ICS 11.040.50 YY C 43 中华人民共和国医药行业标准 YY/T1766.1—2021 X射线计算机体层摄影设备图像 质量评价方法 第1部分：调制传递函数评价 Image quality evaluation methods for computed tomography system- Part 1 : Modulation transfer function evaluation 2021-03-09发布 2022-04-01实施 国家药品监督管理局 发布 YY/T1766.1—2021 前言 YY/T1766《X射线计算机体层摄影设备图像质量评价方法》分为两部分： 第1部分：调制传递函数评价； 一第2部分：低对比度分辨率评价。 本部分为YY/T1766的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由国家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X射线设备及用具分技术委员会（SAC/TC10/SC1) 归口。 本部分起草单位：辽宁省医疗器械检验检测院、上海联影医疗科技有限公司、飞利浦医疗（苏州)有 限公司沈阳分公司、上海西门子医疗器械有限公司、航卫通用电气医疗系统有限公司、明峰医疗系统股 份有限公司、东软医疗系统股份有限公司、佳能医疗系统研究开发（大连)有限公司、深圳安科高技术股 份有限公司。 本部分主要起草人：王建军、孙智勇、周培、梁健、李翔、田毅、张国庆、魏东、王斌、梁铁城、周洪亮、 徐丹、柳晶波、张龙达。 I YY/T1766.1—2021 引言 空间分辨率，又称高对比度分辨率是CT扫描装置图像性能的重要指标。 历史上该指标的测试主要通过目测高对比度线对或小孔的主观测试方法。主观的评估方法受限于 人眼的观察能力，无法准确描述CT性能。因此，MTF一频率域曲线客观评估方案被各大厂商用来进 行CT评估。 现有标准（如YY/T0310)空间分辨率测试项的测试方法描述为：用MTF方法对空间分辨率进行 检测，但目前缺少对MTF测试方法的详尽准确的描述。使得业内不同厂商在评价空间分辨率测试项 时做法是存在差异，各厂商获得的空间分辨率的测试结果可比性较差 基于上述现状，本部分给出了针对CT扫描装置的空间分辨率，采用调制传递函数的测试手段和评 价标准为目的提出的。 该方法标准的实施必将使得CT行业内空间分辨率的评价统一和标准化 YY/T1766.1—2021 X射线计算机体层摄影设备图像 质量评价方法 第1部分：调制传递函数评价 1范围 YY/T1766的本部分适用于全身及专用X射线计算机体层摄影设备（以下简称CT扫描装置）。 本部分规定了X射线CT扫描装置的空间分辨率的调制传递函数（MTF)评价方法。 规范性引用文件 2 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。 GB/T10149一1988医用X射线设备术语和符号 3术语和定义 GB/T10149一1988中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 空间分辨率 spatialresolution 当物体和背景衰减值的差远大于噪声时，计算机体层摄影设备在显示图像中能分辨出不同物体的 能力。 注1：通常物体和背景之间的衰减系数的差别造成相应CT值有数百HU单位的差别被视为足够大。 注2：高对比度分辨率是空间分辨率的另一种称谓。 ［GB/T19042.5—2006，定义3.17] 3.2 点扩散函数 point spreadfunction;PSF 在特定平面或轴线方向上，成像系统对足够小的目标所成图像上的目标像素值分布。 3.3 调制传递函数 modulation transfer function; MTF 系统的点扩散函数进行傅里叶变换后的模量。 3.4 感兴趣区域 regionof interest;ROI 某一时刻在图像上划出的特别感兴趣的图像的局部部分。 [GB/T19042.5—2006,定义3.15] 3.5 CT运行条件CTconditionsofoperation 所有主导CT扫描装置运行的可选参数 注1：包括例如标称体层切片厚度，螺距系数，滤过，峰值X射线管电压，以及X射线管电流和加载时间，或电流时 间积。 1 YY/T1766.1—2021 注2：某些CT运行条件在曝光过程中可能会有所变化。 注3：CT运行条件包括由系统根据用户选择的参数生成的参数 [IEC60601-2-44:2009+AMD1:2012+AMD2:2016,201.3.202] 4CT扫描装置空间分辨率的调制传递函数（MTF)定量评价 4.1试验概述 4.1.1试验器件 试验应使用具有以下结构和功能的模体，对于给定目标物，进行空间分辨率MTF评价： 模体包含试验器件的最小区域ROI应为均质材料构成，其均质材料的CT值应与试验器件有足够 高的对比度。 用以评价XY平面的空间分辨率的模体（见图1)采用的试验器件是金属丝。其中，金属丝的材质 密度不低于铝（2.7g/cm²），金属丝直径D不大于0.3mm。 注1：参考符合美国医学物理学家协会（AAPM)标准的CT体模（AAPM第1号技术报告《用于CT扫描仪性能评 价和质量保证的模体》）。 注2：Catphan700型模体中的CTP682模块中的金属丝是一个合适用于评价XY平面MTF的试验器件，参考[7]。 均质材 试验器 均质材 /料 /件 料 试验器 件 D- A—A Z轴 图1评价XY平面MTF模体示意图 用以评价Z轴的空间分辨率的模体（见图2)采用的试验器件是金属薄片。推荐使用合适尺寸的金 属薄片。其中，薄片的材质密度不低于铝（2.7g/cm²），薄片的厚度T不大于0.1mm。 注3：QRM-SSP模体中的金属薄片是一个合适用于评价Z平面MTF的试验器件，参考[8]。 试验器件 试验器件 均质材料 A—A 均质材料 Z轴 图2评价Z轴MTF模体示意图 2 YY/T1766.1—2021 4.1.2试验条件 4.1.2.1几何位置 试验器件的轴线应平行于扫描等中心轴线。 在进行Z轴的空间分辨率评价试验时，试验器件应当尽可能置于扫描中心。 4.1.2.2 运行条件 应在下述条件下进行试验： 厂商在随机文件中披露空间分辨率测试指标对应的CT运行条件（含扫描参数和重建参数）。 使用随机文件所描述的CT运行条件进行扫描。 4.1.3试验原理 分辨率通常分别在XY平面和Z轴上测量。系统的空间分辨率通常用调制传递函数（MTF）来表征， MTF反映了系统的幅频响应特性，其不同频率处的数值代表了对应频率下的输出信号和输入信号幅 度之比。 系统的冲激响应，通过引入一个空间上的冲激信号作为输人，测量系统输出的频率成分得到。对于C1 扫描装置，输人的冲激信号可由一个在待测空间上尺寸足够小、密度与背景差别足够大的物体来提供。 4.2试验方法 4.2.1试验步骤 4.2.1.1XY平面MTF 试验时，模体的摆位参照4.1.2.1几何位置的要求。 使用如4.1.2.2所述的CT运行条件对包含试验器件的模体部分进行扫描并重建图像。 4.2.1.2Z轴MTF 试验时，模体的摆位参照4.1.2.1几何位置的要求。 使用如4.1.2.2所述的CT运行条件对包含试验器件的模体部分进行扫描并重建图像。 注：推荐使用螺旋扫描模式。 4.2.2MTF的计算方法 4.2.2.1XY平面MTF的计算方法 CT扫描装置MTF可以通过计算其PSF的傅里叶变换的幅值得到。按照4.2.1.1的方法，可以得 到一系列包含试验器件的重建图像，基于重建的DICOM图像进行分析： a)不 在图像中，以试验器件中心为中心，提取ROI得到二维的PSF； b）将二维PSF进行修正（去除背景引起的波动干扰），得到修正后的PSF； c）将修正后的PSF进行二维傅里叶变换，获取幅值得到二维MTF； d）将二维MTF以其频率的零点为原点，进行360°的极坐标变换，沿角度方向取平均得到平均 的MTF； 3 YY/T1766.1—2021 e）将一维MTF按直流幅度进行归一化，得到归一化的MTF曲线（示例见图3）； f) 通过归一化的MTF曲线可得到若干幅度对应的频率值。常用的MTF10%和MTF50%分 别代表归一化MTF曲线上幅值为0.1和0.5处对应的频率值。 1. 0 6°0 0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 + 0. 2 0. 1 0.0 10 15 20 5 25 频率/(lp/cm) 图3归一化的MTF曲线 注1：在提取的ROI区域内，应只包含金属丝及均勾背景，无其他物体。 部分不推荐采用MTF0%来进行空间分辨率的评价。 4.2.2.2Z轴MTF的计算方法 按照4.2.1.2的方法，可以得到一系列包含试验器件的重建图像。 a) 在图像序列中，以试验器件中心为中心，在试验器件范围内提取ROI，获取序列中每张图像同 坐标区域ROI的像素均值，组合在一起可以得到Z方向的一维PSF； b）将一维PSF减去背景得到修正后的PSF； 到归一化的MTF曲线； d）通过归一化的MTF曲线可得到若干幅度对应的频率值。 4.3 结果表达 4.3.1XY平面MTF的结果表达 在表述XY平面MTF的测量结果时，应采用表1进行记录，若XY平面MTF的测量方法与本部 分建议的测量方法不同，请详细说明。 表1XY平面MTF的结果表达 测试项目 标称值/（lp/