JJF(京) 56-2018 数字化X线摄影设备量子检测效率校准规范

JJF（京）CalibrationSpecificationforDetectiveQuantumEffiJJF(京)56-2018数字化数字化X线摄影设备量子检测效率校准规范归口单位：北京市质量技术监督局起草单位：北京市计量检测科学研究院JJF(京)56-2018JJF(京)56-2018 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4JJF(京)56-2018 5 5 5 7 7 8 8 8 9 9 JJF(京)56-2018本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJFJJF(京)56-2018数字化X线摄影系统量子检测效率YY/T0481-2016（IEC612WS521—2017医用数字X射线摄影（DR）系统质量IECTR60788:2004医用电1:DeterminationofthedetectivequantumefficiencyʹʹJJF(京)56-20182输入信号经过系统调制传递函数给定的确定性的滤波后的噪声功率谱,分母为探测器输出JJF(京)56-2018表1量子检测效率所需的辐射质辐射质序号推荐球管电压（KV）附加过滤半价层（mmAL）RQA33.8RQA56.8RQA7909.2RQA940数字化X线摄影系统的大面积输出值（原始数据）与探测器表面积曝光量子数的对应曲线。线性化数据通过对原始数据中逐个像素应用转换函数逆变换计算出来。转换函数是输出的原始数据对输入的单位面积接受的曝光量子数的函数，线实验数据点应按模拟函数拟合，如果假定转换函数是线性的，应只拟合出一个线性JJF(京)56-20184环境温度：18℃~25℃用于测定调制传递函数的试验器件应由一个1.0mm厚、至少100mm长以及至少75mm钨板被用作调制传递函数试验器件。所以，用5钨板应固定在一个3mm厚的铅板上(见图1),板尺寸：a:200mm,b:100mm,c:90mm,d:70mm,g:3mm。钨板尺寸：e:100mm,f:75mm,h:1mm。这种排布适合于从一个方向上测量数字X射线成像装置的调制传递函数。bbf6.2.3铝块本规范所使用的铝块纯度应不低于99.99%。6.3操作条件数字化X线摄影系统应在制造商推荐的临床使用条件下操作。操作条件不能完全满足6.4几何位置测量布局的几何位置应与图2相符。在该几何位置上的使用方法与在正常诊断应用时法达到1.5m或者更长，那么可以选择较短的距离。但是该距离必须在报告结果中予以明确声明。X线中心射线方向的延长线与照射野中心垂直方向的虚6这意味着穿过入射野中心并垂直于入射平面的X线应与通过辐射源中心参考方向上的线对齐。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X射线束的照射野的中心保持一致，否则将会降低被测量的调制传递函数值。监测剂量计(可选)建议测量时把试验器件中心和X线辐射野中心都置于探测器中心，否则，应说明X射线辐射野中心与试验器件中心的位置。在测量的布局中(见图2),光阑B1和附加滤过应靠近X线管焦点。附加滤过放置在尽可能接近束光器射线输出端口或光阑B1射线输出端。光阑B2和B3可用于减小附加滤过产生的散射辐射，散射辐射对计算调制传递函数有不利影响。光阑B1和B2(如果使用)以及附加滤过三者应该和焦点的位置保持一个固定的位置关系。光阑B3(如果使用)以及数字化X线摄影系统探测器表面也应该和焦点的位置保持一个固定的位置关系。光阑B3(如果使用)需要最小照射野应不小于需求的最大照射野，且最小照射野可达到在数字化X线摄影系统探测器探测器表面160mmx160mm视野。光阑B2(如果使用)的辐射窗应可调，当距离变化时，辐射束依然可保持严格准直。探测器表面的辐射区域应至少为160mm×160mm。所有光阑应是方形的。光阑的衰减特性应该保证通过光阑的X射线不会影响测量结果。JJF(京)56-20187推荐使用监测剂量计。如果监测剂量计的通若不使用监测剂量计，光阑B2和光阑B3均可选用，直接使用剂量计放置在数字化X对于所有测量应照射探测器表面相同区域。应表2校准项目序号校准项目计量特性条款校准方法条款1辐射质5.17.2.22转换函数5.27.2.33调制传递函数5.37.2.44噪声功率谱5.47.2.55量子检测效率5.57.2.6JJF(京)56-20188ʹG----数字化X线摄影系统为空间频率零时的增益G；应用线性化数据进行计算。应用原始数据的转换函数逆变换计算得到线性化数据(见6.3.1)，并表示成单位面积上的光子数。式(2)中空间频率为零时的增益G也是转换函数的一部分，不需要另外测量。因此计算依ʹ（3）ߙʹ(4)ߙ----测量到的空气比释动能，单位微戈瑞,Gy；表3本规范规定的线质所指定使用的参数辐射质No.ʹʹRQA320673RQA529653RQA732490RQA931007JJF(京)56-20189），值以减少测量误差。为减少反向散射的影响，可以在剂量计后450mm的位置放置一块厚度4mm的铅屏蔽。为了避免数字化X线摄影系统成像装置来反向散射的影响像装置从辐射束中移开，如果无法移开，可以在焦量，可用距离平方反比定律来计算探测器表面的入向散射，建议辐射探测器距离探测器表面距离不小于450mm。(5)式中:减少反向散射的影响，可以在剂量计后450mm的位置放置一块厚度4mm的铅屏蔽。为了避如果无法移开，可以在焦点到探测器之间选几个不律来计算探测器表面的入射剂量。为避免来自成像距离探测器表面距离不小于450mm。JJF(京)56-2018数字化X线摄影系统的所有设置应与对试验器件进行曝光时的设置相同，按照图2质时获得的管电压的值.出的原始数据对输入的单位面积接受的曝光量子数输出数据的计算应取辐射野中心100×100像素矩形区域内像素值进行平均。每个像应于输入信号所画的曲线就是转换函数，输入信焦点间的距离不能足够小，可以允许使用光闸B1紧贴限束器限制辐射野范围是试验器件直接放在探测器表面。试验器件在（a=160mm）由虚线的正方形表示，辐射束的中心由十字型束的中心轴垂直，并且其试验器件边缘应尽可JJF(京)56-2018因为边缘相对于探测器读出方向的位置可能会影响边缘影像的锐利度，应通过对试验器件连续旋转约90°得到4个方向的辐照影像。其中沿探测器矩阵行方向得到两幅边缘的影像，沿探测器列方向得到另外两幅边缘的影像。不要改变其它组件的位置。对于每个新的位置，试验器件都需要重新调整位置。管电压设置成按照7.2.2所选取的辐射质时获得的管电压的值.选择临床使用的mAs。7.2.4.2调制传递函数计算方法数字化X线成像装置的调制传递函数由7.2.4.1节所获得的图像进行测定。在正常临床使用中未校正辐射野不均匀性的系统，可以对测试器件进行二维校正。在一个辐射均匀的曝光区域，感兴区至少为用于计算MTF的ROI的1.5倍(见图4)。均匀曝光的图像为经二维的二阶多项式拟合的线性化数据。用式6的公式对线性处理的数据计算以去除ROI非一致性：Xi,y;---图像的纵坐标与行坐标预采样调制传递函数的确定需要在像素矩阵的行和列这相互垂直的两个方向上分别进行。两个方向上的预采样调制传递函数分别为这两个方向上旋转180°得到的均值。确定调制传递函数的需要全长度的边缘扩散函数，其感兴区如图4所示。虚线框表示用于计算的感兴区，其中a=100mm,b=50mm。测定调制传递函数的图像要求，整数N表示沿着影像边缘横向覆盖边缘的线数(如行或列),线的间隔为一个像素。有多种方法来确定N,一种是根据模体边缘与图像矩阵的行或列的夹角α来计算N,N=(1/tana),取最接近的整数。根据α的范围，N大概在20到40之间。跨越边缘的N线(行或列)上的线性化数据用来产生过采样的边缘扩散函数。第一条线的第一个像素值为过采样边缘扩散函数的第一个数据点二个数据点，第N条线的第一个像素值为第N个数据点。重复此数据排列过程，如第一条线的第二个像素为第(N+1)个点，第二条线的第二个像素值为第(N+2)个点等等。JJF(京)56-2018上面给出了的构造过采样的边缘扩散函数的过程方法以及一个在测试模体某一方向在本校准规范里，调制传递函数的平均值是由过采样边缘扩散函数通过使用[-1,0,1]或[-0.5,0,0.5]运算核进行卷积运算展开为线扩展函数。这种有限差分算法产生的频率平滑效应立叶变换，傅立叶变换的模就是调制传递函数。归一化处理。由于像素距离是沿着行或列的方向线方向的过采样边缘扩展函数。这可以通过与上该像素集合形成一个与探测器轴向呈45°角的方块阵列，像素间距为实际像素间距的ʹ为准确计算噪声功率谱，需要至少4百万个独立的像素数据，可以从一幅或多幅平坦视野的影像中采集这些像素数据。每幅影像在每个空间频率方向上的像素不得小于256。如果需要采集多幅影像，这些影像应以同样的辐射每幅图像用于噪声功率谱分析的区域应当划用于计算单个噪声功率谱的感兴趣区域大小应为256×256像素。感兴趣区域之间在水平和垂直方向上重叠128个像素（见图4）。整个分析区域的左上角为第一感兴趣区域，将的移动产生更多的水平带，直到约125mm×125m对每个感兴趣区域进行二维傅立叶变换时，不Wn,vk)(I(xi,yj)S(xi,yj))exp(2i(unxivkyk))2(7)JJF(京)56-2018 二维噪声功率谱的均值通过该空气比释动能水平下所有感兴趣区域功率谱的平均来nnnn/2//2图5ROI的排列分布值进行平均。所有数据点的空间频率以其到原点的JJF(京)56-2018总体来说，原始数据的方差大于量化间隔的1/4。只有当量化位数非常小时，方差可h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等JJF(京)56-2018p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声JJF(京)56-2018kMNkkdkstabkv(1)Nk-诊断水平剂量仪的校准因子；kv－管电压的变化修正；剂量计的分辨率为0.001mGy,其不确定度不考虑；由于其温度气压影响。根据要求，设定70Kv,10mAs，SSD为表1剂量计重复性测量数据表测量值平均值Cis（x%）0.5500.5680.5570.5600.5660.56210.60.20.5600.5580.570.5690.562JJF(京)56-2018位置输入量误差不确定度来源于替代法测量中标准和被检电离室定位的不重复性，探测器距源d=100cm，因此定位的不重复性估计为d=±0.5cm，位置输入量误差引入的不确定度分量按均匀分布，计算可得u3rel=0.6%，c3=2。按照规程规定，剂量仪年稳定性为±2%，引入的不确定表2不确定度分量一览表来源类型分布包含因子相对标准不确定度（%）灵敏系数ciu(xi)（%）仪器示值A正态10.210.2校准因子B均匀31位置误差B均匀20.62年稳定性B均匀11管电压B均匀0.82urelK2.9%（2）Urel8.6%k3JJF(京)56-2018证书编号：被校仪器信息委托单位名称委托单位地址委托仪器名称生产单位规格型号仪器编号标准设备信息标准器名称型号编号准确度等级、最不确定度证书编号本次校准所用测量标准的溯源性说明：技术依据：校准地点：备注：校准日期：校准人员：核验人员：JJF(京)56-2018211.辐射质校准选择的辐射质该辐射质对应的管电压2.转换函数：校准选择的辐射质曝光选择的mAs空气比释动能图像像素值转换函数线性相关系数3.调制传递函数校准选择的辐射质曝光选择的mAs调制传递函数X方向数据结果空间采样频率(1/mm)调制传递函数值（%）JJF(京)56-2018调制传递函数Y方向数据结果空间采样频率(1/mm)调制传递函数值（%）4.噪声功率谱：校准选择的辐射质曝光选择的mAs量子噪声功率谱X方向数据结果空间采样频率(1/mm)噪声功率谱数值Y传递函Y数方向数据空间采样频率(1/mm)调制传递函数值（%）JJF(京)56-2018235.量子检测效率校准选择的辐射质曝光选择的mAs量子检测效率X方向数据结果空间采样频率(1/