64 層螺旋CT 的空間分辨率評(píng)價(jià)方法解析

柳晶波 高倩 張龍達(dá) 遼寧省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所 （沈陽(yáng) 110179)

CT 機(jī)自1972 年問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)從普通CT 發(fā)展到多層螺旋CT，甚至是市場(chǎng)上已經(jīng)推出的640 層螺旋CT。盡管CT 已經(jīng)發(fā)展到640 層，但是64 層螺旋CT 是在醫(yī)院裝機(jī)量比較大的產(chǎn)品，國(guó)際代表性的品牌公司都以64 層螺旋CT 作為自己的主流產(chǎn)品，同時(shí)國(guó)產(chǎn)CT 也進(jìn)入了64 層CT 的行列。因此，做好64 層螺旋CT的質(zhì)量評(píng)價(jià)非常重要，評(píng)價(jià)CT 的指標(biāo)主要有：圖像噪聲、CT 值均勻性、CT 值的準(zhǔn)確性、CT值的線(xiàn)性、空間分辨率、低對(duì)比度分辨率、偽影、切片厚度等。本文就64 層螺旋CT 的空間分辨率的評(píng)價(jià)指標(biāo)給予簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)探討還需要引起關(guān)注的問(wèn)題。

1.空間分辨率

空間分辨率（spatial resolution），又稱(chēng)高對(duì)比度分辨率（high contrast resolution），它是衡量CT質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，是指在高對(duì)比度的情況下區(qū)分相互靠近的細(xì)小物體的能力，也就是可以識(shí)別相鄰物體的最小極限，通常用每毫米黑白條紋對(duì)數(shù)量的形式來(lái)表示，單位為線(xiàn)對(duì)/mm 或線(xiàn)對(duì)/cm(lp/mm 或lp/cm)。其換算關(guān)系為5÷lp/cm ＝ 可分辨的最小物體直徑（mm）。

2.空間分辨率的常規(guī)檢驗(yàn)方法

目前國(guó)家CT 機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中常用的檢測(cè)CT空間分辨率的方法有兩種：

2.1 調(diào)制傳遞函數(shù)（Modulation Transfer Function，MTF）的截止頻率法（如圖1）。用數(shù)字方法描述系統(tǒng)再現(xiàn)成像物體的空間分辨的能力；成像系統(tǒng)在一定的空間頻率下對(duì)空間結(jié)構(gòu)的成像能力，橫掃均勻介質(zhì)中細(xì)金屬絲測(cè)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)或高對(duì)比界面上的邊緣擴(kuò)散函數(shù)經(jīng)傅里葉變換計(jì)算調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）。

MTF 法通常利用CT 機(jī)系統(tǒng)自帶的軟件進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算其數(shù)值，比較客觀(guān)評(píng)價(jià)空間分辨率。2.2 分辨線(xiàn)對(duì)法。CT 機(jī)常用測(cè)試模體Catphan500和Catphan600 中CTP528 線(xiàn)對(duì)/厘米高分辨率模塊（如圖2）。可分辨的一組黑白相間的線(xiàn)對(duì)的間距尺寸。不同線(xiàn)對(duì)數(shù)的線(xiàn)對(duì)卡，對(duì)應(yīng)不同的空間分辨率。共有21 組，即1～21lp/cm。

分辨線(xiàn)對(duì)法需要依靠人眼來(lái)識(shí)別可以分辨的線(xiàn)對(duì)數(shù)，存在主觀(guān)的因素，依賴(lài)于觀(guān)測(cè)者和觀(guān)測(cè)環(huán)境，可重現(xiàn)性差。

圖1. MTF 法的空間分辨率

圖2. 線(xiàn)對(duì)/厘米高分辨率模塊

3.64 層螺旋CT 的空間分辨率測(cè)試要求

3.1 64 層螺旋CT 的空間分辨率測(cè)試要求采用調(diào)制傳遞函數(shù)的截止頻率法進(jìn)行測(cè)試。

3.2 64 層螺旋CT 的空間分辨率測(cè)試要求給出MTF=50%和MTF=10%時(shí)的空間分辨率值；在日常的檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有的生產(chǎn)商的技術(shù)參數(shù)表中給出的是MTF=0%時(shí)的數(shù)據(jù)，以顯示較高的空間分辨率，但是MTF=0%時(shí)的線(xiàn)對(duì)數(shù)是沒(méi)有實(shí)際意義的，因此，要求64 層螺旋CT 的空間分辨率參照《GB/T 19042.5-2006 醫(yī)用成像部門(mén)的評(píng)價(jià)及例行試驗(yàn) 第3-5 部分：X 射線(xiàn)計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備成像性能驗(yàn)收試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)的要求，要給出采用MTF=50%和MTF=10%時(shí)的空間分辨率值。

3.3 64 層螺旋CT 的空間分辨率測(cè)試要求X-Y 平面和Z 軸方向均進(jìn)行空間分辨率評(píng)價(jià)；目前主流的64 層螺旋CT 通常具有32 排及以上的探測(cè)器，其Z 軸方向的掃描覆蓋范圍比較寬，Z 軸方向圖像的性能指標(biāo)也至關(guān)重要。因此，在對(duì)64 層螺旋CT 進(jìn)行空間分辨率評(píng)價(jià)時(shí)，不僅要進(jìn)行X—Y 平面的空間分辨率評(píng)價(jià)，同時(shí)還要進(jìn)行Z 軸方向的空間分辨率評(píng)價(jià)。

3.4 空間分辨率的影像因素比較多，同時(shí)不同CT機(jī)的技術(shù)參數(shù)也有區(qū)別，很難達(dá)到完全一致的技術(shù)參數(shù)要求，通常要求空間分辨率的測(cè)試在生產(chǎn)企業(yè)給出的典型模式下進(jìn)行，同時(shí)要求頭部中心劑量不大于40mGy，體部中心劑量不大于20mGy。

4.空間分辨率的影響因素

（1）X 射線(xiàn)管的焦點(diǎn)尺寸，焦點(diǎn)小的X 射線(xiàn)管產(chǎn)生窄的X 射線(xiàn)，產(chǎn)生較清晰的圖像，但是熱容量又受到限制。

（2）探測(cè)器單元的孔徑越窄，孔徑轉(zhuǎn)移函數(shù)越寬，越有可能提供較高的分辨率。

（3）圖像重建算法對(duì)空間分辨率也有影響，選用不同的算法也會(huì)得到不同的圖像，空間分辨率也會(huì)不同。

（4）圖像矩陣對(duì)分辨率的影響，圖像矩陣越大，分辨力越高。

（5）空間分辨率還和X 射線(xiàn)劑量、層厚等因素有關(guān)。層厚越薄，空間分辨率越高；但層厚越薄，噪聲就越大，低對(duì)比度就會(huì)降低。

以上簡(jiǎn)單分析了64 層螺旋CT 的空間分辨率的測(cè)試要求和影響因素，只有準(zhǔn)確地了解了空間分辨率的測(cè)試要求和影響因素，檢驗(yàn)人員才能很好地評(píng)價(jià)64 層螺旋CT 的空間分辨率。

[1] GB/T 19042.5-2006 醫(yī)用成像部門(mén)的評(píng)價(jià)及例行試驗(yàn) 第3-5 部分：X 射線(xiàn)計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備成像性能驗(yàn)收試驗(yàn)

[2] YY0310-2005 X 射線(xiàn)計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備通用技術(shù)條件

[3] 64 層螺旋X 射線(xiàn)計(jì)算機(jī)攝影設(shè)備技術(shù)條件（報(bào)批稿）

[4] Catphan 500 and 600 manual