ICS 11.040.50 YY C 43 中华人民共和国医药行业标准 YY/T1766.2—2021 X射线计算机体层摄影设备 图像质量评价方法 第2部分：低对比度分辨率评价 Image quality evaluation methods for computed tomography system- Part 2:Low contrast resolution evaluation 2021-03-09发布 2022-04-01实施 国家药品监督管理局 发布 YY/T1766.2—2021 目 次 前言 II 引言 1 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 CT扫描装置低对比度分辨率的定量评价 4.1 试验概述 4.2 试验方法 4.3 结果表达 5 使用降低剂量图像重建技术时低对比度分辨率的客观对比评价 5.1 试验概述 5.2 试验方法 5.3结果表达 附录A（资料性附录） 基于任务的模型观察器评价概述 附录B（资料性附录） 本标准采用的模型观察器与通道化方法 12 附录C（资料性附录） 基于人工观察器的定量化评价 15 附录D（资料性附录） 低对比度分辨率评价的运行条件 附录E（资料性附录） 识别任务统计分析的补充说明：ROC,AUC与准确率 参考文献 YY/T1766.2—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》分为以下两部分： 第1部分：调制传递函数评价； 第2部分：低对比度分辨率评价。 本部分为YY/T1766的第2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会涉及专利。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、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、明峰医疗系统股 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、东软医疗系统股 份有限公司、宽腾（北京）医疗器械有限公司。 本部分主要起草人：孙智勇、田毅、邢占峰、叶硕奇、张龙达、魏东、李翔、梁健、周培、江浩川、周洪亮、 吴小页、逢岭。 YY/T1766.2—2021 引言 CT低对比度分辨率是CT扫描装置图像性能的重要指标，也反映了CT扫描装置图像质量与剂量 水平的关系。 目前，对于CT扫描装置的低对比度分辨率进行绝对评价，主要通过视觉评价的方式进行，会受到 诸多因素的影响。由于不同剂量下低对比度分辨率有显著差异，在低对比度分辨率评价结果表达上，也 需要标准化规范化的形式。 另一方面，随着降低剂量的CT图像重建技术（如迭代重建技术等）被越来越多的应用到CT产品 中，如何有效的评价在剂量降低的同时低对比度分辨率的可比性，也是图像质量评价关注的重要方面。 价基于近年的研究基础，也被逐渐引人到CT图像质量评估中。 基于上述现状，本标准给出了针对CT扫描装置低对比度分辨率，以及采用降低剂量图像重建技术 后，可达到的剂量降低水平给出了标准化的评价方法。 该方法标准的实施必将使得CT行业内低对比度分辨率的评价统一和标准化 IV YY/T1766.2—2021 X射线计算机体层摄影设备 图像质量评价方法 第2部分：低对比度分辨率评价 1范围 YY/T1766的本部分规定了CT扫描装置图像低对比度分辨率的评价方法 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），包括为放射治疗 计划提供图像数据的CT扫描装置，但不包括口腔CT扫描装置或具有三维成像功能的血管造影及移 动C形臂设备。 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—1988 3医用X射线设备术语和符号 3 术语和定义 GB/T10149一1988界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 低对比度分辨率 lowcontrastresolution 一个有规定形状和大小的物体可以从均匀的背景中分辨出来的最低对比度细节。 [GB/T19042.5—2006:3.11] 注：低对比度分辨率又表述为lowcontrastdetectability（LCD） 3.2 感兴趣区域 region of interests;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—2006:3.15] 3.3 CT运行条件 CT conditions of operation 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。 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/AMD2:2016,定义201.3.202] 3.4 协议单元 protocolelement 执行一次扫描所必需的一组特定的CT运行条件。 1 YY/T1766.2—2021 注1：下面是不同类型扫描的例子：螺旋，轴向，轴向序列，无患者支架移动的扫描和往复模式。 注2：为了保持各个用户界面与操作手册的一致性，CT扫描装置可能使用不同与“协议单元”的术语，比如“扫描” “扫描组”“扫描序列”等，这些等同于“协议单元”。 注3：协议单元通常与临床任务、临床背景、解剖部位、和/或年龄或体型分组相关联，它对应于一个检查中的CT扫 描序列。 ［IEC60601-2-44:2009/AMD2:2016，定义201.3.216] 3.5 任务task 图像性能评价研究中，相应于临床任务具有代表性的图像判读任务，例如：目标识别，目标定位等。 3.6 目标图像样本signalimage 目标图像样本g：，指针对给定的目标物，以一定大小的ROI截取的包含目标物以及周围背景区域 得到的图像样本。 3.7 背景图像样本backgroundimage 背景图像样本gh，指针对给定的目标物，以与目标图像样本相同大小的ROI,在与目标距模体中心 等距处截取的仅含背景区域的图像样本。 3.8 识别任务detectiontask 识别任务的图像样本通常由目标图像样本集《g。与背景图像样本集《g构成。 3.9 人工观察器 humanobserver 图像性能评价研究中，执行（完成）给定任务的一个或一组观察者。 3.10 模型观察器 modelobserver 图像性能评价研究中，执行（完成）给定任务的数学模型。 对于给定的信号图像样本集《g。（i）);=1：N，与背景图像样本集《gb（i）)=1：N，采用模型观察器进行 识别任务试验，其结果可以表示为： (i)=wMog(i) .(1) 式中： 入一一为模型观察器进行识别任务输出的决策变量，表示对是否含有目标物的定量化判断； 一为模型观察器的计算模板； WMO 注：关于模型观察器的原理概述，参见附录A。 3.11 何特林观察器hotellingobserver 使用了最优线性判别的模型观察器，被命名为何特林观察器 对于给定的信号图像样本集(g。（i）):=1:N，与背景图像样本集《g（i)):=1:N，何特林观察器对某图 像样本的响应为： 入(i)=wHo·g(i) ( 2) 其中，观察器的计算模板Ho可通过信号图像样本与背景图像样本的平均差异，以及各自的协方差 矩阵得到： 2 YY/T1766.2—2021 wHO=S-[g.-gh] (3) S: [K.+K] (4) 2 式中： g与gb 分别为信号图像样本与背景图像样本的平均； K与K 为信号图像样本集与背景图像样本集各自的协方差； g(i) 代表任意一个信号或背景图像样本，通常为二维图像的一维向量展开。 注：关于何特林观察器的计算，参见附录B中详细的描述。 3.12 通道化的模型观察器 channelizedmodelobserver 通道化指采用模型观察器进行图像判断任务时，先对图像样本进行通道化处理，通过特定的通道化 滤波器，将图像样本转换为一系列通道响应的预处理过程。 结合了通道化预处理的模型观察器，称为通道化的模型观察器。 对于给定的信号图像样本集（g（i）)i-1:N，与背景图像样本集《gb（i))：-1:N，通道化处理后，可以 得到通道化的信号图像样本集，与通道化的背景图像样本集： g(i)=UTg(i) (5) gbe(i) =UTgh(i) ·(6) 采用模型观察器进行识别任务试验，其结果可以表示为： a(i) =wCmog(i) ·(7) 式中： U 为通道化滤波矩阵； 为通道化的模型观察器计算模板； WCMO g。（i）——代表任意一个通道化的信号图像样本gse（i)或通道化的背景图像样本gbe（i），通常为— 维向量。 注1：常用的通道类型包括：LG（Laguerre-Gauss）通道，DDOG（DenseDifferenceofGaussians）通道，以及Gabor 通道。 注2：常用通道滤波器的详细描述以及本标准中建议采用的设置，参见附录B。 3.13 通道化的何特林观察器 channelized hotelling observer 对何特林观察器进行通道化，可以得到通道化的何特林滤波器。 采用通道化的