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主题:不确定度论文写作 时间:2024-02-03

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【摘 要】 本文的目的是研究CT机的性能检测方法,通过使用Catphan500模体和Barracuda剂量仪来检测CT机的层厚、线性、场均匀性、噪声、高对比度分辨力、低对比度分辨力和剂量指数(CTDI).

【关键词】 CT 模体 性能检测 不确定度评定

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.05.014

Catphan500模体和Barracuda剂量仪可以满足除了水的CT值以外国家对CT机质量检测所要求的所有性能参数,检测项目多并且使用方便,是CT机性能检测的理想工具.

1 Catphan 500模体

Catphan 500模体是由四个直径15cm的检测模块构成,分别是CTP401、CTP528、CTP515、CTP486.

第一个模块CTP401内嵌两组23°金属斜线(X方向、Y方向)和四个小圆柱体,这四个小圆柱体采用不同的材料构成,分别是特氟隆(Teflon,标准CT值:990)、丙稀(Acrylic,标准CT值:120)、低密度聚乙稀(LDPE,标准CT值:-100)、空气(最低密度,标准CT值:-1000).

第二个模块CTP528内嵌21组线对(放射环状分布).主要功能是用于空间分辨力的测量.

第三个模块CTP515由内外两组低密度孔径结构组成.内层孔阵:对比度0.3%、0.5%、1.0%,直径3、5、7、9mm;外层孔阵:对比度0.3%、0.5%、1.0%,直径2、3、4、5、6、7、8、9、15mm.CTP515功能是用于测量密度分辨力.

第四个模块CTP486由固体水组成用于测量均匀性、噪声等参数.

2 图像性能检测方法

将模体放置于射线照射野中心并将定位光线对准模体的定位点.用常规头部条件下层厚10mm或者最大层厚进行扫描.

2.1 层厚测量

利用Catphan体模CTP401模块内2组23°斜线扫描所得的图像测量层厚,测量斜线像周边区域的CT值L1,窗宽调到最小,调高窗位,至斜线像消失时的窗位L2,L等于(L1+L2)/2,调节窗位到L,窗宽调到最小,量得4条斜线的长度X.斜线长度X和层厚存在以下关系:[ZX等于tan23°],则[Z等于X?tan23°].

2.2 CT值线性测量

利用CTP401内4个不同材料的小圆柱体内进行样本测量.4种材料的标准值如表1所示.在该模块扫描所得的图像上,测量4种物质的CT值.

表1 四种材料标准值

2.3 空间分辨力

扫描CTP528,窗宽调到最小,调节窗位来分辨最小的一组线对,用目测的方式来确定所能分辨的最高一级线对.各线对所对应的空间分辨力由低到高分别为1 LP/cm到21LP/cm(即5mm~0.24mm).

2.4 密度分辨力

扫描CTP515,调节窗宽窗位确定各对比度系列中所能分辨的最小一级孔径.

2.5 场均匀性

扫描CTP486,中心点CT值和四周CT值偏差应小于4HU.

2.6 噪声

扫描CTP486,测量图像中心的CT值标准偏差SD,则噪声N等于SD×0.1%,噪声水平应不大于0.35%.

3 CT机X射线辐射源示值误差测量结果的不确定度评定

3.1 测量过程简述

(1)测量依据: G1026-2007《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源检定规程》.

(2)环境条件:温度(10~30)℃,相对湿度≤85%.

(3)测量标准:电离室剂量仪,相对扩展不确定度,包含因子K等于3.

(4)被测对象:医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)机.

(5)测量方法:利用经过检定后的Barracuda电离室,测量X射线辐射源输出的空气比释动能率,用其平均值作为测量结果,测得的空气比释动能率经空气密度修正,得到实际的空气比释动能率.

3.2 数学模型

[DW][等于M?Nx?F1?F2?d-1]

式中:[DW]——模体中的吸收剂量,mGy;[M]——剂量仪经温度、气压修正的示值,2.58[×10-4]C/kg(R);[Nx]——照射量刻度因子;[F1]——由测量的照射量转换成空气中吸收剂量的转换系数,33.97[×103]mGy[?]kg/C[F2]——由空气中吸收剂量转换成模体中吸收剂量的转换因子,0.88;d——层厚,mm.

输入量[M],[Nx],[t],[p]彼此独立不相关,故合成标准不确定度可按下式计算:

[uc(K)][等于u2(M)+u2(Nk)+u2(t)+u2(p)]

输入量的标准不确定度评定包括:和测量读数有关不确定度分量[u(M)]、剂量仪校准因子[Nk]引入的标准不确定度分量[u(Nk)]、由温度引入的标准不确定度[u(t)]、由气压计引入的标准不确定度[u(p)].

3.3 输入量标准不确定度的评定

3.3.1 输入量标准不确定度的评定

(1)对被测仪器重复性测量引入的标准不确定度[u(M1)]的评定(采用A类方法进行评定)

在电压为120KV,电流时间为120mAs条件下,在短时间内以连续10次测量比释动能,仪器示值(mGycm):33.74、33.85、33.61、33.50、33.71、33.91、33.68、33.82、33.57、33.78.

平均值:[MX]等于33.717(mGycm)

用贝塞尔公式计算标准差:

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