115年:放射器材(2)

做CT 掃描機器的影像品保項目,假設用一個假體掃描的CT 影像圈選3×3 像素ROI,用80~120 kV 的管電壓造影,ROI 是空氣的影像,下列何者的像素HU 值比較正確?

A 圖片
B 圖片
C 圖片
D 圖片

詳細解析

本題觀念

CT 影像中的像素值以 Hounsfield unit(HU)表示,是把組織的 X 光衰減程度相對於水重新標定後的數值。水被設定為 0 HU,空氣的衰減程度遠低於水,因此標準值約為 −1000 HU。這題考的是 CT 掃描器在影像品保時的 CT number accuracy:把假體內的空氣區域圈成 3×3 像素 ROI,觀察這 9 個像素是否集中在空氣應有的負值附近,而不是只看單一像素或只看數值的正負。

使用 80~120 kV 管電壓時,光譜、雜訊及量測條件可能讓實測值在標準值周圍有小幅波動,但不會把空氣的正確中心改成接近 0、−500 或 +500 HU。判讀時先確認材料,再把 ROI 的整組數值與該材料的預期 HU 比較;空氣應以 −1000 HU 左右作為主要判準。

影像分析

四個選項都是 3×3 像素 ROI 的數值圖,讀圖時要逐一查看九個格子的範圍與中心位置。A 的數值約落在 −10 至 +8 HU,平均接近 0 HU,這組圖樣較像水的 CT number。B 的九個數值約在 −510 至 −493 HU,中心約 −500 HU,雖然為負值,卻仍與空氣的 −1000 HU 相差約 500 HU。C 的數值約為 +490 至 +508 HU,整組位於正 HU,代表衰減程度高於水,與空氣的低衰減特性相反。D 的數值約在 −1010 至 −992 HU,平均約 −1000.6 HU,九格都圍繞 −1000 HU 分布,最符合空氣 ROI 的預期。

因此,影像判讀的關鍵不是「看到負數就選」,而是檢查九格的平均與分散是否同時接近空氣標準。D 的整組數值最一致地落在空氣的校正範圍附近。

選項分析

A:錯誤。A 的九個像素約 −10 至 +8 HU,平均約 −0.6 HU,接近水的 0 HU。若 ROI 確實圈在空氣,這樣的中心值代表材料判定或校正結果不符合空氣的預期,不能因為數值略帶負號就視為正確。

B:錯誤。B 約 −510 至 −493 HU,平均約 −500 HU。它比水低,方向上屬於低衰減材料,但空氣應更低,接近 −1000 HU;B 與空氣標準的差距過大,所以不是這題要找的正確 ROI。

C:錯誤。C 約 +490 至 +508 HU,平均約 +499 HU。正 HU 表示相對水有較高的衰減,與空氣低衰減、約 −1000 HU 的特徵相反,因此無法代表空氣。

D:正確。D 約 −1010 至 −992 HU,平均約 −1000.6 HU。九格的數值都以 −1000 HU 為中心,只有小幅像素間差異,最符合 CT 空氣校正與假體品保的判讀原則。

答案解析

本題答案為 D。CT number 的概念可用相對衰減表示:以水為基準 0 HU,空氣約為 −1000 HU;數值越接近 −1000,越符合空氣的材料特性。品保時使用 ROI 而非單一像素,是因為每個像素會受到量子雜訊、重建及局部量測差異影響,應看整個 ROI 的平均與範圍。D 的九格平均約 −1000.6 HU,且數值集中在 −1010 至 −992 HU,呈現以空氣標準為中心的小幅波動。

ACR CT 品保資料將空氣 CT number 的可接受範圍設在約 −1005 至 −970 HU(依假體與條件而定),所以判讀時不要求每格完全相同,也不能把所有負值都當成空氣。A 接近水、B 約在 −500 HU、C 為正 HU,三者都沒有同時符合材料與數值中心;D 才符合空氣 ROI 的校正方向與量測結果。

核心知識點

  1. HU 是相對於水的 CT number:水約 0 HU,空氣約 −1000 HU,脂肪通常為負值但高於空氣,軟組織接近水,骨骼則是明顯正值。
  2. CT 品保的 CT number accuracy 要以已知材料比較實測值,空氣與水是常用的基準材料。
  3. ROI 需要看平均值、範圍與變異,不應只依一格數字下結論;小幅差異可能來自影像雜訊。
  4. 判讀選項時要同時檢查衰減方向與數值大小:負值不一定等於空氣,接近 −1000 HU 才是本題的核心。

參考資料

  1. 2017 Computed Tomography Quality Control Manual
  2. Establishing quality control action limits for CT number accuracy in spectral images using an American College of Radiology phantom
  3. Quality control of CT image using American College of Radiology (ACR) phantom