X线质量评价的基本方法
放射诊断影像质量评价是放射诊断影像质量管理(QM)重要内容之一。国际放射学界将影像质量(像质)评价分主观评价法、客观评价法和综合评价法。
1、主观评估法(subjective evaluation):
从基本方法上说,医学影像质量评估和普通图像评估是相同的,但是医学图像是为临床诊断服务的,这个根本的目的决定了医学图像质量是以符合医学诊断要求为根本准则的,经过后处理得到的图像,能使医生得出正确的诊断结果,就可认为该图像符合诊断质量要求。因此它更侧重于医生的主观评价,主观评价法是指通过人的视觉根据心理学的规律来评价像质的方法。医学影像的普通主观评估没有专门的标准,通常是参考图像的主观评估标准,即ITU-R Recommendation BT500-11。该标准是国际通信联盟的一个建议文本,对图像质量与失真的主观评估的通用测试方法、评分等级、测试环境条件与操作规程作了详尽的说明。主观评价法有多种,常用的是受试者操作特性曲线(receiver operating characteristiccurve,ROC)法。ROC曲线法又称ROC解析法,它是以通讯工程学中信号检出理论为基础,以心理临床评价的ROC曲线解析和数理统计处理为手段的评价方法。ROC曲线法在临床上有应用价值,得到国内外医学影像研究工作者认可,应用广泛,被认为是医学影像检查技术和诊断方法对照研究的标准方法和统计方法。此法对模拟成像与数字成像的系统性比较更有应用。
2、客观评价法(objective evaluation)
其基本原理是,从医学图像中利用统计方法或者某种变换(模型)抽取图像的特征,按一定的原则对这些特征进行比较,从而获得图像的客观评估。因此图像特征的抽取和比较原则决定了客观评估方法的效果。现在常用的有:MTF评价法、噪声评价法、噪声等价量子数(noise—equivalent quanta,NEQ)法。
MTF是描述输入影像系统的影像信息量再现率的物理量。当影像模糊值为零时,其MTF等于1.0,表示输入影像信息量再现率为百分之百,影像清晰度最好;反之,当影像的模糊值大到一定程度时,其MTF值就等于零,表示成像系统输出的影像信息量完全丢失,影像清晰度为零。一般情况下,成像系统输出影像信息再现率为:O<MTF<1.0。
噪声评价法是指用影像噪声的威纳频谱(Wiener Spectrum,WS)参量来评价影像的粒状性的方法。WS的物理意义是,表示影像在单位长度(mm)上随机的微小密度差或亮度差随空间频率(LP/mm)变化的分布状况。WS反映的是噪声频率特性。WS大,表示影像上噪声淹没影像上微小信号(病灶)多;反之WS小表示影像上噪声淹没的微小信号就少。尽量减少影像上的噪声,即减少影像的粒状性道理就在于此。
NEQ评价法是用成像系统输出影像的SNR评价像质的方法。NEQ的大小等于输出影像的SNR。由于数字成像检查技术具有图像后处理功能,在使输出影像的MTF增大同时,影像噪声的WS值亦增加,即通过图像后处理后影像的信号显示的更清晰、更多,但同时影像上显示噪声也增加了,淹没微小信号也多了。故单独用MTF或WS来评价影像质量都不全面,只有用SNR来评价影像质量更适宜。
模拟成像与数字成像技术最大的不同是模拟输出影像的MTF和WS是不变的,即SNR是固定的;而数字输出影像的MTF、WS是可改变的,即SNR是可变化的,可通过后处理功能获得较高的SNR影像,为放射诊断医生提供信息量更多的影像。
3、综合像质评价
综合评价法,是指以放射诊断要求为依据,用检查影像的物理参量作客观评价手段,再以成像技术条件作保证,将主观和客观两种方法有机结合,而且注意尽量减少病人受检剂量的像质评价法。欧盟在WHO支持下做了大量的基础性工作,1989年和1996年分别发布了放射诊断影像质量评价标准和改进方案。该方法具有科学性和可操作性,很有借鉴价值。我国放射技术工作者对该方法进行研究,做了很多有意义的工作,90年代初,从我国的基本国情和临床应用出发,初步制定了适合国情的医学影像质量综合评价标准《优质X线影像密度标准》(草案)。