《医学影像物理学》课程教学资源（实验指导）医学影像成像理论

医学影像成像理论（原理）实验指导 影像技术实验教学中心 一、X线机输出量的测量实

医学影像成像理论(原理)实验指导 一、X 线机输出量的测量实验 影像技术实验教学中心

【实验目的】 1.掌握X线照射量的测量方法。 2.熟悉X线机输出量的测量方法。 【实验器材与设备】 具有透视功能的医用诊断X线机、照射量仪。 【实验方法与步骤】 1,将照射量仪电离室置于X线机透视床面板后射线束中心轴距床面板2℃m处 2.将照射量仪调节到照射量率测量档，并选择适当量程。 3.选择不同管电压、管电流，分别测量X线机输出照射量率 【实验结果与分析】 将实验步骤3中测得的X线机输出照射量率填入表3-2 ◇量率与光条件 kV和m4s之间的关系。 表3-2不同曝光条件下飞线量表 曝光条件(血A) 60/2 60/3 -70/380/280/3 X线输出量(c·g1·s) 个 【实验目的】 L,加深理解铅当 2.学习铅当量 像技术 激光准直器、测试仪、米尺、透射光密度计、待测试料（铅橡皮 诊视床板、铅玻璃、水泥板等) 【实验方法与步骤】 1.按图3-7摆放实验器材 图3-7铅当量测试装置 2.用激光准直器将X线管焦点、铅当量测武仪准直圆孔的中心和电离室的有效中心调整 在同一条直线上。 3.使焦点至铅当量测试仪准直圆孔的中心的距离为40℃m,标准铅片至电离室有效中心 的距离为10cm

【实验目的】 1. 掌握 X 线照射量的测量方法。 2. 熟悉 X 线机输出量的测量方法。 【实验器材与设备】 具有透视功能的医用诊断 X 线机、照射量仪。 【实验方法与步骤】 1.将照射量仪电离室置于 X 线机透视床面板后射线束中心轴距床面板 2cm 处。 2.将照射量仪调节到照射量率测量档，并选择适当量程。 3.选择不同管电压、管电流，分别测量 X 线机输出照射量率。 【实验结果与分析】 将实验步骤 3 中测得的 X 线机输出照射量率填入表 3-2 中，分析照射量率与曝光条件 kV 和 mAs 之间的关系。 表 3-2 不同曝光条件下 X 线机输出量表 曝光条件（kV/mA） 60/2 60/3 70/2 70/3 80/2 80/3 X线输出量(c·kg－1 ·s) 二、铅当量的测量实验 【实验目的】 1.加深理解铅当量的概念。 2.学习铅当量的测量方法。 【实验器材与设备】 X 线机、标准铅片、激光准直器、测试仪、米尺、透射光密度计、待测试料（铅橡皮、 诊视床板、铅玻璃、水泥板等）。 【实验方法与步骤】 1.按图 3-7 摆放实验器材。 2.用激光准直器将 X 线管焦点、铅当量测试仪准直圆孔的中心和电离室的有效中心调整 在同一条直线上。 图 3-7 铅当量测试装置 3.使焦点至铅当量测试仪准直圆孔的中心的距离为 40cm，标准铅片至电离室有效中心 的距离为 10cm。 影像技术实验教学中心

4.调节照射野的大小，有用线束在标准铅片处的照射直径不大于4cm。 5.选定kW和m4s。 6.测定没有铅片(d=0)时测试点处的照射量率。 7.由薄到厚依次在准直孔内加入铅片，分别记录测试点处的照射量率 8.将各种不同厚度试料插入准直孔内，用上述的几何条件和照射条件，分别测量透射照 射量率。 【实验结果与分析】 1.将实验步骤7中测得测试点处的照射量率X填入表3-3中，在以铅片厚度为横坐标 X线透射照射量率为纵坐标的半对数坐标纸上做出铅的吸收曲线。 表3-3不同厚度铅片的照射量率 标准铅厚度dm) 0 透射照射量率X (CKgs) 2.将实验步骤8中测得各种试料测试点处 猴量率填入表3一-4中，从铅的吸收 曲线上找出与各种试料相同的照射量率数值， 》入对应的铅的厚度即为这些试料的铅当 安 不同试料的铅当量 试料名称 试料厚度(m) 透射照射量率X (C.Kgs) 铅当量(mmPb) 三、半价层的测量实验 【实验目的】 1.掌握半价层的基本概念 2.掌握半价层的测量方法。 【实验器材与设备】 X线机、照射量仪、不同厚度标准滤过铝片、铅准直器、水准仪、米尺等 【实验方法与步骤】

4.调节照射野的大小，有用线束在标准铅片处的照射直径不大于 4cm。 5.选定 kV 和 mAs。 6.测定没有铅片（d＝0）时测试点处的照射量率X0 。 7.由薄到厚依次在准直孔内加入铅片，分别记录测试点处的照射量率 X。 8.将各种不同厚度试料插入准直孔内，用上述的几何条件和照射条件，分别测量透射照 射量率。 【实验结果与分析】 1. 将实验步骤 7 中测得测试点处的照射量率 X 填入表 3-3 中，在以铅片厚度为横坐标、 X 线透射照射量率为纵坐标的半对数坐标纸上做出铅的吸收曲线。 表 3-3 不同厚度铅片的照射量率 标准铅厚度 d（mm） 0 透射照射量率 X （C•Kg-1•s-1） 2. 将实验步骤 8 中测得各种试料测试点处的透视照射量率填入表 3-4 中，从铅的吸收 曲线上找出与各种试料相同的照射量率数值，这些数值对应的铅的厚度即为这些试料的铅当 量。 表 3-4 不同试料的铅当量 试料名称 试料厚度（mm） 透射照射量率 X （C•Kg-1•s-1） 铅当量（mmPb） 三、半价层的测量实验 【实验目的】 1.掌握半价层的基本概念。 2.掌握半价层的测量方法。 【实验器材与设备】 X 线机、照射量仪、不同厚度标准滤过铝片、铅准直器、水准仪、米尺等。 【实验方法与步骤】 影像技术实验教学中心

1.按图3-8所示放置测量仪器。 图3-8半价层的测量示意图 2.利用水准仪调整X线管焦点、准直器圆孔中心及探头中心之位置，使其在一条直线 上. 3.利用米尺测量焦点到标准滤过片（准直器圆孔中心位置）距离为40m,焦点到探测 器有效中心位置为50cm。 4分别预选照射条件，管电压k化管电流4及曝光时间s。 5.在铅准直器内分别放置不同厚度标准铝滤过片，测量对应不同吸收铝片时透射X线强 6变换照射条件，观察半价层与照射条件之间的关系。 【实验结果与分析】 将实验步骤5中测得数据填入表3-5中，以表中吸收镯 为横坐标，以测量的透射 X线量为纵坐标，在半对数坐标纸上绘制标准铝片吸收典羲，标准铝片吸收曲线确定透射 线量为没有吸收铝片时射线强度一半所对应的铝片 卿在该照射条件下的半价层厚度。 表3-5不同标准吸收铝 谢线量(c/kg·s) 吸收铝片 00.40.81.01.4 2.02.42.83.03.43.63.84.0 (m) 透射线量 (c·kg·s) 像技 、管电压在X线摄影中的作用实验 通过选用不同的管电压对铝梯进行摄影，将铝梯照片的密度值作图39所示的坐标图观 察，掌握管电压在X线摄影中所起的作用。 图3-9铝梯X线照片密度曲线 【实验器材与设备】 X线机、X线照片密度仪、暗盒、胶片、铝梯、铅橡皮、铅号码、坐标纸。 【实验方法与步骤】 L.将装有10”×12”X线胶片的暗盒用铅笔在长轴方向分成五等份，分别标记为I、Ⅱ

1.按图 3-8 所示放置测量仪器。 2. 利用水准仪调整 X 线管焦点、准直器圆孔中心及探头中心之位置，使其在一条直线 上。 图 3-8 半价层的测量示意图 3.利用米尺测量焦点到标准滤过片（准直器圆孔中心位置）距离为 40cm，焦点到探测 器有效中心位置为 50cm。 4.分别预选照射条件，管电压 kV、管电流 mA 及曝光时间 s。 5.在铅准直器内分别放置不同厚度标准铝滤过片，测量对应不同吸收铝片时透射 X 线强 度。 6.变换照射条件，观察半价层与照射条件之间的关系。 【实验结果与分析】 将实验步骤 5 中测得数据填入表 3-5 中，以表中吸收铝片厚度为横坐标，以测量的透射 X 线量为纵坐标，在半对数坐标纸上绘制标准铝片吸收曲线。由标准铝片吸收曲线确定透射 线量为没有吸收铝片时射线强度一半所对应的铝片厚度，即在该照射条件下的半价层厚度。 表 3-5 不同标准吸收铝片对应透射线量(c/kg·s) 吸收铝片 （mm） 0 0.4 0.8 1.0 1.4 1.6 1.8 2.0 2.4 2.8 3.0 3.4 3.6 3.8 4.0 透射线量 (c·kg-1·s) 四、管电压在 X 线摄影中的作用实验 【实验目的】 通过选用不同的管电压对铝梯进行摄影，将铝梯照片的密度值作图 3-9 所示的坐标图观 察，掌握管电压在 X 线摄影中所起的作用。 图 3-9 铝梯 X 线照片密度曲线 【实验器材与设备】 X 线机、X 线照片密度仪、暗盒、胶片、铝梯、铅橡皮、铅号码、坐标纸。 【实验方法与步骤】 1.将装有 10〞×12〞X 线胶片的暗盒用铅笔在长轴方向分成五等份，分别标记为Ⅰ、Ⅱ、 影像技术实验教学中心

Ⅲ、Ⅳ、V五个区。将暗盒置于摄影台上，使暗盒长轴垂直于摄影台长轴（不采用暗盒长轴 平行于摄影台长轴的原因是避免阳极效应的影响)。 2将铝梯置于暗盒的第I区中间，用铅橡皮遮盖Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V区，调整X线管位置使 焦-片距为100cm,X线中心线通过第I曝光区中心垂直入射，曝光条件为40kV、50mAs,用 铅号码做好标记“1”。 3.移动铅橡皮遮盖两边，改换曝光区Ⅱ，调整X线管位置使焦一片距为100cm,中心X 线通过第Ⅱ曝光区垂直入射，曝光条件为60kV、5mAs,用铅号码做好标记“2”。 4.移动铅橡皮遮盖两边，改换联光区Ⅲ，调整X线管使焦一片距为100m,中心X线通 过第Ⅲ降光区垂直入射，屡光条件为80kW、2.5As,用铅号码做好标记“3”。 5.移动铅橡皮遮盖两边，改换联光区N,调整X线管使焦一片距1G心m,中心X线通 过第V曝光区垂直入射，曝光条件为100k、1As,用铅号码做记 6.移动铅橡皮遮盖已光区，改换躁光区V,调整X >片距为100cm,中心X 线通过第V曝光区垂直入射，曝光条件为12OkV、1m 码做好标记“5”。 7,对胶片进行暗室冲洗处理。 8.用X线照片密度仪测出五种铝梯照片 梯的密度值D。 【实验结果与分析】 1实验数据记录，将实验步 画测密度值填入表3-6中。 表3 淘摩光条件各阶铝梯的密度值 曝光条件 铝梯照片上各阶对应的密度值 KV mAs 1 2 3 89101112131415161718192021 4050 60 802.5 1001 120 2.用m坐标纸，在以铝梯阶数为横坐标(5m代表一阶入、密度值D为纵坐标(1cm 代表密度0.2)的坐标系内，用不同线条分别作出五条密度曲线。根据曲线分析管电压在X 线摄影中的作用。 【思考题】

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个区。将暗盒置于摄影台上，使暗盒长轴垂直于摄影台长轴（不采用暗盒长轴 平行于摄影台长轴的原因是避免阳极效应的影响）。 2.将铝梯置于暗盒的第Ⅰ区中间，用铅橡皮遮盖Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区，调整 X 线管位置使 焦－片距为 100cm，X 线中心线通过第Ⅰ曝光区中心垂直入射，曝光条件为 40kV、50mAs,用 铅号码做好标记“1”。 3.移动铅橡皮遮盖两边，改换曝光区Ⅱ，调整 X 线管位置使焦－片距为 100cm，中心 X 线通过第Ⅱ曝光区垂直入射，曝光条件为 60kV、5mAs, 用铅号码做好标记“2”。 4.移动铅橡皮遮盖两边，改换曝光区Ⅲ，调整 X 线管使焦－片距为 100cm，中心 X 线通 过第Ⅲ曝光区垂直入射，曝光条件为 80kV、2.5mAs，用铅号码做好标记“3”。 5.移动铅橡皮遮盖两边，改换曝光区Ⅳ，调整 X 线管使焦－片距为 100cm，中心 X 线通 过第Ⅳ曝光区垂直入射，曝光条件为 100kV、1mAs，用铅号码做好标记“4”。 6.移动铅橡皮遮盖已曝光区，改换曝光区Ⅴ，调整 X 线管使焦－片距为 100cm，中心 X 线通过第Ⅴ曝光区垂直入射，曝光条件为 120kV、1mAs，用铅号码做好标记“5”。 7.对胶片进行暗室冲洗处理。 8.用 X 线照片密度仪测出五种铝梯照片中各阶铝梯的密度值 D。 【实验结果与分析】 1.实验数据记录，将实验步骤 8 中所测密度值填入表 3-6 中。 表 3-6 不同曝光条件各阶铝梯的密度值 曝光条件 铝梯照片上各阶对应的密度值 KV mAs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 40 50 60 5 80 2.5 100 1 120 1 2．用 mm 坐标纸，在以铝梯阶数为横坐标（5mm 代表一阶）、密度值 D 为纵坐标（1cm 代表密度 0.2）的坐标系内，用不同线条分别作出五条密度曲线。根据曲线分析管电压在 X 线摄影中的作用。 【思考题】 影像技术实验教学中心

X线摄影中，对于人体的不同部位、不同组织结构应如何选择管电压？ 五、毫安秒在X线摄影中的作用实验 【实验目的】 通过选用相同的管电压、不同的毫安秒(ms)对水模进行X线摄影，将水模照片的密 度值作图观察，掌握管毫安秒在X线摄影中所起的作用。 【实验器材与设备】 X线机、X线照片密度仪、暗盒、胶片、水模、铅橡皮、铅号码。 【实验方法与步骤】 1.将装有12”×15”胶片的暗盒用铅笔均匀地分成六等份，分别标记为I、Ⅱ、Ⅲ、 m父节 3.调整X线管位置使焦一片距为100m,并将X线束的贪准被曝光区域的中心， 使用70kK10m5曝光条件进行第一次曝光，用铅号得稀2“1”。 4.重复步骤2、3，保持70kV不变， ms分 、30、40、50、60，依次对 Ⅲ、V、V、五个区域进行曝光，并分另 3”、“4”、“5”、“6” 5.对胶片进行暗室冲洗处理。 6用X线照片密度仪分别测出米 区域的密度值D,并做好相应的记录。 【实验结果与分析】 1.实验数据记录，度值填入表3-7中。 3-7不同毫安秒水模照片的密度值 10mAs 20mAs 30mAs 40mAs 50mAs 60mAs 水模密度值 2.用m坐标纸，以m45为横坐标、照片的密度值为纵坐标，绘出m5与密度值之间的 关系曲线。根据所得曲线分析ms在X线摄影中的作用。 【思考题】 讨论ms的大小与X线照片密度值之间的关系。 一、基本二值、五值ROC的测定与分析 (一)实验目的 1,掌握ROC理论在医学影像质量评价中的应用

X 线摄影中，对于人体的不同部位、不同组织结构应如何选择管电压？ 五、毫安秒在 X 线摄影中的作用实验 【实验目的】 通过选用相同的管电压、不同的毫安秒（mAs）对水模进行 X 线摄影，将水模照片的密 度值作图观察，掌握管毫安秒在 X 线摄影中所起的作用。 【实验器材与设备】 X 线机、X 线照片密度仪、暗盒、胶片、水模、铅橡皮、铅号码。 【实验方法与步骤】 1.将装有 12〞×15〞胶片的暗盒用铅笔均匀地分成六等份，分别标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六个区。将暗盒置于摄影台上，使暗盒长轴垂直于摄影台长轴。 2.用铅橡皮将Ⅰ区之外的暗盒全部遮挡，并将水模置于其上。 3.调整 X 线管位置使焦－片距为 100cm，并将 X 线束的中心线对准被曝光区域的中心， 使用 70kV、10mAs 曝光条件进行第一次曝光，用铅号码做好标记“1”。 4.重复步骤 2、3，保持 70kV 不变， mAs 分别选为 20、30、40、50、60，依次对Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ五个区域进行曝光，并分别标记为“2”、“3”、“4”、“5”、“6”。 5.对胶片进行暗室冲洗处理。 6.用 X 线照片密度仪分别测出每个区域的密度值 D，并做好相应的记录。 【实验结果与分析】 1.实验数据记录，将所测密度值填入表 3-7 中。 表 3-7 不同毫安秒水模照片的密度值 70kV 10mAs 20mAs 30mAs 40mAs 50mAs 60mAs 水模密度值 2．用 mm 坐标纸，以 mAs 为横坐标、照片的密度值为纵坐标，绘出 mAs 与密度值之间的 关系曲线。根据所得曲线分析 mAs 在 X 线摄影中的作用。 【思考题】 讨论 mAs 的大小与 X 线照片密度值之间的关系。 一、基本二值、五值 ROC 的测定与分析 （一）实验目的 1．掌握 ROC 理论在医学影像质量评价中的应用。 影像技术实验教学中心

2.掌握基本的二值、五值ROC测试方法 (二)实验器材与设备 1.实验器材：观片灯、透射式密度计、胸部模拟体模等。 )胸部模拟体模 体模结构：胸部模拟体模由100个直径2m的丙烯树脂小球以间隔2m的距离排列组成， 用有机玻璃板夹紧固定。摄取体模影像，影像中，丙烯树脂小球影像模拟胸部病灶，小球间 隔模拟噪声。体模示意图如图4-15所示 图4-15胸部模拟体模示意图 2.实验设备：X线机。 (三)实验方法与步骤 1.以5人为一组，在普通X线机上，拍摄胸部模拟体模影像及冲洗条件以使影 像密度达到0.7010.05为准。 2.将胸部模拟体模影像置于观片灯上，一人作大测试)进行观测点的选取：一人作 为记录员，进行判断结果的记录：另三人依次进行狄或觉判断。首先，测试员在影像上 有效区域中任意选择一点（信号或噪声点）， 式者，受试者在5s时间内进行信号有 无的判断，回答“有”或“是”（有信必 没有”或“不是”（没有信号，有噪声）。记 录员记录下判断者回答结果（表4 画复进行，以对100个信号，100个噪声点判断为宜。 然后，换另一名观测者，重复》 记录。获得本组四人的判断数据，计算出每人判断的敏 感性、特异性值，绘今 并将四条曲线放置在同一坐标系中，计算出每位受试者 的曲线下包用面积有 微四人的信号检出能力。 记录方法： (员实际指示了一个信号（病灶模拟点），受试者判断为“有”或“是” (有信号)，记录员在真阳性判断中记录一次：受试者判断为“没有”或“不是”（没有信号 有噪声)，记录员在假阳性判断中记录一次。如测试员实际指示了一个噪声（非病灶模拟点）， 受试者判断为“有”或“是”（有信号），记录员在真阴性判断中记录一次：受试者判断为 “没有”或“不是”（没有信号，有噪声），记录员在假阴性判断中记录一次。 表4-4二值判断记录表 编号 真阳性判断 真阴性判断 假阳性判断 假阴性判断

2．掌握基本的二值、五值 ROC 测试方法。 （二）实验器材与设备 1．实验器材：观片灯、透射式密度计、胸部模拟体模等。 ⑴胸部模拟体模 体模结构：胸部模拟体模由 100 个直径 2mm 的丙烯树脂小球以间隔 2mm 的距离排列组成， 用有机玻璃板夹紧固定。摄取体模影像，影像中，丙烯树脂小球影像模拟胸部病灶，小球间 隔模拟噪声。体模示意图如图 4-15 所示。 2．实验设备：X 线机。 （三）实验方法与步骤 1．以 5 人为一组，在普通 X 线机上，拍摄胸部模拟体模影像。曝光及冲洗条件以使影 像密度达到 0.700.05 为准。 2．将胸部模拟体模影像置于观片灯上，一人作为测试员，进行观测点的选取；一人作 为记录员，进行判断结果的记录；另三人依次进行二值的视觉判断。首先，测试员在影像上 有效区域中任意选择一点（信号或噪声点），指示给受试者，受试者在 5s时间内进行信号有 无的判断，回答“有”或“是”（有信号）或“没有”或“不是”（没有信号，有噪声）。记 录员记录下判断者回答结果（表 4-4）。重复进行，以对 100 个信号，100 个噪声点判断为宜。 然后，换另一名观测者，重复判断、记录。获得本组四人的判断数据，计算出每人判断的敏 感性、特异性值，绘制ROC曲线。并将四条曲线放置在同一坐标系中，计算出每位受试者 的曲线下包围面积值AZ，比较四人的信号检出能力。 记录方法：如测试员实际指示了一个信号（病灶模拟点），受试者判断为“有”或“是” （有信号），记录员在真阳性判断中记录一次；受试者判断为“没有”或“不是”（没有信号， 有噪声），记录员在假阳性判断中记录一次。如测试员实际指示了一个噪声（非病灶模拟点）， 受试者判断为“有”或“是”（有信号），记录员在真阴性判断中记录一次；受试者判断为 “没有”或“不是”（没有信号，有噪声），记录员在假阴性判断中记录一次。 表 4-4 二值判断记录表 编号 真阳性判断 真阴性判断 假阳性判断 假阴性判断 1 2 图 4-15 胸部模拟体模示意图 影像技术实验教学中心

00 3.将胸部模拟体模影像置于观片灯上，一人作为测试员，进行观测点的选取：一人作 为记录员，进行判断结果的记录：另三人依次进行五值的视觉判断。首先，测试员在影像上 有效区域中任意选择一点（信号或噪声点），指示给受试者，受试者在5s时间内进行信号有 无的判断，回答“肯定有”（有信号）、“好像有”（好像有信号）、“看不清”（图像模糊或 其它原因导致无法做出判断)、“好像没有”（没有信号，好像有噪声）或“肯定没有”（没有 信号，有噪声)。记录员记录下判断者回答结果（表4-5）。重复进行，②00个信号，10 个噪声点判断为宜。然后，换另一名受试者，重复判断、记录义珍术组西人的判断数据， 计算出每人判断的P(S|s)、P(S|)值，绘制ROC曲线将四条曲线放置在同一坐标 系中，计算出每位受试者的曲线下包围面积值A:, X号检出能力 记录方法：如测试员实际指示了一个信号( 点)，受试者判断为“肯定有”（有 信号)，记录员在信号行背定有判断一栏中 受试者判断为“好像有”（好像有信 号)，记录员在信号行好像有一栏中记录会 受试者判断为“看不清”（图像模糊或其它原 因导致无法做出判断)，记录员在 栏中记录一次：受试者判断为“好像没有” (没有信号，好像有噪声)、 生信号行好像没有一栏中记录一次：受试者判断为“肯 定没有”（没有信号， ,)录员在信号行背定没有一栏中记录一次。如测试员实际指 示了一个噪声( 点)，受试者进行判断，记录者按相同方法记录。 需要注意的巡试者如果判断有无信号，则按相应判断答案填写记录表。如果受试者的 判断是有无噪声，则填写记录表时，按受试者答案的相反填写。如测试员实际指示了一个信 号，受试者判断答案为“有噪声”，记录员应在信号行肯定没有一栏中记录一次：受试者判 断答案为“好像有噪声”，记录员在信号行好像没有一栏中记录一次，以此类推 表4-5五值判断记录表 类别 肯定有 好像有 不清楚 好像没有 背定没有 信号 噪声

3 . 100 3．将胸部模拟体模影像置于观片灯上，一人作为测试员，进行观测点的选取；一人作 为记录员，进行判断结果的记录；另三人依次进行五值的视觉判断。首先，测试员在影像上 有效区域中任意选择一点（信号或噪声点），指示给受试者，受试者在 5s时间内进行信号有 无的判断，回答“肯定有”（ 有信号）、“好像有”（好像有信号）、“看不清”（图像模糊或 其它原因导致无法做出判断）、“好像没有”（没有信号，好像有噪声）或“肯定没有”（没有 信号，有噪声）。记录员记录下判断者回答结果（表 4-5）。重复进行，以对 100 个信号，100 个噪声点判断为宜。然后，换另一名受试者，重复判断、记录。获得本组四人的判断数据， 计算出每人判断的P（S│s）、P（S│n）值，绘制ROC曲线。并将四条曲线放置在同一坐标 系中，计算出每位受试者的曲线下包围面积值AZ，比较四人的信号检出能力。 记录方法：如测试员实际指示了一个信号（病灶模拟点），受试者判断为“肯定有”（有 信号），记录员在信号行肯定有判断一栏中记录一次；受试者判断为 “好像有”（好像有信 号），记录员在信号行好像有一栏中记录一次；受试者判断为“看不清”（图像模糊或其它原 因导致无法做出判断），记录员在信号行不清楚一栏中记录一次；受试者判断为“好像没有” （没有信号，好像有噪声），记录员在信号行好像没有一栏中记录一次；受试者判断为“肯 定没有”（没有信号，有噪声），记录员在信号行肯定没有一栏中记录一次。如测试员实际指 示了一个噪声（非病灶模拟点），受试者进行判断，记录者按相同方法记录。 需要注意的是受试者如果判断有无信号，则按相应判断答案填写记录表。如果受试者的 判断是有无噪声，则填写记录表时，按受试者答案的相反填写。如测试员实际指示了一个信 号，受试者判断答案为“有噪声”，记录员应在信号行肯定没有一栏中记录一次；受试者判 断答案为“好像有噪声”，记录员在信号行好像没有一栏中记录一次，以此类推。 表 4-5 五值判断记录表 类 别 肯定有 好像有 不清楚 好像没有 肯定没有 信 号 噪 声 影像技术实验教学中心

(四)实验结果与分机 1.获得每个受试者的详细ROC数据，制作ROC曲线。 2.比较2值与5值判断法的准确性 3.利用ROC对不同成像方法进行比较。 注意：为保持实验准确性，确保数据有效。观测者进行判读时，测试员、记录员不能告 诉观测者其结果的正确与否。 二、利用ALVM体模进行数字乳腺X线摄影的ROC分析 (一)实验目的 1,掌握利用ALVM体模进行数字乳腺X线摄影ROC评测的方法。 2.掌握ALVIM体模TRM的使用和数据处理方法。 3.了解数字X线成像系统的ROC分析。 (二)实验器材与设备 中心 1.实验器材：观片灯、透射式密度计、ALVIM乳联绣模TRM等。 2.实验设备：数字乳腺X线机。 (三)实验方法与步骤 1.以3人为一组，在乳X机 购部组织信号噪声体模、ALVM乳腺模拟体 模的影像。曝光及冲洗条件以使不 度达到0.70吐0.05为准。 2.将ALVIM乳腺模拟) 形像置于观片灯上，一人作为测试员，进行观测点的选取： “人作为记录员，进行 记录：另一人进行五值的视觉判断。首先，测试员在影像 上选择含直径为Q所 钙化灶的一组圆形体，指示给受试者，受试者在5s时间内进行 信号有无的判您 体模影像上某一尺寸的钙化灶或肿块灶仅有5个信号(s)、5个噪声 (),受试者对信号(s)影像判断结果也用5阶法：判断绝对有，记作100：判断可能有， 记作75：判断不清楚，记作50：判断可能没有，记作25：判断绝对没有，记作0。记录员 记录下判断者回答结果。数据记录表如表4-5。 3.将式中的观察者对s判断结果与金标准的对照所得的总分值表示为A,对判断结 果与金标准对照所得的总分值表示为Z,则受试者的真阳性和假阳性概率为 PSs)=2×10-3A (4-35) Pn)=2×10-3Z (4-36 P=0.5+10-3(4-Z） (4-37)

（四）实验结果与分析 1．获得每个受试者的详细 ROC 数据，制作 ROC 曲线。 2．比较 2 值与 5 值判断法的准确性。 3．利用 ROC 对不同成像方法进行比较。 注意：为保持实验准确性，确保数据有效。观测者进行判读时，测试员、记录员不能告 诉观测者其结果的正确与否。 二、利用 ALVIM 体模进行数字乳腺 X 线摄影的 ROC 分析 （一）实验目的 1．掌握利用 ALVIM 体模进行数字乳腺 X 线摄影 ROC 评测的方法。 2．掌握 ALVIM 体模 TRM 的使用和数据处理方法。 3．了解数字 X 线成像系统的 ROC 分析。 （二）实验器材与设备 1．实验器材：观片灯、透射式密度计、ALVIM 乳腺模拟体模 TRM 等。 2．实验设备：数字乳腺 X 线机。 （三）实验方法与步骤 1．以 3 人为一组，在乳腺 X 线机上，拍摄胸部组织信号噪声体模、ALVIM 乳腺模拟体 模的影像。曝光及冲洗条件以使影像密度达到 0.700.05 为准。 2．将 ALVIM 乳腺模拟体模影像置于观片灯上，一人作为测试员，进行观测点的选取； 一人作为记录员，进行判断结果的记录；另一人进行五值的视觉判断。首先，测试员在影像 上选择含直径为 0.2mm 模拟钙化灶的一组圆形体，指示给受试者，受试者在 5s 时间内进行 信号有无的判断。由于体模影像上某一尺寸的钙化灶或肿块灶仅有 5 个信号（s）、5 个噪声 （n），受试者对信号（s）影像判断结果也用 5 阶法：判断绝对有，记作 100；判断可能有， 记作 75；判断不清楚，记作 50；判断可能没有，记作 25；判断绝对没有，记作 0。记录员 记录下判断者回答结果。数据记录表如表 4-5。 3．将式中的观察者对 s 判断结果与金标准的对照所得的总分值表示为 A，对 n 判断结 果与金标准对照所得的总分值表示为 Z ，则受试者的真阳性和假阳性概率为  sSP A3 102   （4-35）   nSP Z3 102   （4-36） P   ZA  3 det 105.0 （4-37） 影像技术实验教学中心

Pae表示对影像信号的判断概率值，0.5<Pdetsl.0,Pd的物理意义就是ROC曲线下的面 积值(Az,表示检测信号的多少。 由上式得到的P(Ss)和P(S)可以在ROC图中计算出一个坐标点的位置，由于该方法得到 的ROC曲线是对称于副对角线的，所以，可以取得关于副对角线对称的另一个点。将两点 与(0,0)、(1,1)点连接，得到的即为R0C曲线。同时可以由公式4-32计算出受试者判 断的信号的概率值P(相当于ROC曲线面积值Az)。表4-6、4-7、4-8为某一实验的数据实 中心 表4-6观察者对ALVIM体模TR中某 尽灶的判断结果 观察者判断影像 s)和噪声(n)的序号 8 10 判断者判断结果 0 75 00 75 25 50 记分情况 信号(s)和噪声(n 的真实情况 注：“”代 橡技 “+”代表信号“s” 1位观察者对钙化灶信号判断的真阳性和假阳性平均值 判断结果 0.20 0.25 0.32 0.40 0.55 P (S P (S P(S P(S P (S P (S P (S P (S P (S P (SI s) s) n) s) n) s) n) s) n) 0.60 0.10 1.00 0.55 1.00 0.1 1.0 0.05 1.00 0.20 0.15 0.50 0.40 1.00 0.45 1.0 0.00 1.00 0.15 c0.5 0.000.900.15 1.000.10 0.80.001.00 0.15 D0.35 0.00 0.900.50 1.00 0.20 1.00.00 1.00 0.30

Pdet表示对影像信号的判断概率值,0.5＜Pdet≤1.0，Pdet的物理意义就是ROC曲线下的面 积值(Az)，表示检测信号的多少。 由上式得到的P(S|s)和P(S|n)可以在ROC图中计算出一个坐标点的位置，由于该方法得到 的ROC曲线是对称于副对角线的，所以，可以取得关于副对角线对称的另一个点。将两点 与（0，0）、（1，1）点连接，得到的即为ROC曲线。同时可以由公式 4-32 计算出受试者判 断的信号的概率值Pded(相当于ROC曲线面积值Az)。表 4-6、4-7、4-8 为某一实验的数据实 例。 表 4-6 观察者对 ALVIM 体模 TRM 中某一尺寸钙化灶的判断结果 观察者判断影像上的信号（s）和噪声（n）的序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 判断者判断结果 记分情况 0 75 100 0 25 100 0 75 25 50 信号（s）和噪声（n） 的真实情况 - + + - - + - + - + 注：“-”代表噪声“n”，“+”代表信号“s” 表 4-7 4 位观察者对钙化灶信号判断的真阳性和假阳性平均值 判 断 结 果 0.20 0.25 0.32 0.40 0.55 判 断 者 P（S│ s） P（S│ n） P（S│ s） P（S│ n） P（S│ s） P（S│ n） P（S│ s） P（S│ n） P（S│ s） P（S│ n） A 0.60 0.10 1.00 0.55 1.00 0.1 1.0 0.05 1.00 0.20 B 0.15 0.50 0.95 0.40 1.00 0.45 1.0 0.00 1.00 0.15 C 0.5 0.00 0.90 0.15 1.00 0.10 0.8 0.00 1.00 0.15 D 0.35 0.00 0.90 0.50 1.00 0.20 1.0 0.00 1.00 0.30 影像技术实验教学中心