字減影血管造影（DSA）X射線設備成像性能驗收試驗[S].北京:中國標準出版社,2005.

[6]YY/T 0740-2009,醫用血管造影X射線機專用技術條件[S].北京:中國標準出版社,2010.

[7]安文昊,屠波,朱永麗,等.數字減影血管造影系統的質量檢測[J].中國醫療設備,2011,26(12):25-27.