1、YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 前言YY/T 0457(医用电气设备光电X射线影像增强器特性分为七个部分z第1部分g入射野的测定;第2部分z转换系数的测定g第3部分z亮度分布及亮度非均匀性的测定;第4部分=影像失真的测定g一一第5部分z探测量子效率的测定g一一第6部分z对比度及炫光系数的测定，第7部分z调制传递函数的测定。本部分是YY/T0457的第7部分，本部分与IEC61262-7: 1995(医用电气设备光电X射线影像增强器特性第7部分:调制传递函数的测定以英文版)的一致性程度为等同，主要差异如下:按照汉语习惯对一些编排格式进行了修改;将一些适用于国
2、际标准的表述改为适用于我国标准的表述;删除了国际标准前言，IEC 788改为IEC60788; 原文中将编号4.4和4.5误写为4.2和4.3故改为4.4和4.50本部分的附录A、附录B、附录C、附录D均为资料性附录。本部分由国家药品监督管理局提出。本部分由全国医用X射线设备及用具标准化分技术委员会归口。本部分起草单位g西安航天恒星科技股份有限公司、辽宁省医疗器械产品质量监督检验所。本部分主要起草人z邹元、牟莉。皿YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 冒|自成像系统经常采用主观的性能测量来进行评估，例如极限分辨率。在与成像系统预期使用目的相关的成像任务方面，这些
3、方法不一定适当地描述系统的性能，而且这些方法容易受到不同观察者间差异的影响。线性空不变成像系统可以根据其传递函数方便地加以分析。这种系统的信号传递可以由光学传递函数(OTF)明确表示出。OTF将系统对于正弦波的响应表示为系统空间频率的函数。调制传递函数(MTF) ，光学传递函数的模，足以描述X射线影像增强器的信号传递。在点扩展函数不随位置改变时的系统被称为空不变系统。需要注意的是X射线影像增强器仅仅在一个有限的区域，即等晕区之内，通常才是空不变的。调制传递函数可以采用几种方法测定(见附录D的例1):一一由方波响应;由线扩展函数的傅里叶变换p由点扩展函数的汉克尔变换，一一借助空间滤光片扫描狭缝影
4、像。如果操作正确，那么以上任何一种方法均是可取的。为了简单起见，本部分只详述两种方法21.线扩展函数的傅里叶变换法，即上述提到的LSF法。2.空间滤光片法。准确地测定调制传递函数需要专业的设备并且一般不适用于在现场安装情况下进行工作。本部分仅规定了X射线影像增强器接近入射野中心的调和l传递函数的测量方法。凹YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 1 范围医用电气设备光电X射线影像增强器特性第7部分:调制传递函数的测定YY/T 0457的本部分适用于作为医用诊断X射线设备部件的光电X射线影像增强器。本部分描述了测定X射线影像增强器调制传递函数的方法。2 规范性引用文
5、件下列文件中的条款通过YY/T0457的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注目期的引用文件，其最新版本适用于本部分。YY /T 0063-2000 医用诊断X射线管组件焦点特性。dtIEC 60336: 1993) YY /T 0457. 4-2003 医用电气设备光电X射线影像增强器特性第4部分z影像失真的测定IEC 60788: 1984 医用放射学一一术语ISO 9334 光学及光学仪器一一光学传递函数一一定义与数学关系3 术语3.
6、 1 定义考虑到本部分的目的，IEC60788中确定的以及下列术语和定义适用于本部分，当定义之间有歧义时，优先考虑本定义。3. 1. 1 XRII 光电X射线影像增强器的英文缩写。3. 1. 2 入射面entrance plane 垂直于XRII的对称轴并且与XRII辐射源方向上最突出的部分包括XRII的防护套壳)相切的平面。3. 1. 3 入射野entrance field 对于XRII，在特定条件下入射面中能够用于X射线图形透射的区域。3. 1. 4 入射野尺寸entrance field size 对于XRII，在规定的源面距(SED)，人射面中能够用于X射线图形透射区域的直径。对于有不
7、止一种放大模式的XRII，每种放大模式的人射野尺寸，对应的输出影像直径应与最大入射野尺寸时XRII的输出影像的直径相一致。3. 1. 5 源面距source to entrance plane distance(SED) 1 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 X射线管的焦点与XRII的人射面间的距离。3. 1. 6 输出影像中心centre of the output image 外接输出影像最小圆的中心。3. 1. 7 入射野申心centre of the entrance field 人射面上成像于输出影像中心的点。3. 1. 8 中心轴central
8、axis 穿过人射野中心并垂直于人射面的直线。3. 1. 9 中心放大率central magnification XRII的一个特性，在入射面上对称于中心轴放置的小物体的输出影像的长度与实际长度之比。3. 1. 10 点扩展函戴point spread function (PSF) 点光源影像辐照度的归-化分布，见ISO93340 3. 1. 11 等晕区isoplanatic region 在规定的准确度范围内，点扩展函数是常数的区域。3. 1. 12 线性Iinearity 成像系统的特性。在具有这种特性的成像系统中所有物体加权和的影像等于其各单独物体影像同样的加权和。3. 1. 13
9、线性范围Iinear range 输入信号的范围。在这个范围内成像系统在规定的准确度内呈现线性，见ISO93340 注:说明成像系统线性范围的输入信号范围应该用最大值和最小值说明。3. 1. 14 光学传递函数optical transfer function(OTF) 成像系统的点扩展函数的二维傅里叶变换，见ISO9334。注:为了使光学传递函数有意义，成像系统工作于线性范围内是基本要求，而且考虑等晕区。3. 1. 15 -维光学传递函数one - dimensional optical transfer function ( 1-0TF) 光学传递函数在给定方向上通过原点的截面。3. 1.
10、 16 线扩展函擞line spread function (LSF) 非相干线辐射源的影像辐照度的归一化分布。线扩展函数仅存在于等晕区以内，见ISO93340 注2线扩展函数的傅里叶变换是垂直于线光源方向的一维光学传递函数。3. 1. 17 2 调制传递函敏modulation transfer function (MTF) 一维光学传递函数的模。注.在ISO9334中调制函数被定义为光学传递函数的模。考虑到本部分的目的，3.1.17的定义更为适合。YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 3. 1. 18 MTF分析仪MTF analyser 能够进行调制传递函
11、数测量的仪器，包括光学系统和软件。3. 1. 19 最佳聚焦best focus 对给定的狭缝方向，使得MTF曲线下积分面积为最大的聚焦电压的设置。注g聚焦电压设置值的选择是为了减弱模糊，可能会轻微地偏离XRII的实际使用中的设置值.3. 1. 20 低频率跌落low-frequency drop(LFD) 在l(单位数与接近零空间频率的调制传递函数的值之间的差值。注:现今已知的XRII.都显现明显的眩光.这显现为MTF曲线在稍高于零空间频率处的陡峭跌落。出于本部分的目的，选择空间频率为0.1mm-t的点测定LFD。3. 1. 21 光探测器Iight detector 对可见辐射(光)敏感的
12、辐射探测器。3.2 要求的程度本部分中的助动词=应(shal)表示服从某一项要求是必要的。宜(should)表示服从某一项要求是极力推荐的但并非强制性的。可(may)表示为了符合本部分，服从某一项要求是允许以特殊的方式去完成的。以下词语具有的意义z特定的(specific)当与参数或条件一同使用时2指一个特殊的值或标准化布置，通常是指那些在IEC标准或法律中所要求的p见IEC60788.rm-74-01。规定的(specified)当与参数或条件一同使用时z通常在随机文件中指出的或所考虑目的下而选择的值或布置，见IEC60788.rm-74-02。一一设计用于(designed for)当在标
13、准中用于描述设备、器件、零部件或布置特性时g指明产品预定的和通常明显的应用目的或用途。4 要求本部分中描述的XRII的调制传递函数的测定方法中涉及狭缝影像分析。在第一种方法中以一片(一维)空间滤光片扫描影像，从而直接得到调制传递函数。第二种方法，即LSF法，使用一台二维摄像机来得到线扩展函数，再由线扩展函数的傅里叶变换得出调制传递函数。测定时需要特殊的试验设置，包括一台MTF分析仪(见图1)。3 国配gd幅，暇时回式很辅臣刷.SH回且瑞监舍监组篝YY/T 0457.7一-2003/IEC61262-7: 1995 蟠喇啦思g事尔仨E鹿揭V嘟嘟害锺遍都萄民回楠- 回且翩喃揭草葡剑馆测量布局图1E
14、 司司勘都部V试验设置a) SED应为100cm士1cm; X射线管的焦点应位于中心轴上;c)、d)、e)三者的组合对测量结果的影响应不超过综合测量精度(见5.5) ; 磁和电的杂散场。在试验设置的构造中宜使用能有效屏蔽且非磁性的材料;杂散光;试验装置的机械不稳定性。振幅10m的振动便可以使测试结果变差。4. 1 ) ，。c) d) e) 4 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 4.2 X射线影像增强揭-一工作条件a) 除了XRII的聚焦电压以外，XRII应在制造商规定的正常使用条件下工作。聚焦电压应设定于使XRII中心能最筐但焦的值上;b) 不应使用任何防散
15、射滤线栅或防护罩gc) 对于多视野的XRII，应对规定的最大人射野的情况进行测量，对于其他人射野的情况进行测量则是可选择的gd) 施加在XRII电极上的电压的纹波系数应不超过0.1%, e) XRII应在其线性范围内工作。4.3 输入辐射a) 应使用X射线管峰值电压为50kV :1: 2 kV的，且半价层为2.0mm士0.2mm铝(纯度为99. 9 %)的条件下工作的辐射质量;这与大约3mm铝的总滤过相当。b) 焦点标称值，依据YY/T0063中的规定，应不大于0.6。c) X射线强度的波动对测量结果的影响不宜超过2%。4.4 试验器件a) 试验器件包括一个狭缝。该狭缝的宽度应小于或等于O.5
16、 X f;/ ，其中fm是要分析的最大空间频率值，单位为mm-1。b) 狭缝宽度在整个狭缝长度上的变化应不超过5%。c) 狭缝长应不超过等晕区的范围。通常实用的长度为10mm。d) 在狭缝的投影区域外XRII接收到的X辐射线的能量应小于XRII接收到的总X辐射线能量的1%;见附录B。4.5 测量设备a) 为了能够正确地测定MTF的低频部分，应使用MTF分析仪分析输出屏上的整个影像sb) 如果使用了一个以上的透镜或透镜组，则至少其中一个透镜或透镜组应满足a)的要求;注s可以使用多个透镜以增加读数的数量或扩大MTF的频率范围.c) MTF分析仪应允许对狭缝影像进行旋转准直gd) MTF分析仪的输入
17、器件应有线性响应。对于空间滤光片方法，输入器件是-个光探测器，例如一个光电倍增器。对于LSF方法，输入器件是一台二维摄像机，例如一台CCD摄像机;e) LSF法应能够测量覆盖六个数量级跨度的亮度范围。如果MTF分析仪的输入器件不能覆盖上述的动态范围，则应分步进行测量。并且予以修正。如果暗电流存在宜分别测量并进行修正。如果使用CCD摄像机，则强烈建议使用被冷却的传感器，以降低噪声和得到更宽的动态范围。还宜使用每行至少1000像素的摄像机。5 调制传递函数的测定5. 1 准备a) 试验器件应放置于一平面上，该平面与人射面尽可能接近，但其间距离不大于10mm，并且与入射面平行g注z现代XRII的旋转
18、对称性是指对所使用试验器件的方位没有要求。b) 中心放大率应以1%或更高准确度进行测定g注2在YY/T 0457. 4中给出了一种中心放大率的测定方法。c) 试验器件的中心应在中心轴上。5.2 测量a) 空间滤光片法5 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 输出屏上的影像经过透镜或透镜组投影到包含有MTF分析仪的空间滤光片的分析器平面上。调整该空间滤光片，以使其排列方向平行于狭缝影像的长轴。以光探测器，例如一个光电倍增管，来测量经空间滤光片传递的光强度。在分析器平面上沿与狭缝影像长轴垂直的方向移动滤光片至少一周，记录下光强度的最大值和最小值。假定空间滤光片是正弦
19、的并且在传递中由完全透明变化到完全不透明，则以滤波频率f，表示的被测量MTF由下式确定2INT max一INTm;品fTFM(fs)=mINT ， + INT m 式中zINT 光强度。应对所有要求的频率重复上述测量。注:可以使用一片可调节空间频率的滤光片代替多片不同的空间频率的滤光片来测量不同频率下的MTF。b) LSF法在输出屏上的影像通过一个透镜或透镜组投影于二维摄像机的靶面上。相对于摄像机，狭缝的方向应是使狭缝成像平行于摄像机的垂直方向。借助二维摄像机，通过在垂直方向累加输出影像所投影到的区域内所有的影像像素的内容，得到数字化影像，进而推导出线扩展函数。对于圆形的影像，这意味着相对于影
20、像中心影像边缘有较少数量的像素对LSF起作用。如果MTF分析仪的输入仪器的动态范围是受限制的，见4.5e) ，则LSF应经过一次以上的测量来确定，例如用不同的强度。测量结果可以通过换算合成。注lE对于MTF的低频部分的测量.采用比在MTF的高频部分的测量中所使用的狭缝更宽的狭缝将大有益处见4.4.).在记录MTF的拖尾值时，一个窄的中性滤光片可以用来阻挡输出影像中心最强的部分，注2:当需要进行暗电流修正时，见4.5时在LSF结果的拖尾值中可能出现负值。负值应该通过空间平滑予以消除.被测调制传递函数，MTFM由LSF经傅里叶变换得到。用于测量的空间频率分辨率，t;，f由下式给出z式中zN 每行测
21、量点数(像素); t;,f= (NXX) 1 mm-1 fm = (EFS)-l mm f， = (4 X X)-l mm-1 X 采样间隔以毫米为单位(mm)，并且与人射面相关f min一最小的可视空间频率;EFS一一人射野尺寸以毫米为单位(mm)J;fmax一一最大有用空间频率(Nyquist频率的一半)。如果在f，处的MTFM值超过0.02，则是对狭缝影像的采样不适当，例如由于摄像机的分辨率有限所导致，这种情况应在更高的光学放大倍率下进行第二次测量。c) 空间频率的标定应参照XRII的入射面。在必要之处，空间频率的标定应使用中央放大率和透镜放大率来重新标定。d) 在零空间频率处的MTF值
22、定义为l.00. 5.3 修正测量到的调制传递函数MTFM受到试验器件的调制传递函数MTFT、光学系统和MTF分析仪的6 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 调帝j传递函数MTFA的影响。焦点的调制传递函数MTFs也可能影响测量到的调制传递函数。为了得到XRII的调制传递函数MTFx，应对这些影响进行修正。a) MTFx，应以下式计算2品1TFu晶fTFYZM MTFTXMTFAXMTFs b) 试验器件的MTF由下式给出2式中2f一一空间频率;d一狭缝的宽度。一旦n(XdX1) bfTFT(f)-p X dX f 这个近似的方法假定狭缝的宽度小于其长度。c)
23、 MTF分析仪的调制传递函数，包括光学系统，可以从MTF分析仪的随机文件的规定得到。另一方面，MTFA可通过单独的测量来测定(见附录。d) 如果已经在一个以上的频率范围内测量了MTF，例如一个低频段和一个高频段，则应在每一个频段上对其MTFA进行修正之后再进行各频段结果的合成。高频段到低频段的换算(标定)应在各个频段的极限之间的某个频率或频率范围内进行。e) 倘若需要对MTFs予以修正，则实际焦点的MTF应根据YY/T63来测定.见4.3b)。否则MTFs应为l.00。f) 空间频率的标定应基于XRII的人射面(见5.2 b)。g) 用于修正的所有调制传递函数的乘积在整个所考虑的空间频率范围内
24、应大于0.505.4 低频跌落的确定低频跌落由下式计算2LFD =l. 00 - MTF(O. 1 mm-1) 5.5 测定的综合精度作为结果的调制传递函数应在整个所考虑的频率范围的以0.02或更高的准确度来测定。注请关注关于OTF测量准确度的ISO/TC172/SC 1文件2Jo6 调审j传递函数的表示a) MTF的表示应包括以下几点2XRII的标识，例如属类，型号或编号;MTF包括LFD均以双线状图表示在以零点开始的双坐标轴上。以mm-1(或cm-1 )为单位表示空间频率应基于XRII入射面上的值;LFD的数值。b) 除非另有规定，否则所表示的数据要基于最大入射野尺寸。7 符合性声明如果要
25、声明X射线影像增强器调制传递函数的测定符合本部分，则应以如下形式表示3一调制传递函数:YY /T 0457. 7-2003 或者一-MTFYY/T 0457.7-2003。7 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 附录A(资料性附录)术语索引IEC 60788 . rm-. 国际单位制中单位名称未定义的派生术语rm-. . * r口1-. . .十未定义术语r盯1-. 早期单位名称rm- 缩略语rm-. . -. . .s YY/T 0457. 7中的3.1 3. 1 随机文件accompanying documents . . . . . . . . . .
26、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . rm-82-01 实际焦点actul focal spot . . . . . . . . . . . . . rm-20-12 防散射滤线栅最佳聚焦anti-scatter grid . . . . . . . . . . . . . rm 32-06 best focus . . . 中心轴central axis . . . . . . . . . . . . ., . . . . 中心放大率central magnification . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27、 centre of the entrance field axis . centre of the output image . . . . . 3. 1. 19 3. 1. 8 3. 1. 9 3. l. 7 3. 1. 6 人射野中心输出影像中心光阑daiphragm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . rm-37一29光电X射线影像增强器electrooptical X-ray image intensi
28、fier . . . . . . . . . rm-32-40 人射野entrance field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 入射野尺寸entrance field size 人射面entrance field plane . . . . . . . . . 3. 1. 3 3. 1. 4 3. l. 2 焦点focal spot . . . . . . . . . . . .,. . . . . .,. . rm-20一13s半价层half-value layer . . .
29、 . . . . . . . . . . . . . rm-13-42 等晕区. . . . . isoplanatic region light detector . . . . . 光探测器线扩展函数line spread function LSF . . . . . . . . . . . . . . . . . linear range . linearity . . . . . . low freq uency drop . . . . . 3. 1. 11 3. 1. 21 3. 1. 16 3. 1. 13 3. 1. 12 3. 1. 20 线性范围线性度低频跌落制造商manu
30、facturer . . . . . rm-85-03一调制传递函数modulation transfer function MTF . . . . . . . . . . . . . . 3. l. 17 MTF analyser 3. 1. 18 调制传递函数分析仪焦点标称值nominal focal spot value . . . . rm-20-14 正常使用normal use . . . . ., . . . . . . . . . . . . . . . . rm-82-04 one-dimensional optical transfer function . . . . 3
31、. 1. 15 一维光学传递函数光学传递函数optical transfer function . 3. 1. 14 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 点扩展函数辐射point spread function DSF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 1. 10 radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . radiation detector radiation quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 辐射探测器辐射质量辐射源radiation source . . . . . . . . . . . . . . . rm-ll-01 rm-51-01 rm-13-28 源面距source to entrance plane distance rm20-01 3. 1. 5 . . . . . . . . . . . . . . . .
33、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 特定的规定的specific specified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34、 . . . . 靶面target 试验器件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . test device total filtration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 总滤过. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 传递tr
35、ansfer 透射transmlSSlQn . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . . . . . rm-74-01 rm-74-02 rm-20-08 rm-71-04 rm-13-48 rm-84-02 rm-12-10 可视辐射X射线辐射visible radiation X-ray radiation . . . . . . . .,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . rm-ll-01-rm-ll-01 X射线设备X-ray equipment . . . . . . . . . . . . . . .
36、. . . . . . . . . . x射线影像增强器X射线管X-ray image intensifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . X-ray tube . X射线管电压X-ray tube voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37、rm-20-20 rm-32-39 rm22-03 X射线图形X-ray pattern 光电X射线影像增强器XRII rm-36-02 rm-32-01 3. 1. 1 . . . . . . 9 YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 附亵B(资料性附录)试验器件的构造对于试验器件的构成，建议使用一片或多片重元素如鸽、销、铀等的层板。为充分阻隔X射线，试验器件厚度取决于试验器件的构成和使用的元素。该厚度通常为1.0 mm或更厚。1口YY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 附录C(资料性附录)MTF分析仪的MT.凡的测定原理上MT凡
38、的测定非常简单。注s注意关于OTF测量准确度的文件2J见附录Do一个尺寸为0.020mmX 10 mm的狭缝放置于配有光学系统的MTF分析仪的前面。然后该狭缝被聚焦。应以非相干光照射该狭缝，最好由XRII输出屏产生的，或者以具有相同光谱分布的光照射，然后按5.2描述的那样进行MTF的测量。被测定的MTF应对狭缝的MTFr予以修正。应对使用的每一个光学系统测定MTFA。对于5.3 的计算，空间频率的标定应基于XRII的入射面。由于中央放大率会随着XRII的类型不同而变化，因此在实际的计算中基于XRII输出影像的平面，而后对入射面进行重新标定将更为方便。当各光学系统的放大率不为1时，应对XRII输
39、出影像平面(即狭缝平面)进行重新标定。放大率由MTF分析仪提供，否则应单独测定。如果XRII有一个玻璃的输出窗，即影像的平面位于XRII的内部，那么当测定MTFA时，宜在狭缝与光学系统之间放置一个相似的玻璃窗。添加的玻璃窗应该在两面都有防反射的涂层。添加玻璃窗对于大孔径的透镜有重要的影响。注s当使用高质量的光学系统时，对MTFA的修正通常很小，因此推荐使用这样的系统。11 VY/T 0457.7-2003/IEC 61262-7: 1995 12 附景D(资料性附录)参考文献1 J Introduction to the optical transfer function , by C. Williams and O. Becklu时，1989，JohnWiley &. Sons, New York. 2J Optics and optical Instruments-Accuracy of optical transfer funtion measurement, Draft International Standard ISO/DIS 11421.
