山东省CT操作规范

山东省计算机X线体层摄影(CT)操作规范前言计算机X线体层摄影(computedtomography,，CT）自从1972年进入临床，以其能够再现人体横断面解剖的高质量影像，在X线成像领域引发了一场革命。螺旋CT和图像后处理技术的发展，使其在临床中的应用越来越广泛。多层螺旋CT的问世，不仅使常规扫描的速度和质量有了突飞猛进的提高，图像后处理技术也有了更高层次的进展，同时又使心血管疾病的无创性诊断有了划时代的进步。随着临床应用范围的大幅度扩展，它的缺陷也越来越明显，就是相对较高的辐射吸收剂量。与常规X线摄影技术相比，CT扫描和后处理程序需要针对不同的受检者、不同的疾病、不同的临床需求进行既灵活又复杂的调整，如果调整不当，会对实践中的影像质量和患者剂量水平产生不利的影响。因此，需要建立CT的操作规范，目的是在争取获得最佳图像质量，同时尽量减少受检者的辐射剂量。“山东省CT操作规范”起草小组在对国内外现有的CT质量标准和操作规范进行了仔细研究的基础上，反复讨论修订，结合我国和我省的具体情况，制订了这部“山东省计算机X线体层摄影(CT)操作规范”。内容共包含四章，前三章主要是介绍保证图像质量的基础理论知识，第四章为具体操作规范：第一章CT扫描的基本原则第二章影响图像质量的因素第三章影响辐射剂量的因素第四章CT操作规范第一章CT扫描的基本原则一、正当化是应用原则的第一步。在没有明显临床指征时，进行任何CT诊断扫描都是不正当的，每一次检查必须使患者真正受益。二、对必需进行CT检查的怀孕妇女、儿童以及敏感器官进行扫描，需要特别慎重。在这几组人群（包括敏感器官）中所许可的CT检查，要求的标准要比其它应用领域更加严格。三、要重视CT图像质量的研究，只有高质量的图像，才能提供最有诊断意义的信息。在此基础上，还需要尽量降低病人的辐射剂量。两者的完美结合，是我们追求的目标。四、为了保证操作机器人员具备应有的基础知识，操作机器的有关人员必须经过正规培训，并获得大型医疗设备上岗证。第二章影响图像质量的因素为了保证CT的图像质量，CT使用者应当了解影响图像质量的因素，以便在操作中灵活恰当地应用这些参数组合，争取获得最佳图像质量，同时保持最低辐射剂量。一、CT基本扫描模式1．步进式扫描(incrementalscan)最基本的CT扫描方式，也称为轴位扫描：扫描时检查床不动，设定探测器准直宽度后启动曝光，球管围绕人体旋转一圈，采集到一个准直宽度厚的严格圆柱层块的全部数据，然后重建出该层块的一幅图像；移床后可以重复该过程完成第二层块图像的成像。单层常规CT步进式扫描的特点是一次采集重建一幅图像，层厚等于准直；上述过程的多次重复方能完成一个部位的检查。多层CT的步进式扫描与单层CT的不同是每一次扫描可以同时进行若干排探测器组合的数据采集，从而同时获得若干层图像。前置门控心血管扫描（心脏、冠状动脉、大血管）也是应用步进式扫描。与单层CT不仅扫描的另一个不同是多层CT的步进式扫描在采样模式上与螺旋扫描相同，是三维采样，前者是二维采样。2．螺旋扫描(spiralorhelicalscan)螺旋扫描是在滑环技术应用的基础上发展起来的一项新的扫描方式。扫描过程中X线球管围绕机架连续旋转曝光，曝光的同时检查床同步匀速移动，探测器同时采集数据,由于扫描轨迹呈螺旋状，故称螺旋扫描。螺旋扫描的特点是将传统常规CT的二维采集数据发展为三维采集。一次采集到一个厚度大于准直宽度的长圆柱数据块（容积采集获得容积数据）。多层螺旋CT的一个不容忽视的优势，就是采集数据的重复应用。可以反复设定不同的层厚、重建间隔、视野、重建中心、滤过函数等参数重建图像，而不必重新扫描。二、影响图像质量的参数CT影像质量主要依赖于两种参数，一是与剂量相关的参数，二是与影像处理和影像观察条件相关的参数,这两者与硬件相关。剂量相关参数有曝光因素、层厚、螺距、扫描时间和检查容积。处理参数包括视野、重建矩阵大小、重建算法和与影像观察相关的窗技术的设定。与患者剂量相关参数的影响，可通过对测试体模的测量进行量化评估。1、层厚层厚定义为扫描野中心敏感断面的最大值处的整体宽度。它的厚度可由操作人员根据临床需要进行选择,通常位于1mm和10mm范围之间。一般来讲，层厚越大,对比分辨力（密度分辨力）越大；层厚越小,空间分辨力越大。如果采用较大的层厚，可以减低噪声的影响，但是图像也会由于部分容积效应的影响而减低诊断信息的可靠性；如果采用较小的层厚(如1～2mm)，可以减少部分容积效应，但是噪声的影响会增大，使图像的密度分辨力下降。2、检查容积检查容积或成像容积是指检查区域的整体容积,定义为最先和最后检查层面的最外边界。检查容积的范围取决于临床要求,通常来讲,在其他扫描参数不变的前提下，容积值越大,患者的整体辐射剂量越高。所以，在满足诊断要求的前提下应当尽量缩小扫描容积。3、视野(FOV)视野定义为重建图像的最大直径,它的值可由操作人员灵活选择,通常位于12～50cm的范围内。选择较小的FOV可增加图像的空间分辨力，其原因同样大小的重建矩阵，面积越小，像素尺寸就越小。FOV的选择不能仅考虑增加空间分辨力的可能性，而且需要考虑是否能够包括所有可能的病变区域。如果FOV太小，相关区域可能会从可视图像中消失。4、电压与电流一般来说,管电压可选择1-3种数值(80～140kV的范围)，但是常规扫描所参照的扫描程序已经设好了相应的电压，操作人员一般不需要自行调节。除非特殊人群或者特殊要求的扫描设计（例如婴幼儿的心脏扫描）。当管电压值和层厚设定以后，图像密度分辨力的提高和噪声的降低主要依赖于X线管电流(mA)和曝光时间(s)的增加，即mAs的增加。但是mAs的增加会提高患者的辐射剂量。基于此,与临床目的相关的影像质量应在患者剂量尽可能低的情况下获得。为了获取临床信息，在需要较高信噪比的情况下，应该选择较高的摄影曝光设定值(mAs)。5、螺距在螺旋扫描中,与常规方式扫描的一个不同是产生了一个新概念:螺距,它是球管旋转一周扫描床移动距离与准直器宽度之间的比,具体公式为:螺距=球管旋转360°床移动距离（mm）/准直器宽度[mm]螺距越大单位时间扫描覆盖距离越长。意味着在其他条件不变得前提下，只需增加螺距即可在同一扫描时间内尽可能地多增加扫描距离。同样，相同的扫描范围，也可以通过增大螺距来缩短扫描时间。螺距的增大使得同样扫描范围内的光子量减少，当螺距大于1时，噪声明显增加，密度分辨力降低，减弱了软组织的对比度。然而对骨组织影响不大，因为骨本身与周围的软组织就具有很好的对比度。螺距的增加对空间分辨力的影响极小。为了弥补这个缺陷，新的CT采用了自动电流调节功能，在增加螺距的时候，自动增加电流，这样就避免了密度分辨力的降低。6、重建算法CT影像的外观和特性在很大程序上依赖于数学算法的选择。最常使用的一种是叫做平滑算法（软组织算法）,它是优秀显示血管、实质性脏器（肝、胰腺、脾、肾等）、肌肉等软组织的算法。边缘增强算法（骨算法）使得组织边缘锐利化，因而适合用来观察骨结构和肺纹理、支气管的结构与变化。重建算法对密度分辨力和空间分辨力的影响是一对矛盾，边缘增强算法使图像的边缘更清晰、锐利，但降低了图像的密度分辨力；平滑算法提高了密度分辨力，而边缘、轮廓表现不及边缘增强算法。两者是相互制约的，参数的优化不能同时提高密度分辨力和空间分辨力，因此在观察软组织等低对比结构时，所选参数要有利于密度分辨力的提高（软组织算法）；观察骨骼、颅底、肺纹理等高对比结构时要侧重于空间分辨力的优化（骨算法）。多层螺旋CT由于采集数据可以重复应用，同样一组采集数据，可以分别根据不同的要求，使用几种重建算法，重建出不同特点的CT图像。7、重建间隔当螺旋扫描的容积采样结束后，二维图像可以从任何一点开始重建，而且数据可以反复使用。这样就出现了一个新的概念：重建间隔。其定义是每两层重建图像之间的间隔。例如：扫描范围为100mm，准直宽度为10mm，如果重建间隔为10mm，将获得类似常规断层扫描的10幅图像，如果重建间隔为5mm，将获得20幅10mm层厚图像，产生数据交叉重叠的图像。同样扫描范围内，重建间隔越小，重建出的图像数量越多。当然每幅图像的重建时间一样，重建间隔的增加势必增加整个图像重建的时间，即总重建时间等于重建层数乘以每层重建时间。减小重建间隔的一个优势是降低部分容积效应的影响，例如，层厚10mm，病灶直径也是10mm，重建间隔等于层厚时，一旦病灶正好落入两层之间，要么病灶被遗漏，要么病灶的显示密度不真实，可能误诊或漏诊。缩小重建间隔则会避免这种机会的发生。缩小重建间隔的另一个优点是提高MPR及三维后处理图像的质量，如果重叠30~50%，会明显改善MPR以及MIP、SSD、VR、VE等的图像质量。8．窗宽与窗位监视器上CT图像的亮度变化是以灰阶形式显示的，而数字图像中用以代表象素CT值的亮度则是人为设置的，这样在视窗技术中就出现了两个新的概念：窗宽(windowwidth)和窗位(windowlevel)，后者又称窗水平或窗中心。窗宽是指监视器中最亮灰阶所代表CT值与最暗灰阶所代表CT值的跨度，窗位是指窗宽上限所代表CT值与下限所代表CT值的中心值。如骨窗(2000，400)是指最亮灰阶所代表CT值与最暗灰阶所代表CT值的差是2000个Hu，最亮设为1400Hu，最暗设为-600Hu，窗中心为400Hu。换句话说，窗宽确定所观察图像中CT值变化的跨度，窗位则决定观察变化的区域。要观察不同的组织或病变，必须选择适当的窗宽和窗位。窗位一般与需要显示的组织即靶结构的密度相近，这样比靶结构密度高的病变和密度低的病变都能有亮度差别而容易分辨；窗宽则以尽可能既覆盖所要观察的结构的密度变化范围，又显示正常与病变组织间最小差别为宜。在一幅图像上，可能同时需要多个视窗才能体现病变特点，因此，视窗的应用是灵活、多样的。三、注意解剖学标准与物理学标准的差异在CT检查中诊断要求所表述的影像标准有两种，即解剖学影像和物理学影像标准。解剖学影像标准包括能够显示不同正常组织之间的差别，使其能够被明确辨认；能够显示正常组织与病变组织之间的差别，以保证病变组织的检出；能够显示不同病变组织间的差别，以分析病变组织的性质。物理学影像标准是通过物理学方法进行测量，它们包括图像像素的噪声、低对比分辨力和空间分辨力、线性、CT值的均匀性和稳定性、层厚和剂量参数。它是从事CT工作的单位实施的质量保证程序，以保持CT性能处在最佳状态。物理学影像标准被定义为常规检验。我们对图像质量的要求，更重要的是解剖学的标准。有些时候，在没有达到物理学标准的情况下，就可以满足解剖要求，此时我们没有必要过分强调物理学的标准，例如有时虽然解剖结构清晰可辨，不影响诊断，但是背景噪声较大，此时我们应当容忍适当背景噪声，以尽量降低病人的辐射剂量。有些时候则即使达到物理学标准，仍不能满足解剖学的标准要求。第三章影响辐射剂量的因素一、患者辐射剂量的表示方式参考剂量值利用对空气吸收剂量的两种描述方式来表示(CTDIw和DLP)，它是对应于标准体型患者的检查技术。1、CTDIw：权重CT剂量指数是标准头颅或体部模体单层上的平均剂量近似值，用对空气的吸收剂量来表达(mGy)。2、DLP：剂量长度乘积与复杂检查的标准头颅或体部模体有关，用对空气的吸收剂量来表达(mGycm)。二、影响辐射剂量的因素1、层厚：采用的层厚越薄，为了降低噪声，就需要较高的电流，这样就增加了辐射剂量。螺旋扫描程序中，在完成数据采集后可以再次改变层厚，这种改变由于是采集数据的再利用，并没有重新曝光，所以不会增加辐射剂量。2、螺距：在其他扫描参数不变的前提下，螺距越大，单位时间内所接受的辐射剂量越小；反之则越大。但是在目前螺旋扫描中，为了保证图像的密度分辨力，在增加螺距的时候，自动调节功能会自动增加电流，这时不会减低辐射剂量。3、检查容积：即使扫描参数不变，检查容积的增加也会增加辐射剂量，因此应当注意尽量排除非靶向器官位于检查容积之内，以最大可能地减少辐射剂量。4、电压与电流：无论增加电