医学影像的质量知识X线影像质量评价
医学影像的质量知识X线影像质量评价 X线影像诊断的正确性,相当程度上依赖于X线影像的质量, 而影像形成过程中的每个环节都可能导致影像质量下降。影像质 量下降的后果是使诊断信息丢失,影响正确诊断。影像质量评价 是对影像形成过程中的各个环节的性能进行评价,从而确定所成 影像的质量好坏及是否符合诊断需求。 多年来国内外众多的学者对此进行研究,出现了一大批研究 成果,形成了影像质量评价这一新的研究领域。总结起来,主要 的评价方法可分为主观评价法和客观评价法两方面以及二者相结 合的综合评价法。 一、主观评价法 影像质量的主观评价,即依靠观察者(评价者)的主观判断 进行的评价,其评价结果受人(观察者)的因素影响,不同的观 察者得到的结果可能不尽相同,甚至差别迥异,因而是不全面的。 主观评价法主要可分为以下类型: 1. 对比度清晰度曲线图法 特点是以人的视觉能分辨的影像 细节评价影像质量,属于该类的还有解像力法等。优点是简便易 行,操作方便;缺点是因人而异,不够全面。 2. 模糊数学评价法 是随模糊数学的出现而发展起来的评价 方法。 3. ROC曲线法 ROC有多种译名,一般译为受试者操作特性 曲线,是一种基于统计决策理论的评价方法。最初是在第二次世 界大战中用于雷达信号的分析,1971年,Lusted发表论文,提出 要评价一个诊断检查的价值,应该评价进行检查的观察者的水平, 而ROC曲线是研究观察者水平的理想手段,将ROC曲线应用于医 学影像领域。现在ROC曲线分析已成为一种广泛使用的评价分析 方法。 二、客观评价法 主观评价法简单易行,但其易因观察者因素而变,不够稳定 全面,研究者们开始使用构成影像的一些物理属性评价影像质量, 出现了影像质量的客观评价。所谓客观评价,就是用测定构成影 像的一些物理属性(参数)评价影像质量的方法。主要有: 1. RMS、WS 均方根值(RMS)和维纳频谱(WS)是描述X 线照片斑点(噪声)特征的物理量。RMS即统计学中描述“统计 涨落”的物理量,是描述不同屏-片组合系统斑点(噪声)大小的 物理参量。WS也称噪声功率谱,它是描述X线影像中噪声能量随 空间频率变化的特性,因而表示了噪声和空间分辨力的关系。 2. 调制传递函数 调制传递函数(MTF)是从光学传递函数 (OTF)发展而来、并借用了无线电通讯中“调制“的概念而成的。 MTF是描述成像系统分辨力特性的重要参量。 3. NEQ、DQE噪声等价量子数(NEQ)和量子检出效率(DQE) 是20世纪60年代用于评价天体物理摄影系统成像质量的物理量, 20世纪70年代进入医学影像领域。 此外还有信噪比(SNR)和特性曲线等。 三、综合评价 主观方法和客观方法各有优缺点,二者是相互补充、相辅相 成的,单纯应用哪一种都是不全面的。发展的趋势是从最初的主 观评价、客观评价向着主观评价、客观评价相结合的综合评价方 向发展。所谓综合评价,按照QA和QC的术语可叙述为:以诊断 要求为依据,用物理参量作为客观评价手段,以成像的技术条件 作保证,三者有机结合,而且注意尽量减少病人受检剂量的综合 评价影像质量的方法。 (一)常规影像质量综合评价标准 制定医学影像质量综合评价标准的目的,是以最低辐射剂量、 最高影像质量为临床诊断提供可信赖的医学影像信息,它由医学 影像检查的正当化和成像过程最优化来体现。常规影像质量综合 评价标准包括:影像显示标准、画面质量标准、受检者辐射剂量 限值、成像技术参数、影像密度值范围等。 1. 影像显示标准 影像显示标准系指在照片影像上能显示特 别重要的解剖结构和细节,并用可见程度来表征其性质。可见程 度的表征可分三级: 1)隐约可见:解剖学结构可探知,但细节未显示,只特征可 见。 2)可见:解剖学结构的细节可见,但不能清晰辨认,即细节 3)清晰可见:解剖学结构的细节能清晰辨认,即细节清晰以 上规定的解剖学结构和细节能在照片影像上看到,从而有助于作 出准确的诊断。 这取决于正确的体位设计、病人的配合以及成像系统的技术 性能。 2. 画面质量标准 影像画面设计美观、体位设计标准、摄影 标志准确齐全、用片尺寸合理、分格规范;照射野投影在所用胶 片尺寸以内、照片无污染、无划痕、无人为阴影及其他弊病。 3. 成像技术参数为满足诊断学要求所必需的成像技术参数 要合理组合。成像技术参数包括:摄影设备、标称焦点、管电压、 总滤过、滤线栅比、摄影距离、照射野大小控制、曝光时间,防 护屏蔽等。 4. 受检者辐射剂量限值影像综合评价标准同时给出各种摄 影类型的标准体型下,病人体表入射剂量的参考值。 5. 影像密度值范围密度是构成影像的基础,对比度是影像 形成的本质。设定的不同部位特定解剖点的密度值范围,是作为 定量评价照片影像质量标准的参考值。 (二)标准影像必须遵守的一般规则 1. 影像显示能满足诊断学要求。 2. 影像注释完整、无误。 3. 无任何技术操作缺陷。 4. 用片尺寸合理、分格规范,照射野控制适当。 5. 影像整体布局美观,无影像诊断的变形。 6. 对检查部位之外的辐射敏感组织和器官应加以屏蔽。 7. 医学影像的诊断密度值范围应控制在0. 25—2. 0之间。