研究背景与问题
- 数字化 X 射线摄影的质量控制：对于确保图像质量、诊断可靠性和符合法规至关重要。
- 当前工具的不足：现有的质量控制工具（如准直器与对齐测试工具）存在局限性：
- 分辨率有限，易受射线发散和散射影响。
- 无法精确量化光野与 X 射线野的一致性、中心束角度偏差。
- 无法直接评估几何参数（如放大率和位移）。
- 研究空白：缺乏能够集成评估多个几何参数（束垂直性、束区域对齐、放大率、位移）的综合工具。
研究方法
1. 体模设计与制作
- 材料：亚克力（密度 1.18 g/cm³），厚度 100 mm。
- 结构：三层模块化立方体设计（上、中、下），每层间隔 105 mm。
- 测试对象：每层有 9 个直径为 5 mm 的孔，插入铝制圆柱体（直径 5 mm，高 6 mm）。
- 设计优势：
- 可控制物体到探测器的距离。
- 模块化设计可灵活组装，适应不同测试需求。
2. 实验设置
- 设备：使用 HF100B-MDN/5012A 数字化 X 射线摄影系统。
- 测试参数：
- 焦点 - 探测器距离：50、60、70 cm。
- 曝光参数：70 kV，8 mAs。
- 照射野大小：21×21 cm（束垂直测试）、11×11 cm（束区域对齐测试）。
- 测试项目：
- 束垂直性测试：评估 X 射线束中心点与探测器中央点的垂直性。
- 束区域对齐测试：评估准直器光野与 X 射线野的一致性。
- 放大率测试：评估不同层和 FDD 下的物体放大率。
- 位移测试：评估物体在图像中的位移。
3. 图像处理与分析
- 软件：使用 ImageJ v1.54 进行图像处理。
- 步骤：
- 平场校正：减少探测器噪声和强度不均匀性。
- 二值化分割：用于放大率和位移分析。
- 校准：使用 TOR 体模图像校准像素与物理尺寸的转换（10 像素/毫米）。
4. 统计分析
- 使用 Pearson 相关性和最小二乘回归分析放大率与位移之间的线性关系。
- 使用 Shapiro-Wilk 检验和 Breusch-Pagan 检验验证残差的正态性和同方差性。
研究结果
1. 束垂直性测试
- FDD 越短，角度偏差越大：
- 50 cm 时最大偏差：0.28°
- 所有结果均小于 3°，在可接受范围内。
2. 束区域对齐测试
- 对齐偏差随 FDD 增加而减小：
- 50 cm 时最大偏差：2.00%
- 70 cm 时最小偏差：1.29%
- 所有结果均小于 3%，符合标准。
