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        CT系統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)和方法

        2012-01-26 17:20:59譯者陳廣飛應(yīng)俊周丹
        中國醫(yī)療設(shè)備 2012年12期
        關(guān)鍵詞:體模制造商分辨率

        譯者:陳廣飛,應(yīng)俊,周丹

        中國人民解放軍總醫(yī)院

        本文列出了我們評測計算機斷層成像掃描儀時的標(biāo)準(zhǔn),以及所進(jìn)行的一些特定測試。醫(yī)院可以在進(jìn)行采購前測試和驗收測試時使用這些標(biāo)準(zhǔn)。

        除非特別注明,這些標(biāo)準(zhǔn)適用于各種類型的螺旋和軸向CT掃描儀。

        1 圖像質(zhì)量

        1.1 噪聲特征

        噪聲特征應(yīng)該與劑量、層厚度、重建濾波器、采集模式、旋轉(zhuǎn)時間以及螺距比等相關(guān)的預(yù)期基本理論特征相匹配。

        系統(tǒng)的低對比度分辨率應(yīng)該與供應(yīng)商的標(biāo)簽聲明相匹配。

        螺旋和軸向采集的噪聲測量均利用直徑為 250 mm 的水模體在 120 kVp 下進(jìn)行。參數(shù)(模式、mAs、層厚度、重建過濾器,以及螺距比)根據(jù)需要選擇。噪聲的定義為特定興趣區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。相應(yīng)的X 射線劑量在等中心點各種 mAs 條件下的自由空氣中測量。至少使用三個重建濾波器(例如:軟組織、肺以及高解析度)匹配待評估系統(tǒng)的空間分辨率特征(參見下文有關(guān)如何測量空間分辨率的描述)。

        低對比度體模在制造商規(guī)定條件下獲得圖像:25 mGy(在 16 cm CTDI [CT 劑量指數(shù)]體模下測量),以及 X 射線球管高低參數(shù)。 低對比度體模圖像通過目視評估,并通過測量對比噪聲比(Contrast-to-noise ratio,簡稱CNR)進(jìn)行量化評估。

        1.2 層厚度及空間分辨率

        軸向和螺旋采集層敏感曲線的半高寬(簡稱FWHM)應(yīng)該符合國際認(rèn)可的公稱厚度標(biāo)準(zhǔn)或制造商公差。

        空間分辨率(使用調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation transfer function,簡稱MTF測量)應(yīng)當(dāng)符合供應(yīng)商重建濾波器規(guī)格范圍。

        層厚度及空間分辨率特征需要使用標(biāo)準(zhǔn)模體和制造商MTF工具測量??臻g分辨率通過根據(jù)供應(yīng)商信息選擇的多種重建濾波器測量。國際電工委員會(International Electrotechnical Commission,簡稱 IEC)IEC 61223-3-5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(《驗收測試 - 計算機斷層成像 X 射線設(shè)備的圖像性能》)定義了驗收公差。

        1.3 一致性

        對于螺旋和軸向采集,CT 值平均誤差都在應(yīng)該在 5 HU( 亨氏單位)以內(nèi),不論是穿過直徑 250 mm 的體模或整個探測器寬度(即沿Z 軸方向)。

        沿全部探測器寬度(Z 軸)軸向采集獲取圖像的噪聲個數(shù)應(yīng)該一致。

        一致性評估采用標(biāo)準(zhǔn)化圖像采集規(guī)程-120 kVp 以及必要的 mAs,在等中心處劑量為 25 mGy( 根據(jù) CTDI 體模測量)。

        1.4 心臟圖像質(zhì)量

        此標(biāo)準(zhǔn)只適用于具有心臟造影功能的系統(tǒng),即64 通道系統(tǒng)及更高通道系統(tǒng)。

        進(jìn)行前瞻性心電門控時,在穩(wěn)態(tài)心率 65 bpm 的情況下,使用體模模擬心臟運動形成的整體圖像質(zhì)量必須是可接受的范圍(即圖像質(zhì)量總評分必須大于 12。參考測試方法)。我們更希望掃描心率更高的病人時,仍然能達(dá)到可接受的圖像質(zhì)量。

        圖像使用 ECRI 研究院心臟測試體模生成。體模包含3根 1.3 mm 導(dǎo)管,每根導(dǎo)管充滿了不同濃度的碘造影劑。導(dǎo)管由微處理機控制的電機驅(qū)動以模擬冠狀動脈的運動。電機速度可調(diào)整以模擬不同的心率。體??缮膳c導(dǎo)管運動同步的心電圖信號,以便能使用掃描儀的心電門控。體模靜止時可生成基線圖像以用于比較。使用現(xiàn)有的所有心臟采集技術(shù)生成動態(tài)圖像(心電門控,軸向掃描等)。生成的圖像使用最大密度投影技術(shù)重組,每根導(dǎo)管給予從 1 到 5的評分(1為不可用,5為完全清晰明顯)。最大分值為15分,12分或以上皆為可接受(請參見 2008 年 12 月份Health Device第 370 和 371 頁的詳細(xì)信息)。

        2 劑量控制

        2.1 劑量控制工具

        完成一次計劃性掃描后,系統(tǒng)需顯示主要采集的預(yù)期劑量(CTDI值及劑量長度乘積(Dose Length Product,簡稱DLP))。顯示值應(yīng)當(dāng)和測量值一致。

        我們更偏好于在輸入密碼后才能執(zhí)行掃描方案的任何永久性變動。

        CT 系統(tǒng)需能夠基于患者實際體型和衰減量(例如:根據(jù)掃描前采集計劃進(jìn)行測量)進(jìn)行自動曝光控制(Automatic Exposure Control,簡稱 AEC)。如果劑量控制能夠在三個空間維度上有區(qū)別則更為理想。

        自動曝光控制必須能夠承受極端體型的病人,而且最好不需要用戶進(jìn)行任何調(diào)整。

        兒科檢查的輻射劑量應(yīng)該根據(jù)需要掃描的身體部位尺寸或衰減性來決定,而不是僅根據(jù)患者的身高、體重或年齡(因為最佳曝光取決于患者尺寸而非年齡)。

        如果制造商能夠向 ECRI 研究院展示額外可選或標(biāo)準(zhǔn)劑量控制功能的有效性就更為理想。

        所有劑量控制功能的特性都是通過制造商展示來進(jìn)行評估,包括使用體模進(jìn)行測量。

        2.2 噪聲抑制軟件

        最好具備噪聲抑制軟件以減少噪聲,提高對比噪聲比(簡稱 CNR)。

        不會降低空間分辨率的噪聲抑制軟件更為理想。

        使用噪聲抑制軟件時最好不會顯著影響圖像處理速率。

        所有噪聲抑制軟件的有效性均通過測量其在直徑250 mm 水模體上的噪聲效果評估(參見上文的噪聲特征)。圖像噪聲的效果則通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)重建濾波器和劑量水平進(jìn)行評估。

        對比噪聲比的效果通過測量低對比度體模(Catphan)圖像的像素值評估。對比度定義為 15 mm 的細(xì)節(jié)圖的平均像素值,以及環(huán)繞該細(xì)節(jié)圖5 mm 直徑環(huán)的平均像素值。噪聲定義為噪聲測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。比較了附加或不附加噪聲抑制軟件的對比噪聲比值

        通過測量含有超過 250 層的掃描,以及通過最快速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行采集的總時間(從按下曝光按鈕直到最終圖像顯示)評估噪聲對圖像處理時間的影響。

        2.3 劑量報告

        檢查完成后,應(yīng)該顯示劑量報告并以圖片或醫(yī)學(xué)數(shù)字影像傳輸標(biāo)準(zhǔn)(Digital Imaging and Communication in Medicine,簡稱DICOM)表頭數(shù)據(jù)隨檢查數(shù)據(jù)一起存儲。

        劑量報告最好以 DICOM 劑量結(jié)構(gòu)化報告 (參見 DICOM補充文件第 127 號)標(biāo)準(zhǔn)存儲,而且系統(tǒng)可支持醫(yī)療信息系統(tǒng)集成(Integrating the Healthcare Enterprise,簡稱IHE)的輻射劑量監(jiān)測報告。

        制造商最好能夠提供允許審查和監(jiān)控 CT 劑量數(shù)據(jù)的軟件。

        所有劑量報告功能的特性均通過展示和評審 DICOM 一致性文件和 IHE 集成聲明進(jìn)行評測。

        3 工作流集成

        3.1 用戶界面工具

        最好可在控制臺使用最少的鼠標(biāo)點擊,即能夠自動執(zhí)行多道例行程序的計劃掃描步驟。

        最好具備掃描自動化工具(例如:造影觸發(fā))及可直接使用。

        CT 造影注射器必須能夠與 CT 系統(tǒng)集成。我們更希望在 CT 控制臺能夠完全控制造影注射器,并根據(jù)選擇的檢查方案進(jìn)行自動調(diào)整。

        我們希望檢查的后圖像制備(例如:3-D 重組)能夠自動進(jìn)行。

        技術(shù)人員最好能夠通過控制臺聯(lián)系到制造商的應(yīng)用專員(例如:通過電郵 應(yīng)用程序)。

        我們要求制造商展示用戶界面,包括任何專門設(shè)計用來增強工作流的功能。

        3.2 圖像處理

        我們希望圖像處理的步驟能夠自動化(例如:集成到掃描方案中),包括能夠生成 3-D 視圖。

        我們希望制造商能夠提供額外的工作站用于高端處理和可視化。

        我們要求制造商展示圖像處理功能和性能

        3.3 IT 集成

        系統(tǒng)作為服務(wù)類用戶(service class user,簡稱SCU)、服務(wù)類提供者(service class provider,簡稱SCP),或二者兼具(SCU/SCP),必須符合下列 DICOM服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn):

        (1)CT 圖像存儲(1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2)(至少為SCU ; SCU/SCP 更佳)

        (2)Study Roo查詢/檢索Find(1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.1)(SCU/SCP)

        (3)Study Root查詢 /檢索 Move(1.2.840.10008.5.1.4.1.2.2.2 )(SCU/SCP)

        (4)設(shè)備工作表(1.2.840.10008.5.1.4.31)(SCU)

        (5)驗證 (1.2.840.10008.1.1)(SCU/SCP)

        (6)基本灰度打印管理元(1.2.840.10008.5.1.1.9)(SCU)

        (7)原始端執(zhí)行進(jìn)程記錄(Modality Performed Procedure Step,簡稱MPPS)(1.2.840.10008.3.1.2.3.3)(SCU)

        (8)存儲確認(rèn) (1.2.840.10008.1.20.1)(SCU)

        系統(tǒng)最好可支持以下 IHE 集成模型:

        (1)預(yù)約工作流 (Schedule Workflow,簡稱SWF)

        (2)患者信息整合 (Patient Information Reconcilation,簡稱PIR)

        (3)圖像一致性表達(dá) (ConsistentPresentation of Images,簡稱CPI)

        (4)成組操作的表達(dá) (Presentation of Grouped Procedures,簡稱 PGP)

        (5)關(guān)鍵圖像標(biāo)記 (Key Image Note,簡稱KIN)

        我們分析了制造商的 DICOM 和 IHE 文件。

        4 高級應(yīng)用

        最好具備高端圖像采集技術(shù),例如:動態(tài)圖像。

        我們要求制造商展示并提供任何可用的高端采集應(yīng)用詳細(xì)信息。

        5 服務(wù)

        (3)最好可讓用戶預(yù)約預(yù)防性維修保養(yǎng)檢查。

        (4)制造商最好能夠提供遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù),包括針對設(shè)備問題的主動響應(yīng)。

        (5)首次呼叫的響應(yīng)時間應(yīng)該少于1小時,而服務(wù)人員應(yīng)該在4小時內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場。

        (6)必須為醫(yī)院員工提供服務(wù)培訓(xùn)。

        我們要求制造商提供可用服務(wù)選項的詳細(xì)信息。

        可選項:

        (1)制造商必須提供不同的服務(wù)選項,從 24×7 全天候服務(wù)到有限的材料和時間服務(wù)。

        (2)應(yīng)該備有不同的X 射線球管服務(wù)供客戶選擇。

        6 升級

        可選項: 最好備有可升級選項。

        我們要求制造商提供升級選項和限制的詳細(xì)情況。

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