CT机质量控制（共7篇）
CT机质量控制 篇1
X射线计算机断层摄影装置(简称CT机)是我国最早开展应用质量控制和计(剂)量检测(简称质控检测)的大型医疗诊断设备之一,也是质控检测开展最完整、最全面的设备之一,下面简要回顾CT机应用质量控制和计量检测的历史。
1995年7月7日国家卫生部第43号令发布了《大型医用设备配置与应用管理暂行办法》,其第三章第十条规定,卫生部设立“全国大型医用设备应用技术评审委员会”负责大型医用设备应用安全、卫生防护、技术质量管理等评审工作。其第十二条则确定大型医用设备使用前,应经省的“大评会”进行应用技术评审,评审合格后,发给《大型医用设备应用质量合格证》。复审工作2~3年进行1次。
1996年起由各省卫生厅牵头组织一大批专家,制定了检测规范,购买了检测设备,首先开展了CT机的应用质量评审。15年来虽然进行质控检测的部门有所变化,但该项工作特别是CT机的质控检测工作一直贯彻到今天。
1998年5月5日卫生部第18号文件,发布了《X射线计算机断层摄影装置(CT机)应用质量检测与评审规范》,同年国家质量技术监督局和卫生部发布了适用于CT机验收检测和运行状态检测的国家标准GB/T17589-1998即《X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规范》[1]。随着进口CT机不断升级换代,国家技术监督局又分别发布了JJG961-2001《医用诊断计算机断层摄影装置(CT机)X射线幅射源检定规程》[2](2001年5月1日起执行)和JJG1026-2007《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT机)X射线幅射源检定规程》[3](2007年11月2日起执行)。军队也相应成立了大型医疗设备质控检测中心,负责全军医疗系统大型医用设备的质控检测。总后卫生部2003年12月发布了《X射线计算机断层扫描系统应用质量检测与评审规范》,上述这些标准给CT机的质控检测提供了依据。
1 CT机质控检测的目的、标准和内容
1.1 CT机质控检测的目的
1995年卫生部43号令强调质控检测和应用评审是为了“大型医疗设备应用安全、卫生防护、和质量管理”,而2010年国家卫生部颁布的《医疗器械临床使用安全管理规范》[4](试行)更强调的是“为加强医疗器械临床使用安全管理工作,降低医疗器械使用风险,提高医疗质量,保障医患双方合法权益”;要求“医疗机构应制定医疗器械安装与集成、验收与临床试用评估、使用中的检测与质量控制、……各环节的保障制度和技术规范”,“应当对在用设备类医疗器械…检测与校准…保障所获临床信息的质量与安全”。这些都说明质控检测的最主要目的就是保证医疗设备诊断治疗的质量和医患的安全。早期CT机引入我国时有大量的二手CT机,其中有部分CT机诊断质量低下,难以保证病人治疗信息的可靠和安全,在全国有一定的影响,为此,国家及时采取一系列措施。今天CT机更是广泛配置使用,不仅用于诊断,也用在了治疗上(做放射治疗的模拟定位),对质量和安全的要求就更为重要。此外由于多层(排)CT机的大量使用,病人所受的X射线幅射剂量越来越大,由此产生的可能给病人带来的风险逐年加大(有资料表明,当受照剂量为100c Gy时男子精子产生减少,为200~600c Gy时精子消失…),国际放射防护委员会(ICRP)指出:“CT机所致组织器官的吸收剂量(10~100m Gy)常常可以接近已知增加诱发癌症几率的水平”[5]。如何以最低的X射线剂量来满足CT机临床诊断成为质控检测的重点之一。
CT机质控检测还有一个目的,就是保证诊断图像质量的一致性。这里既有同一病人在各个不同时期CT机检查质量水平的一致性(减少漏诊的可能性,增高医生诊断的可信度),也有同一病人在不同医院做CT机检查时诊断标准和图像质量的一致性。只有不同医院的CT机用相同的质控标准来管理、检测才能做到这一点,从而保证CT机图像质量的一致通用性。
1.2 CT机质控检测的标准和内容
如前所述,CT机质控检测的标准是按照国标GB/T-17589-1998,军标JJG961-2001和JJG1026-2007两个计量检定规程(参看附表1)。需要说明的是上述标准只是质控检测的最低要求,不满足即视为不合格。而现有的CT机都是螺旋CT机,主要应参照JJG1026-2007来执行,但对于进口的高挡CT机来说,这些标准还是太低,主要应参照生产厂家提供的技术资料中的指标来进行CT机验收和状态检测。CT机质控检测的内容(参照附表),在早期进行质控检测的项目有11项:剂量指数、空间分辩力(率)与密度分辩力(低对比度分辩力)、噪声水平、水的CT值、CT值的均匀性、CT值性线、层厚偏差、定位精度、床运动精度、球管电压的偏差(现在一般不测),还要加上对CT机不同部位图像照片质量的分级评判。多排螺旋CT机目前已不测后3项,但增加了不同层面CT值的一致性。尽管如此,上述指标还不包括新型CT机关键指标,如时间分辩率、Z轴分辩率等。这11项可大致分为4组:剂量指数用来了解和控制扫描剂量(即病人所受照射剂量);空分、低分和噪声水平三项主要控制CT机对细小不同组织的分辩率能力;水和空气的CT值、CT值线性、CT值的均匀性主要用来保障CT机诊断对不同组织定性的准确性;而层厚偏差、定位光精度、床运动精度,则重点用来保证CT机对病变的定位精度。所以对这些项目进行定期的检测,必要时进行适当的维护、校正等对于保障CT机的诊断质量和病人的治疗安全都是十分必要的。
2 CT机质控检测的侧重点
2.1 CT机新机验收和运行状态中例行检测的不同点
无论是最早期的CT机应用质量检测规范还是2007年的检定规范都明确标示出首次验收检测和后期运行状态检测的不同。首次验收检测,一是标准要求高,二是检测项目多,有明确要求不仅要达到规程要求,而且要达到或接近厂家提供的技术指标。因此,新安装CT机的第一次检测,即验收检测非常重要,其检测结果不仅要满足上述标准,更应达到或接近原厂指标。一方面作为新机,验收合格的前提就是设备要达到或接近厂家在招投标时的技术资料所承诺或展示的技术指标。如果质控检测达不到上述指标(除了因为现有仪器无法测出的项目,如时间分辩率),不能签字验收,应视为不合格而和厂家交涉,要求其进行调试,直至接近或合格为止,这是所有CT机使用人员及维护CT机的医工人员都一定要牢牢记住的。CT机作为大型医疗设备,使用周期最长可达20年,要想长期保持应用诊断质量和安全,首次验收检测是非常重要的。另一方面,由于我国目前所定的检测标准跟不上CT机技术的更新发展,只是一个要求较低、适合于中低档CT机的检测规程。对于许多新开发的高档高速多层CT机来说,如果验收检测指标仅满足于国标合格是不够的,一定要达到或接近原有出厂标准。对于达到出厂标准的检测结果报告,还应长期保留,作为今后例行状态质控检测的主要参考依据。
2.2 CT机质控检测中的关键
CT机质控最重要的两个目的即保障诊断质量和安全,CT机质控检测中的以下几项是最为关键的,即空间分辩率、密度分辩率(低对比度分辩率)、噪声和剂量指数(高档CT机还有时间分辩率、Z轴(纵向)分辩率等)。在不考虑照相机对图像质量的影响时,CT机图像质量主要由前三项决定,它们又与X射线剂量息息相关,因此说这4项是CT机质控检测的关键项。
CT机空间分辩力是指高对比度的情况下鉴别细微结构的能力,它主要由X射线束几何尺寸(CT机球管焦点大小)和图像重建矩阵(512×512或1024×1024)所决定。它受CT机探测器的大小、CT机数据的采样间隔(受机架转速和探测器间距影响)、采样频率、CT机扫描层厚、重建用的卷积函数等影响[6]。
CT机的图像噪声与CT机的X射线剂量、病人体厚、X射线管电压高低重建图像的滤波函数[7],CT机架高速旋转运动的精度和稳定度都有很大的关系。
CT机的密度分辩力是指在低对比度情况下,将一定大小的细节从背景中鉴别出来的能力。它与X射线剂量成正比,又受噪声的影响,表现为噪声的标准偏差,凡是影响噪声的因素也都会影响到它[8]。
CT机剂量指数主要用来评价设备性能,它并不直接反映CT受检者的X射线吸收剂量,但与X射线吸收剂量密切相关,可用来推算受检者的实际X射线吸收剂量。
综上所述,不难看出上述4项包含了CT机最关键的球管、探测器、计算机和重建软件的主要功能,抓住了这4项,就抓住了质控的关键一环。
3 CT机质控检测质量下降的原因及对策
3.1 导致CT机图像质量和定位精度下降的影响因素
根据笔者25年维修CT机并参加CT机质控评审的经验来看,导致CT机图像质量和定位精度下降的影响因素主要有以下几个:
从设备自身的情况来说,CT机每天长时间的工作,对硬件和软件都会产生一些影响。CT机是电子器件和精密机械、计算机结合的高科技设备,电子器件会老化,高速运转的机械会磨损,每天产生X射线的球管阳级会衰老,综合起来就会导致X射线的剂量不断下降、噪声水平逐渐增加、各种误差(CT值,均匀性、一致性)都会加大,甚至还会产生一些图像伪影,最终导致图像质量下降和各种分辩力降低,定位精度下降。
从设备使用操作及维修人员的角度来看,如果没有适时地进行CT机日常的开机训练和空气校正,定时进行规定的保养维护,及时地排除各种小故障,做必要的检测校正,或者在CT机的扫描中使用的扫描和重建参数不恰当(如肥胖病人用低剂量扫描),都会使图像质量或质控检测质量下降。
CT机辐射剂量在质控检测中按要求必须控制在一定的剂量范围内(剂量指数CTDI一般为40~50m Gy),但在实际应用中有两个极端,一种是为了延长球管寿命,大大降低扫描的m As,CT机辐射剂量也随之降低,但负面影响是图像质量大幅度下降;另一种是为了追求图像质量,随意加大扫描剂量,或为了追求重建图像完美,采用多层薄层大剂量扫描。两种做法都违背了质控的本意。
3.2 改善CT机质控检测质量、降低CT机辐射剂量的方法
首先,无论是日常CT机扫描还是进行CT机质控检测之前,都应做充分的准备:操作人员应按照规程进行必要的开机训练和校正,特别是CT值和均匀性偏差,以及各种机械精度偏差的校正。如果CT机存在故障,哪怕是一些微小的故障,也应请专业维护人员进行及时的维修、保养、检测、校正,使各种技术指标恢复到原有正常水平(不要等出了问题或是质控检测到发现问题才来校正,而应在检测之前先进行维护)。此外不论是否购买了保修,每隔1~2年最好请厂家的工程师对CT机做一个全面校正维护保养。对于用作PET/CT和用于CT机模拟定位的CT机更应该严格按照保养手册对其机械性能精度进行定期的专项检测和校正[9,10]。
其次,操作人员一定要熟悉操作步骤和扫描原理。经验表明,只有操作人员真正掌握了CT机扫描原理和各种扫描参数及重建参数之间的相互关系,才能正确地进行操作,使质控检测和平时扫描质量做到最好。而只有通过大量实践摸索,才能找到一方面提高图像质量,另一方面尽可能降低X射线剂量的最佳扫描方法,实现用最低的剂量完成最好的图像质量来满足临床诊断。
参考文献
[1]GB/T 17589-1998,X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规范[S].北京:国家质量技术监督局,卫生部,1999:1-4.
[2]JJG 961-2001,医用诊断计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源检定规程[S].北京:中国计量出版社,2001.
[3]JJG 1026-2007,医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源检定规程[S].北京:中国计量出版社,2007.
[4]医疗器械临床使用安全管理规范(试行)[S].北京:国家卫生部,2010.
[5]郑钧正.不断追求医学影像质量与患者辐射剂量的优化匹配[J].中国医疗设备,2010,25(9):6-9.
[6]马继民,刘小波.CT图像质量改善浅析[J].福建医药杂志,1999,21(1):86.
[7]王厚军.螺旋CT的滤过算法影响图像质量的研究[J].中国医疗设备,2010,25(1):15-18.
[8]李庚,高关心,夏慧琳.CT空间分辩率和低对比度分辩率的检测及其影响因素[J].中国医疗设备,2010,25(1):7-9.
[9]欧阳习,尹吉林,李小华,等.西门子Biograph系列PET/CT质量控制的实践与应用[J].医疗卫生装备,2010,31(6):109-110.
[10]陈海英,于忠辉.影响CT模拟质量的机械性能分析与验证[J].中国医疗设备,2010,25(6):102-103.
CT机质量控制 篇2
1 对象与方法
1.1 对象
天津市现运行的87台CT机。
1.2 仪器
检测采用瑞典RTI公司生产的Barracuda型X射线多功能质量检测仪;CT长杆电离室;美国Victoreen公司生产的AAPM模体, 包括76-414型头部剂量模体、76-415型体部剂量模体和76-413型性能检测模体;美国模体实验室Catphon-500CT机性能检测模体。
1.3 方法
按中华人民共和国国家标准《X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范》 (GB 17589-2011) 规定的性能检测指标、检测方法及评价方法。检测项目大致分为3类:辐射剂量测量、机械性能检测和影像质量评价。
2 结果
在被检测的87台CT机中, 均为进口CT机, 其中GE公司有41台, 西门子公司有27台, 这2种品牌的CT占全市CT机的78%, 其余为东芝公司12台, 飞利浦公司7台。由于2012年正在新旧标准替换过程中, 有小部分CT机未检测新标准中的全部指标。被测CT机中16排以上的螺旋CT共51台, 评价标准中10项指标全部检测的有41台, 检测指标全部合格的有25台, 合格率为61%;其他CT机均有1项或几项指标不合格。16排以下的螺旋CT共36台, 评价标准中10项指标全部检测的有10台, 检测指标全部合格的有7台, 合格率为70%。
87台CT机的检测结果见表1。CT机检测的单项指标的合格率均在78%以上。
注:重建层厚偏差评价标准中“s”为“层厚”的英文字头。
2.1 加权CT剂量指数
随着CT机探测器排数的增加以及灵敏度的提高, 使得CT机扫描的时间减少, 相应的CT剂量也随之降低, 检测的87台CT头部剂量指数和体部剂量指数合格率为100%。头部剂量指数均值为35.23 m Gy, 体部剂量指数均值为17.73 m Gy, 均比标准规定的剂量低30%以上。在不影响临床诊断的前提下, 大大降低了患者的受照剂量。
2.2 机械性能检测
CT机的机械性能包括定位光精度和诊断床定位精度。这2项检测指标合格率均达到100%, 表明设备机械运行状态较佳。
2.3 影像质量评价
CT扫描的医学影像质量与其所致受检者医疗照射剂量是密切相关的[2]。影像质量检测是在2.1的加权CT剂量指数前提下检测的结果。影像质量评价包括:水的CT值、噪声、均匀性、重建层厚偏差、高对比分辨力、低对比可探测能力和CT值线性。《X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范》 (GB 17589-2011) 中增加了CT值线性的检测内容, 修改了噪声的定义和计算方法, 修改了重建层厚偏差和低对比可探测能力的项目名称和检测方法。被检测的87台CT机的水的CT值、均匀性、重建层厚偏差和高对比分辨力合格率均较高。运用新的噪声的计算方法检测的60台CT机中, 合格率在78%;新增加的CT值线性检测合格率在83.9%, 这两项在所有检测指标中合格率较低, 是由于新实施的标准对CT机指标的要求更为严格, 致使部分医院对CT机的校准不到位, 使得某些指标合格率偏低。
3 讨论
天津市自1998年以来连续的应用质量检测和临床照片评审, 使部分医院对CT机的使用质量重要性的认识逐渐提高, 并在不同程度上加强了CT机日常使用中的维护工作。但大多数医院缺乏专门对设备进行校准和维护的工程师, 使设备没有在最佳状态工作, 甚至带故障工作[3], 设备长期得不到校准和维护, 很容易在临床诊断上造成误诊和漏诊, 同时也影响CT机的使用寿命。
部分医院为追求经济利益, CT检查滥用的情况时有发生, 更有甚者将CT检查用于日常健康检查中, 加之大多数受检者对CT检测不了解, 造成大剂量X射线对人体的伤害[4]。CT工作人员和有关临床医师需要对CT检查的正当性进行严格判断, 避免不必要的检查, 提高CT临床检查阳性率。
在实际工作中, 医疗单位对不同年龄和不同体形的受检者进行CT检查时, 往往使用相同的管电压和管电流, 这就无形中加大了身材瘦小者尤其是儿童的受照剂量[2]。CT工作人员应当在不影响临床诊断的前提下, 尽可能降低CT机的检查条件, 从而降低受检者的受照剂量。同时, 对受检者还应注意非检查部位的防护, 当受检者或患者须携扶时, 应对携扶者采取必要的防护措施[5]。
参考文献
[1]GB 17589-2011.X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范[S].
[2]格日勒满达呼, 王成国, 哈日巴拉, 等.内蒙古西部CT机影像质量保证检测结果分析[J].中国辐射卫生, 2012, 21 (2) :192-195.
[3]范荣, 耿继武, 黄伟旭, 等.广东省CT机分布及使用现状[J].中华放射医学与防护杂志, 2006, 26 (2) :174-175.
[4]陈水江, 范荣, 郑红.茂名市CT应用质量控制检测与分析[J].中国辐射卫生, 2012, 21 (2) :193-194.
SPECT/CT的图像质量控制 篇3
1 SPECT图像质量控制
以福建省质量技术监督局2010年发布的《单光子发射计算机断层成像装置(SPECT)校准规范》JJF(闽)1030—2010[2]为依据,进行常规的校正。
1.1 均匀度测试和校正[3]
目的:SPECT均匀度测试是保证核医学图像质量的关键,如果有57Co面源,需要每天测试1次图像的均匀性,如果使用99mTc点源,至少1周测试1次。
材料:99mTc放射点源,剂量0.5~0.8 m Ci,采集计数率在20~40 Kc/s。
方法:
(1)将准直器卸掉,装上塑料板(专用),将探头换至L模式。
(2)点击左屏左上角工具图标,再勾选QC(Quality Control,QC)选项,接着点击Daily QC。
(3)在弹出的对话框中点击Background Test(本底测试),并在探头2选项前打勾,测量本底。当本底测量结束时,如果结果中没有出现红色标志即达标,可进行进一步测试。如果出现红色,说明环境有污染,找出污染源,等环境达标后再进行下一步测量。
(4)本底达标后,将配好的点源放在墙壁的固定位置,将探头1旋转至对准放置源的位置点击image quality test(图像质量测试),在出现的对话框中点击Apply(应用),再点击Start开始探头1的均匀性测试。测试完后,点击Next即可看到测试结果。如果结果中没有红色标注Status:Failed,表示图像质量达标。如果出现红色,需要对光电倍增管进行增益调整,执行如下操作。
(5)点击左屏左上角工具图标,再勾选QC,再点击Periodic Re-tuning(定期再调整),在弹出的对话框左侧点击Iter.Cal(用刚才的放射源),点击Start,待程序完成后,再点击屏幕左侧的Z Energy Gain Calibration(Z能量增益校正),点击Apply,待调整自动完成后,重新做Image Quality Test,测试达标后即可。对于探头2,重复步骤(1)~(4)达标即可;不达标,执行第5步。
1.2 旋转中心校正(COR)[4,5]
材料:99mTc放射点源,剂量1m Ci;准直器:LEHR、HEGP(准直器型号)。
方法:将放射源放在白色三脚架的前端A,架子放在检查床头B,见图1。探头上带有LEHR。点击C.O.R.QC(旋转中心校正)下的C.O.R.Test(旋转中心测试);点击Source Positioning ACQ。
在采集工作站上,点击Apply,到扫描间按
此时千万不要动三脚架,并用笔记下此时的床高,床板伸出距离,将探头换至L模式,用同样的床位置,点击L模式下旋转中心采集及处理,方法同上。
2 CT图像质量控制[6]
包括球管预热(Tube Warm-up)和快速校准(Fast Calibration)。
2.1 Tube Warm-up
目的:保证CT发挥最佳性能,和获得稳定一致的图像,并且延长球管寿命。
使用:每天早晨开机后立刻作1次,且闲置超过3 h再作(有提示)。
条件:扫描架内无任何物体。
2.2 Fast Calibration
校准内容:(1)Balance check(Gantry平衡检查);(2)Mylar window check(聚脂薄膜窗口清洁检查);(3)Warm-up I(第一次加热);(4)Auto m A calibration(自动毫安校准);(5)Warm-up II(第二次加热);(6)Auto Z-slope(探测器位置检测);(7)Collimator cal(准直器校准);(8)Mini scan(检测焦点位置。确保Z-轴射线束跟踪正确操作);(9)Clever gain(数据采集系统放大增益检测);(10)Air calibration(空气校准)。
操作步骤:
在CT界面点击球管图标,在打开的界面中点击Tube Warm-up,在弹出的红色对话框中点击右下角字体,待键盘绿灯闪烁后点击开始键,机器自动开始校正。
待结束后点击Fast Calibration,按键盘上开始扫描键,待校准结束后点击Quit退出。程序会一次完成上述内容,没有红色提示就说明校正通过。
3 图像融合测试
影像融合技术是利用计算机将多种影像学检查的图像信息进行数字化综合处理,将多源数据进行空间配准后,产生一种全新的信息影像,以获得研究对象的一致性描述,同时融合各种检查的优势,以达到辅助诊断的目的。最佳的影像融合手段应该是同时采集、同机融合。也就是在同一台显像设备上同时获取不同来源的影像,这样的图像配准是最优化的,最大限度地降低了误差[7]。但目前的技术水平还难以实现真正意义上的同时采集。
材料:10 m L注射器,99mTc放射源,配准专用模型。
放射源的准备:准备6份3 m Ci99mTc分别装入6只10m L的针管内,针管用水充满放置0.5 h左右,针管放置方式,见图2。
操作步骤:
(1)将床完全拉出,模型(放置针管)置于距机架70~90 cm处,并在床头放置一个15 kg的重物,见图3。
(2)在采集工作站点击左屏左上角工具图标,再勾选QC,然后点击图中的Registration Test Acquisition,点击Start,回到扫描间按SET,不要更改任何参数,按手控盒上GO开始采集。待SPECT断层采集完成后,点击手控盒上GO等待床移动到CT位置,点击Confirm。按移床键,采集键开始CT采集,等待CT采集结束后,点击CT Acq Completed,如果数据没有传到Xeleris工作站,手动将数据传到工作站。在Xeleris工作站上选取Tomo和CTACTomo两组数据,点击Miscellaneous下的SPECT-CT registration QC图标,自动处理完后,在采集工作站点击Fetch Results。如果结果中没出现红色提示,表明结果达标。
综上所述,要获得一张完美的SPECT/CT图像,定期执行以上操作是最基本的也是最重要的。质控中其他性能指标测试,如能量分辨率、空间分辨率、密度分辨率、CT值精度、噪声、伪影等都必须建立在此操作通过的基础上。
参考文献
[1]王荣福,李险封,王强.SPECT/CT的最新应用进展[J].CT理论与应用研究,2012,(3):577-582.
[2]JJF(闽)1030-2010,单光子发射计算机断层成像装置(SPECT)校准规范,[S].
[3]赵德善.SPECT和γ照相机质量控制及参考规范[M].北京:人民卫生出版社,2010.
[4]贾晓娟,韩军,唐彩华.等.GE HawkEye-SPECT仪日常维护与质量控制[J].实用医技杂志,2012.(4):417.
[5]孙黎明,刘臣斌.SPECT验收测试与质量控制[J].中国医疗器械杂志,2001,(3):168-171.
[6]张峰,程木华,郑子梅,等.探讨符合线路SPECT/CT的日常质量控制与质量保证[J].现代医学仪器与应用,2007,(3):42-45.
CT设备的质量控制分析与探讨 篇4
X射线计算机断层扫描 (CT) 由于可以准确地反映实质性器官、组织的内部结构及病变的组成成分, 已经广泛应用于临床诊断。CT图像质量的优劣是评判临床医疗质量的关键, 而对CT机的质量控制则是保证CT图像质量的重要手段。对CT图像质量进行日常的质量检测有以下优点:提高图像质量, 保障临床诊断的正确性;在保障图像质量的前提下, 降低有害射线的剂量, 保护医护人员和患者的身体健康;在入院检测中把关, 保护院方的利益;提供CT机运行的相关数据, 为工程师维修保养提供参考。
根据我国医用诊断CT检定规程及军队CT质量检测评审规定, 质控中CT机主要的检测项目可以分为4组11项[1], 分别为:
(1) 剂量指数 (CT Dose Index, 简称CTDI) 用来计算和控制扫描剂量 (即病人所受照射剂量) 。
(2) 空间分辨率、密度分辨率 (低对比度分辨率) 、噪声水平三项主要检测CT对不同细小组织的分辨能力。
(3) 水和空气的CT值、CT值线性、CT场的均匀性主要用来保障CT对不同组织定性的准确性。
(4) 层厚偏差、定位光精度、床运动精度用来保证CT对病灶的定位精度。
1 CT质控检测设备及相关标准
1.1 CT质控检测的设备
CT机质量控制检测所需要的设备主要有:Barracuda多功能X线分析仪、QAbrower软件、长杆电离室、CT剂量头模、CT性能体模Catphan500、水平尺、直尺等。
其中, Barracuda多功能X线分析仪可以通过连接电脑或掌上电脑测量多种参数, 主要用来配合CT剂量头模和长杆电离室测量加权剂量指数CTDIw。CT性能体模Catphan500为美国体模实验室制造的CT性能模体。它分为CTP401、CTP528、CTP515、CTP486四个部分组成。CTP401主要用于测量层厚、CT值线性和对比度标度;CTP528主要用于测量空间分辨率;CTP515主要用于测量低对比度分辨率;CTP486用于测量场的均匀性和噪声。
1.2 CT质控的相关标准
CT质量控制主要依照下面三个标准: (1) 《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置 (CT) X射线辐射源检定规程》 (JJG 1026-2007) ; (2) 《医用诊断计算机断层摄影装置 (CT) X射线辐射源检定规程》 (JJG 961-2001) ; (3) 总后卫生部 (2003.12) X射线计算机断层扫描系统应用质量检测与评审规范。
2 质控参数的检测方法[2,3]
2.1 CTDIw的测量
首先将长杆电离室放置到CT剂量头模相应位置, 调节模体水平, 连接长杆电离室和X线测试仪, 然后设置单层轴位, 在CT头部扫描标准条件下对模体进行扫描。分别测量头模上中心 (C) 、3、6、9、12点方向的CTDI值, 记录数值, 并使用以下两组公式计算CTDIw。
2.2 床运动精度
首先在扫描床上做出标记, 设置病床进入CT机架的行走距离X为300 mm, 然后进床。使用直尺测量实际运动值, 利用下面公式计算进床精度δ1-max。退床时采用相同方法计算退床精度δ2-max。
2.3 层厚的测量
把Catphan500体模放置在扫描床上, 用水平尺调平, 使用定位灯将CTP401定位在扫描区域的中间。在采用常规头部扫描条件对体模进行扫描, 并记录扫描条件和层厚。然后在扫描后的图像中测量扫描图像周斜线相邻区域CT值L1及窗宽最小时四条斜线消失时的窗位值L2, 令:
然后测量窗位调至L时四条斜线的X和Y的长度, 得到四组数据, 再利用公式:
计算出实际的层厚, 然后更改层厚重复以上步骤两至三次, 求平均值并计算误差。
2.4 水的CT值、噪声及场均匀性的测量
同3.3, 先摆放体模, 再使用定位灯将CTP401定位在扫描区域的中间。采用常规头部扫描条件对体模进行扫描, 记下扫描条件和层厚。采集图像, 测出中心点、3、6、9、12点方向五个点的CT值和标准偏差, 然后重复以上步骤求平均值。其中:
水的CT值为中心点CT值的平均值。
CT的噪声设为N, 设上述五个点的标准偏差的最大值命名为￡, 则有:
CT的均匀性为中心点CT值与周边四个点CT值的最大差值。
2.5 CT值线性
同3.3扫描体模, 记录图像中四个不同圆柱体的CT值。其中各个材料的CT标准值为:
特氟隆:990 (类似于骨头) ;
丙烯:120;
低密度聚乙烯:-100;
空气:-1000;
体模中的水柱作为第五类, 其标准值取为0。
根据下面的公式计算对比度标度:
式中Xi为各种材质衰减系数, 特氟隆为0.374, 丙烯为0.219, 低密度聚乙烯为0.177, 空所衰减系数为0;为各种材料衰减系数的平均值;Yt为测量到的CT值;为测量到的CT值的平均值。
2.6 空间分辨率
同上述方法摆放体模, 使用定位灯将CTP528定位至扫描区域的中间, 然后扫描体模。调节获取图像的窗宽窗位直至能看到清晰的线对图, 然后记录清晰看到的线对数。取能够清晰看到线对的两幅图像, 记录其线对数最大值作为空间分辨率。
2.7 密度分辨率
使用定位灯将CTP515定位在扫描区域中间, 选择模组中密度差为0.5%的物体作为测量物, 然后进行扫描。调节窗宽, 其中:
窗宽=[ (测量物CT值-背景CT值) +max (测量物标准偏差) , 背景标准偏差]×5
窗位为测量物和背景CT值的平均值。将面积可辨识度大于80%的圆中, 面积最小的圆的直径值记录下来作为密度分辨率。
3 质控数据的对比及分析
3.1 日常质控检测及分析
由于CT的质量控制对临床有着非常重要的意义, 因而对CT设备进行质量控制应常态化、日常化和周期化。设备的运行状态通常可以通过质控检测进行检查。
通过质量控制并对结果加以分析, 可以发现设备存在的突出问题, 为工程师的维修保养提供参考。表1为我院某台CT的质控结果:
由表1可以看出该CT的空间分辨率和密度分辨率符合要求, 场的均匀性和噪声都正常范围内, 说明机器的图像质量保持在良好的范围内, 但CTDI指标接近剂量限值。这时的设备可以只做相应的除尘保养, 这样避免了以前维修保养的盲目性, 节省了人力物力。
3.2 周期性质控检测对比分析
根据日常质控检测周期性要求及设备的使用情况, 我们对原先的质控方案进行优化, 即:每季度进行质量控制检测一次, 并在每半年进行设备保养维修后对CT设备再进行一次质控分析。通过对同一台设备的周期性监测, 可以发现CT设备的不稳定性因素和周期性的规律。我们对同一台CT设备的质控数据进行对比, 认清质控指标的意义。从一些数据的分析中发现其中影响图像质量的因素, 例如我院某台CT经过我们一年的季度性周期检测, 其结果如表2所示:
在CT使用过程中, 电子及机械部件的老化影响CT设备的表现, 反映在质量控制方面就是图像质量的下降、噪声水平的增加以及密度分辨率的下降。例如在表2中, 可以看到CT图像中噪声在增加, 同时密度分辨率下降。此外在实际检查中还发现, CT扫描床的运动精度等机械性能指标也出现老化的症状。
3.3 保养前后质控结果的对比分析
工程师基于周期性质控检测的结果, 制定的维修保养计划为:每半年对该CT进行一次除尘清洁的保养行动及一些机械运动及安全设施的检查。除了进行删除多余病人图像等软件维护工作, 还要进行快速校准 (Fast Calibration) , 以此来保障CT的图像质量。表3为某次保养前后质控结果的对比:
从表3中可以看出CT维护保养的重要性。此次保养后场的均匀性、水的CT值、密度分辨率等显著提升, 有利于临床医生从图像中分辨出密度相近的病变组织。其中, 密度分辨率受噪声的影响很大。它是图像细节和背景相差不大时, 将一定大小的细节从背景中分辨出来的能力[4]。在图像的噪声收到抑制之后, 密度分辨率就自然提高了。由于空间分辨率是在高对比度情况下体现细节的能力。它往往和X线束几何尺寸、探测器单元的大小数目、取样间隔以及X线管的焦点尺寸等因素有关[5]。因此, 相同的测试条件下所得结果相差不大。在本次保养中对其提升并不是很明显。
在年终的预防性维护保养中, 我们发现了有一些值已经接近了检测的限值 (如表二季度4记录) 。因此我们进行了一次预防性维修, 除了进行保养以外, 还对该设备做了一次细节校准 (Detail Calibration) 。预防性维修之后, 质量控制检测的数据如表4所示:
表4的对比表明CT进行细节校准后, 场的均匀性、图像噪声、密度分辨率等值得到明显改善。对比快速校正和细节校正, 我们发现细节校正能够降低系统的噪声, 保证图像质量。因为细节校准不仅修正了空气校正表的数值和不同模体中的衰减系数, 而且还能够降低CT中电子器件因性能漂移而产生的噪声, 对图像的改善更加彻底。但是由于细节校准需要CT曝光量大, 且耗时比较长, 所以建议在年度保养或必要的维修环节中使用。
从质控工作的经验看, CT设备图像质量变差一般从图像噪声变大开始的。随之而来的是密度分辨率的下降、CT值线性的变差, 这就印证了密度分辨率和噪声是密切相关的。影响空间分辨力主要因素有两种:
(1) CT机本身固有的:检测器孔径宽窄、卷积滤波函数、X射线管焦点尺寸、机械准直系统等;
(2) 使用不当造成的:X射线剂量过大或过小, 矩阵规格、扫描层厚选择不当[6,7]。
通过上面的数据对比及分析, 我们可以看出CT图像质量主要影响因素为图像噪声逐渐加大, 进而密度分辨率变差, 这给临床对密度差别不大的组织之间的诊断带来了困难。同时, 随着CT的使用, 机架及扫描床等机械机构之间由于长时间使用, 不可避免有所磨损, 也会影响CT检查的精度。除此之外, 工作负荷较重的CT出现故障的几率会比较大。因此, 工程师需要根据CT设备独特的工作负荷和质控结果来安排保养时间和项目。
4 总结
本文介绍了CT主要的质控指标及检测方法, 并通过对比日常质控、周期性质控和保养前后质控的检测数据, 分析了影响CT图像质量的主要因素, 并优化了质控方案, 降低设备的故障率, 保障医疗工作的正常进行。
摘要：本文阐述了CT设备质量控制的主要指标及检测方法。通过对比日常质控、周期性质控和保养前后质控的检测数据, 从中发现影响CT图像质量的因素, 从而对CT设备的日常维修保养提供指导。
关键词：CT,质量控制,图像质量
参考文献
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[6]夏勋荣.CT模拟机的质量控制方法研究[D].清华大学, 2012.
CT图像伪影与影像质量控制 篇5
1 伪影表现
CT图像伪影主要表现形式为同心圆形 (单同心圆或多同心圆) 、直线形、栅格形 (斜条纹状) 、放射状或不规则形等。伪影常见原因有系统硬件故障、相关部件性能衰变、数据采集及处理系统误差, 以及人为因素等。一般来说, 根据伪影形状可大致区分伪影系机器哪一个系统的故障所致。如:单同心圆可能为通道板故障, 多同心圆可能为AD控制板故障, 满屏斜条或直线可能为高压系统故障, 不规则形则可能为球管老化所致等。
2 CT图像伪影来源
2.1 硬件系统故障
扫描与数据采集系统包括X线球管、滤线装置、探测器等。X线输出不稳定或者分布不均匀都会造成图像数据的紊乱, 使图像出现本该没有的影像, 干扰组织结构的显示。数据传输与转换系统, 包括数据传输通道及放大电路、A/D转换器、控制和传输系统等。图像重建与显示系统包括阵列处理板、显示器及控制电路, 上述硬件系统任何一个部分发生故障, 都可能导致伪影图像或停止工作。
(1) X线球管有关的伪影:
球管所致伪影常见原因有偏焦点辐射、放电、阳极转子抖动等。偏焦点辐射是指X线来自于焦点以外的地方, 通常会造成低对比度分辨力下降和CT值非均匀分布, 伪影主要表现形式斑片阴影, 类似组织病理表现。球管放电是由于球管内存在杂质或真空环境改变导致暂时短路, 使到达阳极电子数减少, 产生X线量子数减少, 图像噪声增加。偶发放电可通过算法校正消除, 频发放电则意味着球管寿命即将终结, 通过监测放电频率, 可以预测球管期望寿命。阳极转子抖动主要是因为定子与转子之间的间隙因磨损发生变化, 从而使阳极靶面位置不固定, 实际X线束位置偏离重建算法假定的理想位置, 伪影形式主要表现为无规律放射状伪影。
(2) 与探测器相关的伪影:
由于探测器失调、增益非一致性、信号调制传递非线性, 以及反应速度、余辉时间、响应一致性等发生变化都可产生伪影。伪影表现形式多为环形、弧形或带状。主要是因为随着使用时间推移, 由于辐射、探测单元之间的机械压力及老化等因素, 最终结果是一些探测器的响应与其相邻的探测单元不一致, 而致使图像出现均匀度不一致。在一定的使用期限内, 一般通过校正即可消除。
(3) 射线硬化效应伪影:
CT扫描时, 在射线衰减路径剖面图上, 中心部分的路径要长于边缘部分。硬化效应采用过滤器和衰减参考值予以补偿及校正, 如果过滤器性能正常, 通常在图像数据预处理时, 只需根据参考值对相应的射线硬化效应进行校正和补偿, 使射线束尽可能均匀一致, 即可消除该伪影, 如果参考值本身出现漂移, 校正和补偿失效, 则在均匀水模测试时可出现环状模糊伪影, 或水模的中心及四周的CT值不一致。
2.2 人为因素所致伪影
(1) 运动伪影:
在扫描过程中, 如果病人体位发生变化, 可造成图像数据排列紊乱, 重建图像结构模糊, 无法分辨。运动伪影又分为自主运动伪影和生理性运动伪影。自主运动是指那些患者可以控制的运动, 如呼吸运动、体位移动等。生理性运动是随机的, 不能由患者自主控制, 如心脏血管搏动、胃肠蠕动等。
(2) 异物伪影:
主要为密度差别极大的物体如金属和人体组织一起扫描时所造成, 伪影的特点是沿着高密度物体呈放射状排列。有时图像上不一定能直接看到目标异物, 但只要仔细观察伪影的放射状排列方向, 即能找到异物的来源。
(3) 扫描条件设置不当造成的伪影:
CT检查时, 选用的扫描参数不当, 如扫描参数设定过低等, 层厚设置不当等亦可产生伪影。伪影主要表现为噪声、梯形等。
3 伪影分析及影像质量控制
3.1 机器故障所致伪影处理对策
根据伪影形状可大致判断故障发生的部位, 有针对性的进行检查和排除。一般来说, 对机器故障的分析可采用逐步排除法, 归纳如下。
(1) 排除显示系统故障:
调出故障前已经储存的图像, 如果仍然出现伪影则可确定显示系统故障。
(2) 排除数据重建系统故障:
调出先前已经储存的原始图像数据, 并且已知该图像没有伪影, 重新回顾性重建图像, 如果出现伪影, 则可初步判断图像重建板故障, 再使用相关诊断软件进一步仔细分析即可确定。
(3) 排除数据采集和传输系统故障:
首先, 在数据采集系统上向数据重建系统发送数据, 如无异常, 则要排除数据采集系统 (DSA) 是否存在故障, 首先测量DSA的电源是否稳定和准确, 否则可根据伪影形状从以下几个方面分析:①如伪影为单同心圆而定位像上亦有直线伪影, 则要怀疑通道放大板故障, 用伪影测试软件可大致判定与故障相关的通道板, 将此板与其他板更换位置后再扫描, 如果伪影位置也相应变化, 则可判定此板故障;②如?伪影为多同心圆状, 且圆与圆之间有相同的间距, 则应怀疑为AD控制板故障, 用伪影测试软件可大致判断相关AD板, 亦可采用更换AD板位置的方法来确认, 如伪影没有改变, 则DSA控制板故障的可能性较大。如怀疑探测器问题, 可作试探性扫描, 改变扫描条件后, 伪影应该有相应变化。如头部和体部扫描采用同样的重建函数, 而伪影形态或程度不一样, 则应检查滤线装置。
(4) 排除X线系统故障:
①球管老化:一般为不规则形伪影, 可用静态扫描的方法 (无X线输出) 进行排除, 进行校准伪影亦会有改变;②高压故障:一般为直线形或栅格形伪影, 是CT伪影中最难判断的, 可能来自X线球管、高压电缆、电缆接头、高压发生器、高压控制电路、以及电源电压等故障, 只能一个一个地检查和排除。
机器故障所致伪影根本的对策是加强CT的质量控制, 包括预防性维护, 稳定性检测, 及时发现故障, 及时维修、校准, 确保各项性能指标达到要求。
3.2 X线物理特性伪影对策
3.2.1 射线束硬化伪影:
射线束硬化使X线光子吸收不均衡, 相应产生部分高信号。如果这种非线性衰减不作补偿, 会产生杯状、条状或环状暗带伪影。抑制的方法是在X线源与人体之间加装滤过装置, 使X线能量分布均匀, 射线束硬化效应得到补偿, 从而消除伪影。技术人员在设置扫描计划时应尽可能避开骨性结构, 减小硬化效应可能导致的伪影。
3.2.2 部分容积效应:
部分容积效应伪影的形状可因物体的不同而不一样, 一般在重建后横断面图像上可见条形、环形或大片干扰的伪像。最常见和典型的现象是在头颅横断面时的颞部出现的条状伪影, 又称哼氏伪影, 该伪影现象可采用薄层扫描而减弱。
3.2.3 周围间隙现象:
所谓间隙伪影是指在同一扫描层面内, 与层面垂直的两种相邻且密度不同的组织, 其边缘部的CT值不能准确测得, 因而在CT图像上, 其交接处图像不能清楚分辨, 这种现象即为周围间隙现象, 此种现象的实质仍是一种部分容积效应。通过减薄扫描层厚, 可减少此类伪影的发生。
X线物理特性产生的伪影, 需要CT操作人员了解CT的原理, 技术性能, 选择合适的扫描参数和条件, 是质量控制的一个重要环境。
3.3采样或测量系统误差伪影及对策
3.3.1采样误差:
在扇形束扫描方式中, 两个物体或结构间的间距小于到达该物体的扫描束, 无法由射线束分辨, 可产生采样误差。采样误差可造成物体结构重叠模糊现象, 消除方法是采用局部放大扫描或者根据不同部位采用合适的重建算法 (高分辨率、标准、软组织) 。
3.3.2扫描系统误差:
在CT使用过程中, 系统本身对不同的测量数据, 根据每天的校正测量数据会及时地作出修正。如超出该修正范围, 可出现错误信号甚至无信号, 导致图像中的环状伪影, 该伪影的半径对应于探测器阵列中出现测量误差探测器的位置所在。系统误差的防止方法一般是每天开机或连续几小时不工作后, 作系统校正测量及其定期地作系统维护。
采样或测量系统误差产生的伪影, 基本上是由于系统没有定期校正测量及其定期地作系统维护, 在科室质量控制和预防性维护计划中, 明确校正测量的内容、周期, 有记录和检查。
3.4人为因素伪影及处理对策
3.4.1运动伪影:
扫描开始前将扫描过程及要求向患者交代清楚, 使之做到心中有数, 有良好的心理准备, 消除患者紧张心理, 在扫描中做好屏气等配合, 保持体位不动, 即能克服自主运动伪影。对胃肠蠕动这类生理性运动伪影, 克服的方法是肌注低张药物, 如山莨菪碱等, 降低胃肠张力、减轻肠痉挛和减少肠蠕动;对心脏血管搏动伪影可采用心电门控的方式予以克服。
3.4.2金属及其他异物伪影:
金属异物产生的放射状伪影, 严重时明显影响诊断。在扫描前应去除病人体外随带的金属物质, 而病人体内无法去除的金属物质, 如假牙或牙内填充物、假肢、各类金属支架等, 可采用倾斜机架或扫描线的角度尽可能避开。目前也有研究采用某种算法抑制此类伪影。腹部常规扫描一般服温开水, 尽量不要服含碘造影剂。
4讨论
CT扫描图像产生伪影是普遍发生的, 是影响图像质量的重要因素, 从上述分析表明, CT扫描图像产生伪影可以通过质量控制的手段、方法减少和去除。开展CT图像的质量控制, 我们认为CT技师应该开展技术读片, 分析各种伪影片的原因, 讨论对策, 制定可持续改进的计划。包括预防性维护, 定期的性能检测, 日常维护计划, 完全可以将CT伪影图片的产生几率下降, 保证CT图像满足临床诊断要求。
参考文献
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浅谈大机综合维修的质量控制 篇6
大机作为线路综合维修的主要机械, 要使其充分、合理的在线路维修作业中发挥作用, 必须充分认识大机综合维修作业的功能, 充分掌握线路维修的相关作业内容, 并进行合理的组织分配, 以保障线路维修作业的高质量完成。同时与工务部门积极配合, 才能确保维修后的线路几何尺寸, 才能确保维修后线路的良好状态保持稳定。下面就如何提高线路的维修质量等方面谈一点粗浅的看法。
2 大机综合维修前配合单位的工作
由于大机作业功能的局限性, 它只能完成综合维修的部分项目, 而不能完成的项目却往往是影响轨道弹性及几何尺寸的较复杂原因。因此, 配合单位就必须完成项目如下:
2.1 工务部门的配合工作
2.1.1 提前提供线路技术资料
2.2.2 改正轨距超限处所, 控制在《铁路线路维修规则》规定的范围之内+6、-2mm。
2.2.3 对缺碴地段进行补碴, 使枕木盒内道碴与轨枕面基本平齐。
2.2.4 清筛枕盒不洁道床, 处理道床翻浆冒泥。
2.2.5 整修、更换和补充防爬设备, 整治线路。
2.2.6 矫直钢轨硬弯、整治钢轨病害和接头病害。
2.2.7 整修更换和补充连接零件。
2.2.8 整治波浪磨耗, 擦伤等钢轨面缺陷。
2.2.9 撤除所有的调度垫板, 并拧紧机件, 使所有扣件的扭力矩达到80kN·m~100k N·m。
2.2.1 0 拆除当天作业地段内线路上的护轮轨、道口铺
面板等有碍作业的设备, 并与作业后恢复, 调整轨距拉杆到轨枕边, 以免被损伤。
2.2其他部门的配合工作
2.2.1、电务系统拆除或捆扎影响捣固的连接线及绝缘接头处的主接线、信号导线、妨碍施工的过道电缆。
2.2.2、供电系统拆除影响捣固的接地线、回流线等, 并向大机负责人员指明埋设障碍情况。
2.2.3、车辆系统拆除红外线、轴温探测器的探头或在轨枕上标记探头及相关设备的位置, 以免被损坏。
3 捣固车在作业中的质量控制
就大机线路维修而言, 提高了起道、拨道和捣固质量及特殊线路区段作业方式的控制, 就提高了大机综合维修作业的质量。因此下面分析如何提高捣固车自身的作业质量及线路特殊区段作业质量。
3.1、提高起道质量
3.1.1、加强对捣固车起道系统的标定, 保证起道系统的作业精度。
3.1.1、在作业过程中顺坡的起点、顺坡距离及起道高度要一致性, 一般情况下不在圆曲线上顺坡, 严禁在缓和曲线上顺坡结束作业
3.1.2、对于线路高低误差较大以及线路漫坑地段, 若其长度超过起道测量弦长度时, 应尽量采用精确作业。
3.1.3、当变更曲线超高, 股起道量大于20mm时, 须分两次进行起道;外股起道量大于50mm时, 须分两次或多次作业, 并使用自动下沉补偿功能。
3.1.4、对桥头、道口及钢轨接头等处所, 须采取适当增加起道量、两次捣固及增加辅助下插等方法。
3.1.5、捣固作业时应设置不小于10mm的基本起道量, 当起道量为10mm---50mm时捣固一遍, 起道量大于50mm时捣固二遍。
3.2、提高拨道质量
3.2.1、加强对捣固车拨道系统的标定, 保证拨道系统的作业精度。
3.2.2、对于线路方向误差较大以及线路漫弯地段, 若其长度大于正矢测量弦时, 应尽量采用精确法作业;当一次拨道量大于80mm时, 也可先对线路进行拨荒, 通过两次或多次拨道的方法, 拨正线路方向。
3.2.3、在曲线地段作业时, 输入的曲线要素必须正确无误, 并准确确认同步点, 否则极易出现曲线“反弯”或“鹅头”。
3.2.4、在长大直线路地段, 应尽量采用激光准直系统进行拨道。
3.2.5、根据现场实际情况, 合理选择四点法或三点法拨道的方式。
3.3、提高捣固质量
3.3.1、严格控制作业速度, 捣固次数不大于18次/min (09-32型捣固车除外) 。
3.3.2、保证足够的捣固深度, 确保捣固时捣固上缘离轨枕下缘不小于15mm。
3.3.3、保证足够的夹实压力和夹持时间以保证道碴的密实度。
3.3.4、夯拍器必须与捣固装置同步使用, 以增加道床密实度和横向阻力, 提高捣固质量及线路的稳定。
3.3.5、尽量采用自动捣固操作模式, 以得到均匀的枕下道床密实层。
3.3.6、对于实际起道量较大的地段, 增加捣固遍数、夹实压力、夹持时间等, 确保捣固后的线路质量。
3.3.7、应尽量采用耐磨性及抗冲击性较好的捣镐, 延长它的使用寿命, 减少更换次数, 从而降低因更换捣镐而影响捣固装置作业精度。
3.3.8、在有碴桥上, 枕下道床厚度不足150mm时不能进行捣固作业。
3.4、提高横向水平及超高质量
捣固车本身的横向水平精度是±2mm, 在作业中有时出现4mm及以上的横向水平误差, 影响质量, 甚至达不到验收标准。因此须采取的措施如下:
3.4.1、加强横向水平精度的标定。
3.4.2、在捣固作业时, 在满足消除纵向高低和横向水平误差的前提下尽量降低起道量值, 捣固后的线路及时检查发现问题, 及时处理。
3.4.3、对左右股起道量相差较大时, 应增加起道捣固遍数。
3.5、应对小半径曲线的作业方法
小半径曲线 (250~400m) 大机作业结束开通24h后, 作业地段曲线由于列车运行, 使曲线上股出现比较大的下沉。针对这个缺点, 采用以下办法可达到理想的效果:曲线超高介于110mm和125mm之间的曲线, 在缓和曲线地段超高小于100mm, 就将曲线下股加高1~5mm, 在缓和曲线超高100mm的曲线地段, 就将下股加高5~10mm;曲线超高介于80mm和110mm之间的曲线, 在缓和曲线地段超高小于40mm, 就将曲线下股加高1~2mm, 在缓和曲线超高大于40mm的曲线地段, 将曲线下股加高2~5mm。
3.6、应对隧道口两端木枕和水泥枕交界地段以及木枕地段的作业方法
隧道口两端木枕和水泥枕交界地段, 作业时在交界两端各50m的地段进行两次捣固, 保证了作业质量。
对于不同的枕木、钢轨地段, 采用不同的捣固深度。在木枕地段:60kg/m轨捣固深度设置为366mm;50kg/m轨捣固深度设置为342mm;在Ⅱ型枕地段:60kg/m轨捣固深度设置为389mm;50kg/m轨捣固深度设置为365mm。
3.7、曲线拨道作业方法
3.7.1、一般采用四点顺平法。
3.7.2、在圆曲线小于弦长的曲线地段作业, 作业前对线路方向进行测量, 每隔2.5m距离把实测线路方向偏差量写在轨枕上, 拨道作业时由2号位操作人员输入拨道量, 实现精确拨道, 使得圆曲线圆顺。
在夹直线短的线路地段作业时, 也应进行此类操作, 避免作业后的线路出现反弯现象。
4 为提高作业质量, 施工作业时应重视的问题
4.1、按照线路修程适时安排大机进行线路综合维修。
4.2、工务部门要提供准确的线路资料。工务随机检查员要及时检查发现问题, 及时处理, 保证线路综合维修质量。
4.3、捣固车作业后应及时回填石碴。
5 结束语
总之, 只有了解并掌握大型养路机械作业的特性和相应线路作业方式方法, 才能根据现场的实际情况做出相应施工模式, 提高线路维修质量, 保持维修后线路状态稳定。
参考文献
[1]《大型养路机械使用管理规则》, 铁运[2006]227号部令发布, 自2007年7月1日起施行;
[2]《铁路线路修理规则》, 铁运[2006]146号部令发布, 自2006年10月1日起施行;
旋挖机钻孔灌注桩质量控制措施 篇7
1.1 孔斜控制
钻孔偏斜是成孔后桩孔出现较大垂直的偏差或弯曲,主要原因是:钻机底座没有安置水平或产生不均匀沉陷,钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳,地面软弱或软硬不均匀,土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其他硬物。在有倾斜度的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进或在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。针对上述状况可采取以下措施:首先在安装钻机时要使转盘底座水平,起重滑轮轮轴、固定钻杆的卡孔和护筒中心应在一条竖直线上,并经常检查校正。其次,将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;在不均匀地层中钻孔时,采用钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢挡。另外,在有倾斜的软硬地层中钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。
1.2 坍孔控制
孔壁坍陷是在钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。主要原因是:土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用黏土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、回填土不密实、成孔后准备灌注时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷,相邻施工的桩间距太近。针对上述状况可采取以下措施:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用黏土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和黏度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。钻孔过程中,除了复核钻杆是否弯曲外,还需根据不同土层情况对比地质资料,随时调整钻进速度。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,准备灌注时间不应超过3 h,混凝土灌注时,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。调整好施工顺序,适当加大相邻桩位施工时间的间隔[1]。
1.3 护筒渗水控制
护筒外壁渗水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。主要原因是:埋设护筒的周围填土不密实,护筒水位差太大或钻头起落时碰撞。针对上述状况可采取以下措施:护筒可以采用钢护筒,也可以采用现场预制的钢筋混凝土护筒,护筒应坚实,不漏水,护筒内径应比桩径稍大20～30 cm。在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的黏土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0～1.5 m的高度。钻头起落时,防止碰撞护筒。发现护筒渗水时,立即停止钻孔,用黏土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则重新安装护筒。
1.4 沉渣控制
桩底沉渣量过多是在清孔后灌注前孔底沉积量大于规范要求。主要原因是:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆性能指标不符合要求,钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁,使泥土坍落桩底孔壁掉块入孔底;清孔后,准备灌注时间过长,致使泥浆沉积;泥浆经循环使用后含杂质太多,造成泥浆胶体率下降,从而造成泥浆中的悬浮物下沉到孔底。针对上述状况可采取以下措施:前期管理人员进入现场后立即进行造浆材料的调研,选用优质黏土、火碱,选定造浆材料后要进行多种掺量的泥浆配比试验,配制出适合本工程的优质泥浆,保持较高的泥浆比重和黏度,不用或少用清水进行置换;在以后的施工中,应尽量避免意外的停电、停水事件带来的影响,并提前加以预防;成孔后,钻头提至距孔底部10～20 cm,保持慢速空转,维持泥浆循环清孔时间不少于30 min;钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁;采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,从而减少沉渣;下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求;开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30～40 mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0 m,以利用混凝土的巨大冲击力清除孔底沉渣[2]。
2 混凝土灌注过程中出现的质量问题及防治措施
2.1 堵管控制
堵管是指在水中或地下灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。主要原因是:由于混凝土的坍落度过小,流动性差,夹有大碎石,拌和不均匀,冬季施工中有砂冻块,运输途中产生离析,导管接缝处漏水,雨天运送混凝土未加遮盖,使混凝土中的水泥浆被冲击,粗骨料集中而造成导管堵塞;长时间停滞灌注,表层混凝土已经初凝,失去流动性,导致堵管。针对上述状况可采取以下措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出;在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制,水下混凝土必须具备良好的和易性和缓凝,宜掺外加剂,配合比应通过试验确定,坍落度宜为18～22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40 mm,每车混凝土都进行质量检查,不合格混凝土严禁入孔,同时在小料斗上安置过滤筛,防止大块骨料或异物进入导管;应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6～1.0 MPa,以免导管进水;在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞;在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生,发生堵管时,可在孔口振动导管,若还不能解决,只能拔出导管,经采取有效措施后重新下入,进行二次初灌。
2.2 钢筋笼下放不到位控制
钢筋笼下放不到位是指钢筋笼的位置高于设计位置的现象。主要原因是:钢筋笼变形或者钢筋笼连接时不顺直;由于钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇筑时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握力,如果此时导管底端没有及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。针对上述状况可采取以下措施:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固,钻机就位时平直稳固,变层时适当放慢进尺,时刻注意钻机竖直仪表,使钻具垂直下放;钢筋笼运输采用专门运笼车,起吊时采用三点起吊,防止钢筋笼在运输和起吊过程中发生永久变形;灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇筑的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2.0～3.0 m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上,导管在混凝土面的埋置深度宜保持在2.0～4.0 m,不宜大于5.0 m和小于1.0 m,也严禁把导管提出混凝土面[3]。
2.3 断桩控制
断桩是混凝土凝固后不连续,中间被钻渣等疏松体及泥土填充形成间断桩。主要原因是:由于导管底端距孔底过远,混凝土被泥浆稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管密封不良,泥浆浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体;在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象;浇注混凝土时,没有从导管内灌入,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段出现疏松、空洞的现象[4]。针对上述状况可采取以下措施:成孔后,必须认真清孔,并在清孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定;灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量;在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行处理,水成功后方可灌注混凝土;灌注混凝土应从导管内灌入,要求灌注过程连续、快速,同时,在灌注混凝土过程中应避免停电、停水;确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
3 结束语
旋挖机钻孔灌注桩的施工质量是一项复杂的系统工程,成桩的好坏直接关系到上层结构的安全和上层结构施工完成后建筑物的沉降。由于桩基础的施工属特殊工序,稍有疏忽极易造成质量事故,所以,施工中应坚持预防为主的原则,加强施工过程中各环节的质量控制,按照设计与施工技术规范的要求,及时解决施工过程中出现的各种问题。
摘要：针对旋挖机在钻孔过程中出现的孔斜、坍孔、护筒渗水、沉渣等现象,分析了灌注过程中堵管、钢筋笼下放不到位、断桩等事故的原因及防治措施,以保证钻孔灌注桩的施工质量。
关键词：旋挖机,钻孔灌注桩,质量控制
参考文献
[1]闫东.钻孔灌注桩施工中常见的质量问题及防治措施[J].山西建筑,2007,33(4):126-127.
[2]史钰.钻孔灌注桩质量关问题及防治措施[J].北方交通,2008(4):158-160.
[3]方勇.钻孔灌注桩施工质量问题及预防措施[J].山西建筑,2007,33(5):123-124.