Методики работы с протоколом качества работы рентгеновских компьютерных томографов

04.10.2017

Методики работы с протоколом качества работы рентгеновских компьютерных томографов

В соответствии с принятой практикой большинство тестов характеристик компьютерного томографа выполняют в последовательном режиме сканирования, в том числе на спиральных и многосрезовых КТ-сканерах. Многие характеристики можно проверить несколькими способами.

В соответствии с принятой практикой большинство тестов выполняют в последовательном режиме сканирования, в том числе на спиральных и многосрезовых КТ-сканерах. Многие характеристики можно проверить несколькими способами. В этом случае вначале приводится наиболее предпочтительная из методик проверки.

Вместе с КТ-сканером обычно поставляется набор фантомов и встроенное программное обеспечение для контроля основных параметров. Полный перечень необходимого оборудования для контроля качества компьютерных томографов представлен в Приложении А. Примером многосекционного фантома, позволяющего осуществить все тесты контроля качества компьютерных томографов, является фантом Catphan}ажные замечания:

1. Во всех тестах, в которых необходимо произвести сканирование, необходимо использовать стандартные и фиксированные (постоянные) параметры сканирования.

2. «Стандартные» - это наиболее часто используемые при обследовании пациентов параметры сканирования. Рекомендуется использовать параметры КТ-исследования головы, поскольку большинство фантомов имеют диаметр около 20 см (фантом для головы). Если используется фантом для туловища (диаметр около 30 см), следует использовать параметры КТ-исследования туловища.

3. Использование «фиксированных» параметров сканирования подразумевает, что при повторно выполняемых тестах должны использоваться те же параметры, что и при впервые выполненном измерении. Это важно для выявления изменения параметра во времени (отклонения от первоначального значения).

4. При приемке КТ-сканера в клиническую эксплуатацию, а также в случаях, когда в качестве допустимого отклонения контролируемого параметра указано «в соответствии с технической документацией на аппарат», следует использовать параметры сканирования, которые использовались производителем сканера при проверке данного параметра.

5. Использовавшиеся при каждом проведении тестов параметры сканирования и реконструкции изображений (сила тока, напряжение, время ротации, толщина среза, алгоритм реконструкции) должны быть записаны в протоколе.
 
 Методики проверки системы радиационной безопасности
 
 Проверка информационных табло и сигнальных лампочек

1. Табло с надписью «Не входить» рядом с дверью в процедурное помещение должно автоматически включаться при пуске излучения и выключаться при выключении излучения.

2. При каждом включении излучения должна загораться сигнальная лампочка на управляющей консоли.

 Проверка громкоговорящей связи

1. При нажатии кнопки связи с пациентом, находящийся в процедурном помещении в положении сканирования пациент, должен слышать команды оператора с управляющей консоли.

2. При нажатии кнопки приема звуковых сигналов оператор за управляющей консолью должен слышать сообщения пациента, находящегося в положении сканирования в процедурном помещении.

Проверка дверных блокировок

Проверку осуществляют при наличии дверных блокировок.

1. Включить выпуск излучения при открытой двери в процедурное помещение. Аппарат не должен включить излучение.

2. Открыть дверь в процедурное помещение при включенном излучении. Излучение должно прекратиться.

 Проверка аварийных выключателей

При нажатии кнопки аварийного выключения излучение и все перемещения в системе (движение стола, гентри) должны прекратиться.

Методики проверки электромеханических характеристик сканера

Проверка системы световой локализации
 
Взаимное расположение внутреннего и наружного световых лучей

1. Лист бумаги укладывают на столе сканера, проводят на листе линию в соответствии с положением наружного светового луча.

2. Нажатием соответствующей кнопки на клавиатуре гентри выводят стол в положение начала сканирования.

3. Проведенная линия должна совпасть с внутренним световым лучом с точностью ±2 мм.

Рис. 1. Проверка КТ-числа, однородности и шума. (а) На КТ-изображении водного фантома выделена зона интереса. Полученное среднее значение HU соответствует КТ-числу, а стандартное отклонение значений HU - уровню шума. (б) Для проверки однородности выделены зоны интереса в центре и по периферии изображения водного фантома.

Рис. 2. Проверка КТ-числа различных материалов. (а) Фантом с вставками различной плотности в широком диапазоне. (б) КТ-изображение, полученное при сканировании фантома.

Рис. 3. Проверка пространственной разрешающей способности. (а) Изображение фантома с расположенными по окружности группами параллельных штриховых объектов уменьшающегося размера. (б) В данном примере пространственная разрешающая способность составляет 11 пл/см, поскольку это наименьшая по размеру визуально различимая группа штрих-объектов.

Рис. 4. Проверка контрастной разрешающей способности. Изображение фантома с группами объектов низкой контрастности уменьшающегося размера в каждой группе.

Совпадение внутреннего светового луча и плоскости среза

1. Лист рентгеновской пленки в светонепроницаемом конверте укладывают на столе сканера в горизонтальном положении, делают на нем 3 булавочных прокола строго по линии внутреннего светового луча.

2. Не сдвигая стол, выполняют единичный скан с минимальной толщиной среза.

3. После проявки рентгеновской пленки определяют совпадение отверстий от булавочных проколов и линии среза, которые должны совпасть с точностью ±2 мм.

По другой методике используют фантом для проверки толщины среза с двумя закрепленными под углом к плоскости сканирования перекрещивающимися тонкими металлическими пластинами или пластиковый блок с двумя пересекающимися под углом к плоскости сканирования прорезями (бороздками):

1. Фантом устанавливают в положение сканирования таким образом, чтобы внутренний световой луч строго совпадал с линией перекрещивания металлических пластин или прорезей.

2. Не сдвигая стол, выполняют единичный скан с минимальной толщиной среза.

3. При совпадении внутреннего светового луча и плоскости среза на полученном изображении должна присутствовать одна линия. В случае несовпадении внутреннего светового луча и плоскости среза на КТ-изображении будут определяться две линии.
 
 Проверка точности движений стола

Соответствие сдвига стола показаниям электронного табло гентри

1. Метровую измерительную ленту укладывают на столе пациента строго по продольному световому лучу (лазеру), выставляют наружный световой луч по отметке «0 см» на измерительной ленте.

2. Используя клавиатуру гентри, вдвигают стол в отверстие гентри на 20 см в соответствии с показаниями электронного табло.

3. Наружный световой луч должен находиться на отметке «20 см» на измерительной ленте с точностью ±1 мм.

4. Тест повторяют при вдвигании стола на 40 и 60 см внутрь гентри, а затем при выдвигании из него на 20, 40 и 60 см.

Точность автоматического сдвига стола

Тест проводится  методике:

1. Лист рентгеновской пленки в светонепроницаемом конверте укладывают на столе пациента.

2. Производят сканирование тонкими одиночными срезами с заданным (разным) расстоянием между ними, превышающим толщину среза.

3. Проявляют пленку и измеряют расстояние между серединами засвеченных полосок.

4. Расстояние меду срезами должно соответствовать заданному с точностью ±1мм.

Описанные тесты проверяют точность автоматического сдвига стола при сканировании в последовательном режиме. На спиральных компьютерных томографах дополнительно может быть осуществлена проверка точности движений стола при сканировании в спиральном режиме. Для этого необходим плексигласовый блок с двумя металлическими метками, расположенными на известном расстоянии друг от друга, например 20 см.

1. Блок укладывают нас столе таким образом, чтобы обе метки находились на одной линии строго по продольному световому лучу.

2. Устанавливают начало сканирования по первой метке в плексигласовом блоке.

3. Задают зону сканирования длиной, равной расстоянию между метками.

4. Производят сканирование в спиральном режиме.

5. На полученных КТ-изображениях первая метка должна присутствовать на первом изображении, вторая - на последнем.
 
Проверка наклона гентри

1. Лист рентгеновской пленки в светонепроницаемом конверте закрепляют на столе пациента в сагиттальной плоскости (строго вертикально под уровень). Для этого можно использовать плексигласовый блок с вертикальной прорезью.

2. Не сдвигая стол, выполняют 3 скана с минимальной толщиной среза: без наклона гентри, при максимальном угле наклона гентри в одну и в другую сторону.

3. После проявки рентгеновской пленки измеряют углы между срезами, полученными при наклоне гентри в обе стороны, с линией среза, выполненного без наклона гентри.

4. Измеренные значения должны совпасть с показаниями на электронном табло гентри с точностью ±1°.

Можно использовать упрощенный вариант данного теста:

1. Устанавливают на столе плексигласовый блок (или другой аналогичный предмет) с закрепленным на его боковой поверхности строго в сагиттальной плоскости листом бумаги.

2. Проводят на листе бумаги вертикальную линию в соответствии с положением вертикального светового луча (лазера) и две линии по положению этого же светового луча после наклона гентри в одну и другую сторону.

3. Сверяют измеренные на бумаге углы наклона гентри с показаниями электронного табло.
 
Методики проверки качества изображения
 
Проверка КТ-числа, однородности и шума в однородной среде

Для проведения тестов необходим цилиндрический фантом для проверки однородности, входящий в стандартную комплектацию КТ-сканера. Его изготавливают из акрила или другого симулирующего воду пластика. Либо он может быть полым внутри и заполненным водой. В крайнем случае, можно использовать заполненную водой пластиковую емкость подходящего диаметра (около 20 см для головы) .

КТ-число воды

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри.

2. Выполнить одиночный срез при стандартных фиксированных параметрах сканирования.

3. Выделить зону интереса размером около 1 см в центре полученного изображения.

4. Среднее значение HU в выделенной зоне интереса соответствует КТ-числу и должно быть в интервале 0±4 HU.

Однородность

Тест проводится одновременно с измерением КТ-числа , однако кроме зоны интереса в центре следует выделить еще четыре зоны интереса по периферии фантома на 0°, 90°, 180° и 270° на расстоянии не менее 1 см от края. Разница между КТ-числом в центре и каждой из четырех периферических зон интереса не должна превышать 4 HU.

 Шум

Тест проводится одновременно с измерением КТ-числа . Стандартное отклонение значений HU в зоне интереса в центре фантома соответствует уровню шума. Обычно уровень шума в однородной среде не превышает 5 HU. Для КТ-сканеров, используемых в диагностике, уровень шума не должен превышать 10 HU, для сканеров, используемых для планирования лучевой терапии - 15 HU.
 
КТ-числа различных материалов

Для проведения теста необходим плексигласовый фантом с вставками различной плотности в широком диапазоне (от -1000 до +1000 HU), например: воздух ~ -1000 HU, тефлон ~ +990 HU, акрил ~ +120 HU, полиэтилен ~ -90 HU .

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри.

2. Выполнить одиночный срез при стандартных фиксированных параметрах сканирования.

3. Измерить КТ-число для каждого из материалов-вставок. Полученные значения должны соответствовать ранее измеренным с точностью ±4 HU.

Рис. 5. Проверка толщины среза. (а) Фантом для проверки толщины среза. (б) На изображении металлической пластины проведена линия для построения профиля. (в) Ширина кривой профиля на уровне середины его высоты соответствует измеряемой толщине среза.

320 мм

  Проверка пространственной разрешающей способности

Для проведения теста необходим фантом для проверки пространственной разрешающей способности. Обычно это плексигласовый блок с расположенными по окружности или по прямой линии группами параллельных штриховых объектов (около 5 штрихов в группе) уменьшающегося размера. Каждая группа соответствует значению пространственной разрешающей способности от 1 до 21 пл/см и более (рис. 3).

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри.

2. Выполнить одиночный срез при стандартных фиксированных параметрах сканирования.

3. Определить наименьшую по размеру группу штрих-объектов, которые визуально различимы друг от друга внутри группы. При этом можно использовать функцию зумирования (увеличения без перереконструирования) изображения. Записать соответствующее данной группе значение пространственной разрешающей способТостиможно повторить при сканировании в режиме высокого разрешения. Для этого выбирают меньшую толщину среза (например, 1 мм), изображение реконструируют с высоким (high resolution) кернелем и меньшим полем обзора (наприНрюстатком описанной методики визуального определения пространственной разрешающей способности является ее субъективность (зависит от остроты зрения, условий освещения, настройки монитора). Как правило, при периодическом контроле пространственная разрешающая способность должна находиться интервале ±15% от впервые измеренного значения.

Производителем КТ-сканера может быть предусмотрена иная процедура проверки пространственной разрешающей способности с использованием имеющегося в комплекте специального фантома и программного обеспечения, например, расчет функции переноса модуляции.
 
Проверка контрастной разрешающей способности

Для проведения теста необходим фантом для проверки контрастной разрешающей способности. Обычно это плексигласовый блок с группами объектов (кружков или просверленных отверстий) различной контрастности между группами и уменьшающегося размера внутри каждой группы (рис. 4).

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри.

2. Выполнить одиночный срез при стандартных фиксированных параметрах сканирования.

3. В узких параметрах визуализационного окна последовательно изучить каждую группу низкоконтрастных объектов. Выбрать ту группу, в которой один или несколько объектов не визуализируются на окружающем фоне, т. е. сливаются с ним. Записать соответствующую данной группе степень контраста (отличия по плотности от фона) в % и минимальный размер объекта данной группы (в мм), который еще виден на окружающем фоне.

4. Перейти к следующей группе с меньшей контрастностью и повторить те же действия. Результатом теста будет таблица, например:
2% - 0,5 мм 1% - 1 мм 0,5% - 1,5 мм.

Это означает, что объект размером 0,5 мм может быть виден при отличии его плотности от фона на 2%, объект размером 1мм - при отличии на 1% и т. д.

Недостатком данной методики является ее субъективность. В качестве ориентировочных значений могут быть приняты следующие: на КТ-сканерах, используемых для диагностики 0,5% - 5-6мм, 1% - 3-4мм; на КТ-сканерах, используемых для планирования лучевой терапии 0,5% - 8-10мм, 1% - 4-6мм.

Производителем КТ-сканера может быть предусмотрена иная процедура проверки контрастной разрешающей способности с использованием имеющегося в комплекте специального фантома.
 
Проверка толщины среза

Для проведения теста необходим фантом для проверки толщины среза, в котором имеется одна или две тонкие пластины из алюминия или меди, закрепленные на плексигласовой или деревянной основе под углом 45° к плоскости среза. Пластины могут находиться внутри пластикового блока. Толщина пластин должна быть меньше проверяемой толщины среза.

Например, при использовании медной или алюминиевой фольги толщиной 0,1 мм можно проверять срезы толщиной от 1 до 10 мм (рис. 5а).

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри таким образом, чтобы пластины попадали в поле сканирования.

2. Выполнить одиночный срез с заданной (подвергаемой проверке) толщиной при стандартных фиксированных параметрах сканирования.

3. Установить минимальную ширину (width) окна, например 1.

4. Не меняя ширину окна, уменьшать уровень (центр, level) окна до тех пор, пока края пластин не начнут сливаться с фоном. Записать это значение уровня окна.

5. Не меняя ширину окна, увеличивают уровень окна до тех пор, пока окружающий пластины фон не станет однородно темным, будут видны только пластины. Записать это значение уровня окна.

6. Не меняя ширину окна, устанавливают среднее между двумя полученными значениями уровня окна и измеряют ширину пластин. Получаемое значение ширины пластины соответствует толщине среза. Если угол наклона пластин к плоскости среза не равен 45°, то полученное значение необходимо умножить на тангенс угла наклона.

Допускается отличие измеренного значения толщины среза от заданного в пределах ±1 мм, но не более 50%. Это означает что, например, при заданном значении толщины среза 3 мм допускается отклонение ±1 мм, а при заданном значении 0,5 мм отклонение должно быть в пределах ±0,25 мм.

При наличии в программном обеспечении компьютерного томографа функции построения профиля плотностей можно использовать следующую методику проверки толщины среза (рис. 5):

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри таким образом, чтобы пластины попадала в поле сканирования.

2. Выполнить одиночный срез проверяемой толщины при стандартных фиксированных параметрах сканирования.

3. Построить профиль плотностей по линии, перпендикулярной изображению пластины.

4. Ширина кривой профиля на уровне середины его высоты (англ. full width at half maximum, FWHM) соответствует измеряемой толщине среза.
 
Проверка измерения расстояний

Для проведения теста необходим водный или плексигласовый фантом, в котором на известном расстоянии находятся маркеры, например, металлическая проволока или просверленные отверстия. В качестве фантома можно использовать любой другой объект, не вызывающий артефакты, с известными размерами.

Методика проверки:

1. Поместить фантом в центр апертуры гентри.

2. Выполнить сканирование.

3. С помощью электронного средства измерения расстояний измерить расстояния между маркерами. Измеренные расстояния должны совпасть с известными с точностью ±1 мм.

4. В случае использования томографа в предлучевой подготовке, передать полученные изображения для измерения расстояний в программу планирования лучевой терапии.


Методика проверки дозиметрических характеристик

Для проведения теста необходимы: дозиметрические плексигласовые фантомы для головы (диаметр 16 см) и туловища (диаметр 32 см) шириной не менее 14 см с отверстиями в центре и четырех периферических точках на 0°, 90°, 180° и 270° на расстоянии 1 см от края; ионизационная камера диаметром около 1 см, длиной около 14 см и активной зоной длиной 10см; дозиметр для измерения CTDI (рис. 6).

1. Поместить фантом для головы в центр апертуры гентри.

2. Установить ионизационную камеру в центральное отверстие фантома, остальные отверстия заполнить плексигласовыми вставками. Центр активной зоны ионизационной камеры должен совпадать с серединой среза.

3. Выполнить одиночный срез при стандартных фиксированных параметрах исследования головы в последовательном режиме сканирования.

4. Снять показания дозиметра. Получаем значение CTDI в центре фантома -CTDIc.

5. Последовательно повторить сканирование с теми же параметрами, расположив ионизационную камеру в каждом из четырех периферических отверстий. Выбрать наибольшее из полученных значений, в результате чего получаем значение CTDI на периферии фантома - CTDIp.

6. Вычислить взвешенное значение CTDIw по формуле:
CTDIw = - CTDIc + 2 CTDIp. 3 3

7. Повторить тест с фантомом для туловища, используя при этом стандартные фиксированные параметры исследования туловища.

Фантом для головы Фантом для туловища

Рис. 6. Фантомы для проверки компьютерно-томографического индекса дозы.

Можно также проверить CTDIw при других параметрах исследования, например, в низкодозном режиме сканирования органов грудной полости.

Допускается отклонение измеренного значения CTDIw в пределах ±20% от показываемого сканером для данного протокола КТ-исследования или от впервые измеренного значения, если сканер не показывает значение CTDIw.
Теги: качество КТ
234567 Начало активности (дата): 04.10.2017 22:21:00
234567 Кем создан (ID): 645
234567 Ключевые слова:  компьютерная томография, толщина среза, индекс, фантом, толщина среза, однородность, шум
12354567899