YY/T 0590.3-2011 医用电气设备 数字X射线成像装置特性 第1-3部分：量子探测效率的测定 动态成像用探测器

ICS11.040.50

C43

中华人民共和国医药行业标准

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

医用电气设备数字射线成像装置特性

X

:

第1-3部分量子探测效率的测定

动态成像用探测器

——

MedicalelectricaleuimentCharacteristicsofdiitalX-raimaindevices

qpgygg

:—

Part1-3Determinationofthedetectiveuantumefficienc

qy

Detectorsusedindnamicimain

ygg

(:,)

IEC62220-1-32008IDT

2011-12-31发布2013-06-01实施

国家食品药品监督管理局发布

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4要求………………………3

4.1操作条件……………3

4.2X射线设备…………………………4

4.3辐射质量……………4

4.4试验器件……………4

4.5几何位置……………4

4.6辐照条件……………6

4.6.1通用条件………………………6

4.6.2空气比释动能的测量…………7

4.6.3滞后效应………………………7

4.6.4为获取转换函数的辐照………………………8

4.6.5用于测定噪声功率谱和滞后效应的辐照……………………8

4.6.6辐射束中有试验器件的辐照…………………9

4.6.7所有必要辐照的概述…………9

5未处理数据的校正………………………9

6量子探测效率的测定……………………10

(,)的定义及公式…………

6.1DQEuv10

6.2用于评估的参数……………………10

6.3由图像测定不同的参数……………11

6.3.1数据的线性化…………………11

滞后效应校正后的噪声功率谱()………

6.3.2NPS11

调制传递函数()的测定………………

6.3.3MTF13

7符合性声明的格式………………………14

8准确度……………………14

()

附录资料性附录滞后效应的测定…………………

A15

()

附录资料性附录输入噪声功率谱的计算…………

B17

参考文献……………………18

索引…………………………20

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

前言

/《》:

医用电气设备数字射线成像装置特性分为如下几部分

YYT0590X

———:;

第部分量子探测效率的测定

1

———:;

第部分量子探测效率的测定乳腺射线摄影用探测器

1-2X

———:。

第部分量子探测效率的测定动态成像用探测器

1-3

本部分为/的第部分。

YYT05901-3

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

,。

请注意本部分的某些内容可能涉及专利本文件发布机构不承担识别这些专利的责任

本部分使用翻译法等同采用:《医用电气设备数字射线成像装置特性第

IEC62220-1-32008X

:》。

部分量子探测效率的测定动态成像用探测器

1-3

本部分做了下列编辑性修改:

———删除了IEC前言;

———将一些适用于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述。

本部分由国家食品药品监督管理局提出。

本部分由全国医用电器标准化技术委员会医用线设备及用具标准化分技术委员会(//

XSACTC10

)。

SC1归口

:、、

本部分起草单位辽宁省医疗器械检验所航天恒星空间技术应用有限公司航卫通用医疗系统有

、。

限公司上海西门子医疗器械有限公司

:、、、、。

本部分主要起草人孙智勇邹元张凤超郭强陈守水

Ⅰ

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

引言

数字射线成像装置正日益广泛地应用于医疗诊断领域并逐步替代传统的屏片系统与模拟的射线

XX

。

影像增强电视系统因此有必要定义描述数字射线成像装置特定成像性能参数并采用的测量程序标

X

准化。

在科学界日趋一致的意见是量子探测效率()是描述射线成像装置成像性能的最适合的参数。

DQEX

。,

描述成像装置维持从辐射野到输出数字化影像数据的信噪比的能力在射线成像中辐射野

DQEX

,

中的噪声与空气比释动能水平是密切相关的所以值也可以作为描述给定数字射线成像装置

DQEX

的剂量效率。

:,

注尽管已经广泛地用于描述成像装置的性能但这个物理参数与人类观察者判定行为的关系一直还没有

1DQE

1)

完全搞清楚[],[]。

13

:/—,

注具体介绍的是一种方法这种方式主要用来测定在接近零空间频率的射线影像增强

2YYT0457.52003X

。,。,

器的量子探测效率它集中研究射线图像增强器的光电部件而不是本标准主要研究的成像特性因此

X

(),。,/—

它是衡量一个光学量亮度而不是数字化的数据此外YYT0457.52003指定的是辐射源组件的使

,。/—,

用而本标准指定的是射线管的使用的范围被限定在射线图像增强器并没有与

XYYT0457.52003X

本标准的范围冲突。

,(

DQE已经由制造商广泛用于描述其数字射线成像装置的性能DQE的规范也由管理部门例如

X

)。,

FDA作为认可程序的要求然而不论是测量条件或测量程序目前还没有标准的规范结果导致不同

来源的数据不具有可比性。

因此制定本部分以期规范数字射线成像装置量子探测效率的测量程序和符合性声明的格式。

X

,[]。

在本部分推荐的DQE计算方法中系统响应是假定所有能量是均等衰减而测得的5

,,。:

本部分将有益于制造商使用者销售商及管理部门它是三个相关系列标准中的第三个文件

:,。

第部分适用于射线摄影不包括和

1X乳腺射线摄影透视

X

:。

第1-2部分适用于乳腺射线摄影

X

:。

本部分即第1-3部分适用于动态成像探测器

以上部分可以看作是描述数字射线成像装置相关参数的/系列标准的第一部分。

XYYT0590

)方括号中的数字为参考文献序号。

1

Ⅱ

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

医用电气设备数字射线成像装置特性

X

:

第1-3部分量子探测效率的测定

动态成像用探测器

1范围

/、

的本部分规定了在制造商规定的医疗使用条件下工作的以和为

YYT0590空气比释动能空间频率

。

函数的的的测定方法本部分的预期使用者是制造商和装备精良的测试

数字射线成像装置量子探测效率

X

实验室。

,,,

本部分限用于动态成像的数字射线成像装置例如但不仅限于基于直接或间接平板探测器的

X

系统。

不宜将/的本部分应用于基于射线影像增强器的数字化系统。

YYT0590X

:,,

注之所以不宜是基于在这些设备中出现低频跌落现象和晕映以及几何畸变现象的考虑这些现象可能会严重

1

限制本部分叙述的测量方法的适用性。

/本部分不适用于:

YYT0590

———使用在乳腺摄影或牙科摄影的数字射线成像装置;

X

———;

计算机体层摄影设备及

———对患者进行扫描成像的射线系统;

X

:,(,,,

注不包括上述装置是因为它们包含许多不同于针对动态成像非常重要的参数例如辐射质量几何位置时间

2

)。(//)。

依赖性等其中一些参数在其他部分和中已经进行了规定

YYT0590.1YYT0590.2

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/医用电器设备医用诊断射线管组件焦点特性(/—,:

YYT0063XYYT00632007IEC60336

,)

2005IDT

/—2)医用诊断射线设备测定特性用辐射条件(:,)

YYT04812004XIEC612671994IDT

:摄影电子静态图像摄像机速度的测定(—

ISO122321998ISOPhotorahElectronicstill

gpy-

—)

icturecamerasDeterminationofISOseed

pp

:医用电气设备定义的术语汇编(—

IECTR607882004MedicalelectricaleuimentGlossar

qpy

)

ofdefinedterms

3术语和定义

IEC60788界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

)(),,(:

尽管的第版已经发布但是为了使系列标准的一致性涉及第版

2IEC6126722005IEC622201IEC61267

1994)还被特别的保留贯穿于本标准中。

1

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

3.1

中心轴centralaxis

与入射平面垂直且穿过入射野中心的直线。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.1

3.2

转换函数conversionfunction

不同辐射剂量照射下,原始影像大面积像素平均值与探测器表面所在平面辐射

数字射线成像装置

X

()。

剂量单位面积光子数的对应曲线

Q

[/—,]

YYT0590.12005定义3.2

:,,。

注值的计算可以通过将测量到的照射量不包括反向的散射与表中第列的数值相乘获得

1Q22

:,。

注许多校准实验室如国家计量研究院可以校准用于测量空气比释动能的辐射仪

2

3.3

量子探测效率detectiveuantumefficienc

qy

(,)

DQEuv

(),

两个噪声功率谱函数的比值分子为数字射线探测器表面输入信号经过系统传递函数给定

NPSX

,()。

的确定性的滤波后的噪声功率谱分母为探测器输出信号原始数据测得的噪声功率谱

:,。

注作为代替二维量子探测效率经常把此二维的DE曲面沿空间频率轴切成一维DQE曲线

Q

[/—,]

YYT0590.12005定义3.3

3.4

探测器表面detectorsurface

最接近影像接收器平面的可到达的区域。

:(,

注可以安全的从辐射束中移去而不损坏数字射线探测器的所有部件如果适用包括防散射滤线栅和自动曝光

X

控制组件)。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.4

3.5

数字射线成像装置

XdiitalX-raimaindevice

gygg

,,

由数字射线探测器包括实际使用中安装的防护层放大及数字电路以及提供图像原始数据的计

X

算机组成的设备。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.5

3.6

图像矩阵imaematrix

g

直角坐标系中的矩阵元的排列。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.6

3.7

滞后效应laeffect

g

前一幅影像对当前影像的影响。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.7

3.8

线性化数据linearizeddata

实施了转换函数逆变换的原始数据。

:。

注线性化数据与空气比释动能成正比

[/—,]

YYT0590.12005定义3.8

2

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

3.9

调制传递函数modulationtransferfunction

(,)

MTFuv

,。

一种复数的光学传递函数的模表示为空间频率和的函数

uv

[/—,]

YYT0590.12005定义3.9

3.10

噪声noise

偏离随机过程期望值的波动。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.10

3.11

噪声功率谱noiseowersectrum

pp

。,

噪声自协方差函数傅立叶变换的模噪声的功率作为二维空间频率的函数包含两维空间频率间

隔中。

:,,“”。

注为了纪念数学家NorbertWiener在文献中噪声功率谱常常被称为Wiener波谱

[/—,]

YYT0590.12005定义3.11

3.12

原始数据oriinaldata

g

DN

实施了本标准允许的校准后的未处理数据。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.12

3.13

光子流量hotonfluence

p

Q

单位面积上光子数的平均值。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.13

3.14

未处理数据rawdata

,

直接从数字射线成像装置中读出的模数转换后像素值或者是未经任何软件校准的光子记数系统

X

的记数。

[/—,]

YYT0590.12005定义3.14

3.15

空间频率satialfreuenc

pqy

或

uv

。。

重复的空间间隔的倒数空间频率的量纲是长度的倒数

[/—,]

YYT0590.12005定义3.15

4要求

4.1操作条件

。。

数字射线成像装置应在制造商推荐的条件下贮存和运行预热时间应根据制造商的推荐进行选择

X

,,。

运行条件应与临床使用要求一致包括帧频在内并在检测过程中保持稳定

数字射线成像装置的环境条件应与结果一同记录。

X

3

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

4.2X射线设备

,()。。

对于下列条款所描述的所有试验应使用恒压高压发生器GB9706.3波纹百分率应不大于4标

称焦点值(/)应不大于。

YYT00631.2

。()[]。

测量空气比释动能应使用校准过的辐射仪测量的不确定度覆盖因子22应小于5%

:“”“”/[]。

注1不确定度和覆盖因子是ISOIEC导则中定义的用于测量不确定度的术语2

:,。

注例如读取空气比释动能的辐射仪可由许多国家计量院校准

2

4.3辐射质量

/—()。

辐射质量应是规定的种辐射质量中的一个或多个参见表如果只选择一个

YYT0481200441

,。

辐射质量宜优先使用辐射质量RQA5

,/—。

对于辐射质量的应用参见YYT04812004

:—,/,

注尽管的新版本已经发布但为了保证系列标准的统一性本标准将保持之前源

1IEC612671994YYT0590

/—。,:,

自YYT04812004的参考另外IEC612672005对于辐射质量应用的实现增加了严格的要求而这些要

求是本标准使用中不需要的。

:/—,,

注根据辐射质量是由固定的附加滤过和半价层确定的其中这个半价层是通过射线管电

2YYT04812004X

,。

压的调整与附加滤过共同实现的从表中接近的射线管电压开始调整

1X

:。

注附加滤过是在射线管固有滤过之外加上的滤过

3X

:,。,

注4X射线发生器低空气比释动能输出的能力可能不足尤其对于RQA9来说这种情况下推荐增加焦点与探

测器表面之间的距离。

表测量所使用的辐射质量(/—)和相关参数

1DEYYT04812004

Q

近似的射线管电压半价层()附加滤过

XHVL

辐射质量

kVmmAlmmAl

RQA3504.010.0

RQA5707.121.0

RQA7909.130.0

RQA912011.540.0

4.4试验器件

、(

用于测定调制传递函数的试验器件应由一个厚长以及至少宽的钨板纯

1.0mm100mm75mm

)()。,。

度应高于90%组成见图1如果钨板的纯度达不到要求那么需要增加厚度来补偿

。,。

钨板被用作边缘试验器件所以用于试验照射的边沿应仔细抛光且与板面成90°如果不使用

,。

增感屏直接把此边缘在胶片上曝光胶片上图像边缘的起伏变化应小于5m

μ

(),

钨板应固定在一个厚的铅板上见图这种排布适合于从一个方向上测量数字射线成像

3mm1X

的。

装置调制传递函数

4.5几何位置

测量布局的几何位置应与图相符。射线设备按正常诊断应用时的同样方法设置。射线管焦点

2XX

。,,

与探测器表面的距离宜不小于1.50m如果由于技术的原因这个距离无法达到1.50m或者更长可

,,。

以选择较小一些的距离但是当报告结果时须清楚的声明这个距离

基准轴应与中心轴保持一致。

4

/—/:

YYT0590.32011IEC62220-1-32008

:()()。

注试验器件由1mm厚的钨板W1安装在3mm厚的铅板Pb2上面构成

铅板尺寸::,:,:,:。

a200mmd70mme90mm100mm

f

钨板尺寸:。

100mm×75mm

用来测定调制传递函数的感兴趣区域为,(内侧长虚线表示的区域)。

b×c50mm×100mm

()。

探测器上被辐射的区域外围虚线至少要160mm×160mm

图试验器件

1

。。

试验器件直接放置在探测器表面试验器件边缘的中心应与射线束的基准轴保持一致偏离基准轴

X

。,

将会降低被测量的调制传递函数基准轴可根据最大化调制传递函数来定位这里调制传递函数作为测试器

件偏移量的函数。

,,

建议测量时把试验器件和射线辐射野都置于探测器中心否则应说明射线野中心与试验器件

XX

中心的位置。

,。,

在图的布局中光阑和附加滤板应靠近射线管焦点宜使用光阑