不同感度數(shù)字化胸部X線攝影對(duì)圖像質(zhì)量的影響

朱純生ZHU Chunsheng

洪國(guó)斌2HONG Guobin

何 強(qiáng)1HE Qiang

范憲淼1FAN Xianmiao

鄭曉林1ZHENG Xiaolin

不同感度數(shù)字化胸部X線攝影對(duì)圖像質(zhì)量的影響

朱純生1ZHU Chunsheng

洪國(guó)斌2HONG Guobin

何 強(qiáng)1HE Qiang

范憲淼1FAN Xianmiao

鄭曉林1ZHENG Xiaolin

目的探討不同感度數(shù)字化胸部X線正位攝影對(duì)圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。資料與方法隨機(jī)選擇300例行胸部X線檢查的健康體檢者，按體重指數(shù)分為正常組150例和超重組150例，每組再隨機(jī)分為低感度組、中感度組和高感度組3個(gè)亞組（每亞組各50例），在其他參數(shù)不變的情況下每個(gè)亞組分別行S200、S400和S800數(shù)字化胸部X線正位攝影，并上傳至PACS工作站，記錄每次曝光的曝光量和輻射劑量面積乘積（DAP）值，由3位醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，比較各組受檢者在不同感度下的曝光量、DAP、圖像質(zhì)量評(píng)分和噪聲情況。結(jié)果正常組中低感度組、中感度組和高感度組的曝光量及DAP差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=1443.191～1829.895, P＜0.05），圖像質(zhì)量比較和噪聲比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.686～2.516, P＞0.05）。超重組中低感度組、中感度組和高感度組下的曝光量、DAP、圖像質(zhì)量評(píng)分及噪聲比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=163.358～290.656, P＜0.05）。單因素方差分析兩兩對(duì)比，兩組曝光量值低感度組＞中感度組＞高感度組（F=0.626～3.210，P＜0.05），DAP值低感度組＞中感度組＞高感度（F=0.416～1.416, P＜0.05），正常組圖像質(zhì)量比較及噪聲比較無(wú)差別（F=0.001～0.100, P＞0.05），在超重組中低感度組與中感度組無(wú)差別（F=0.120～0.145, P＞0.05），低感度組與高感度組及中感度組與高感度組有差異（F=1.655～2.360, P＜0.05）。結(jié)論調(diào)節(jié)感度可以在不影響圖像質(zhì)量的前提下有效控制輻射劑量。正常體型可以選擇高感度攝影，而超重體型可以選擇中感度或低感度攝影。

放射攝影術(shù)，胸部；感光度；圖像質(zhì)量；質(zhì)量控制；輻射劑量

數(shù)字化X線攝影量子檢測(cè)率高、寬容度大、圖像質(zhì)量好、輻射劑量低[1,2]。數(shù)字化X線攝影降低輻射劑量的方法較多，本文旨在通過(guò)不同感度對(duì)不同體型人群行胸部X線攝影，找出適合于不同體型人群的感度，在獲得滿(mǎn)意圖像質(zhì)量的同時(shí)，盡可能降低輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 隨機(jī)選擇2013-03～05行胸部數(shù)字化X線攝影的300例體檢者，其中男210例，女90例；年齡23～50歲，平均（30.0±12.9）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①正常健康成年人；②因體格檢查行胸部X線檢查者；③無(wú)計(jì)劃近期懷孕者。排除有肺部疾病、心臟病、脊柱側(cè)彎畸形、不能配合呼吸者及運(yùn)動(dòng)員。

1.2 儀器與方法 采用Philips Digital Diagnost系統(tǒng)，43 cm×43 cm碘化銫平板探測(cè)器，像素尺寸143 μm，4K顯示器。300例體檢者按體重指數(shù)（BMI）分為正常組（BMI 18.5～23.9 kg/m2）150例和超重組（BMI 24.0～34.0 kg/m2）150例；每組再隨機(jī)分為低感度組（S200）、中感度組（S400）和高感度組（S800）3個(gè)亞組，每個(gè)亞組各50例。掃描參數(shù)：管電壓125 kV，附加濾過(guò)0.1CU+1AL，焦片距180 cm、視野43 cm×43 cm，自動(dòng)控制。低感度組用感度S200+2、中感度組用感度S400+2、高感度組用感度S800+2行數(shù)字化胸部X線攝影，記錄每次的射線曝光量和輻射劑量面積乘積（DAP）值。圖像傳送至PACS后處理工作站，由3位主治醫(yī)師采用雙盲法對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，意見(jiàn)不一致時(shí)采用少數(shù)服從多數(shù)原則。選取3例不同體型志愿者（BMI分別是23 kg/m2、26 kg/m2和33.3 kg/m2），分別用3種感度行胸部X線正位攝影，對(duì)比圖像質(zhì)量。受檢者均知情同意并簽署知情同意書(shū)。

1.3 圖像質(zhì)量和噪聲評(píng)價(jià) 參考胸部立位高電壓攝影胸片視覺(jué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3]并結(jié)合有關(guān)資料制訂圖像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[4]。①肺紋理的分布：內(nèi)帶、外帶、隔下肺紋理、心后影肺紋理；②氣管的顯示：氣管、氣管隆突、左主支氣管、右主支氣管；③縱隔：1～4胸椎、肺門(mén)結(jié)構(gòu)、心緣；④肋骨：骨皮質(zhì)、骨小梁；⑤胸壁軟組織：胸壁周?chē)浗M織、脂肪線。以上每項(xiàng)顯示清晰1分，不清晰0分，共15分。噪聲評(píng)價(jià)：無(wú)噪聲，3分；噪聲較少，2分；噪聲明顯，但不影響診斷，1分；噪聲明顯，且影響診斷，0分[4]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0軟件，各組感度中曝光量、DAP、圖像質(zhì)量評(píng)分和噪聲的比較采用單因素方差分析，組間曝光量、DAP比較采用Games-Howell法，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組不同感度下胸部X線正位攝影的曝光量與DAP比較 正常組3種感度的曝光量和DAP差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=1443.191、1829.895, P＜0.05）。3種感度超重組的曝光量和DAP差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=169.929～2290.656, P＜0.05）。單因素方差分析2組曝光量和DAP低感度組與中感度組、低感度組與高感度組、中感度組與高感度組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.265～3.210, P＜0.05），且低感度組＞中感度組＞高感度組。見(jiàn)表1、2。

表2 超重組3個(gè)亞組曝光量及DAP比較

2.2 各組不同感度下的圖像質(zhì)量評(píng)分與噪聲比較 正常組3種感度的圖像質(zhì)量評(píng)分和噪聲比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.686～2.516, P＞0.05）。超重組3種感度的圖像質(zhì)量評(píng)分和噪聲比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=163.358～223.934, P＜0.05）；其中，低感度組與高感度組、中感度組與高感度組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=1.655～2.360, P＜0.05）。本組7例噪聲評(píng)分為0；32例噪聲評(píng)分為1分，可以滿(mǎn)足診斷要求，圖像質(zhì)量評(píng)分為12～13分，見(jiàn)表3、4。

表3 正常組3個(gè)亞組的圖像質(zhì)量評(píng)分及噪聲比較（分）

表4 超重組3個(gè)亞組的圖像質(zhì)量評(píng)分及噪聲比較（分）

2.3 受檢者圖像質(zhì)量對(duì)比 BMI為23 kg/m2、26 kg/m2的受檢者在感度為S200+2、S400+2、S800+2時(shí)，均可以清晰顯示肺部結(jié)構(gòu)，獲得滿(mǎn)足診斷要求的圖像質(zhì)量。BMI為33 kg/m2的受檢者在感度為S200+2、S400+2時(shí)，可以獲得滿(mǎn)足診斷要求的圖像質(zhì)量；在感度為S800+2時(shí)，噪聲較大，圖像質(zhì)量不清晰。見(jiàn)圖1～3。

圖1 男，30歲，正常體型，BMI=23 kg/m2。A～C分別為感度為S200+2、S400+2、S800+2時(shí)的圖像，肺部紋理延續(xù)可追蹤到外帶，其他結(jié)構(gòu)清晰，圖像質(zhì)量無(wú)明顯區(qū)別

圖2 女，36歲，超重體型，BMI=26 kg/m2。A～C分別為感度為S200+2、S400+2、S800+2時(shí)的圖像，肺部紋理延續(xù)可追蹤到外帶，其他結(jié)構(gòu)清晰，圖像質(zhì)量無(wú)明顯區(qū)別

圖3 男，28歲，超重體型，BMI=33 kg/m2。A～C分別為感度為S200+2、S400+2、S800+2是的圖像。A、B.肺部紋理延續(xù)可追蹤到外帶，其他結(jié)構(gòu)清晰，圖像質(zhì)量無(wú)差別，能滿(mǎn)足診斷；C.肺紋理不能追蹤到外帶，末梢顯示不清，噪聲較大，不能滿(mǎn)足診斷

3 討論

數(shù)字化攝影有很大的寬容度，在一定范圍內(nèi)不會(huì)因?yàn)槠毓饬窟^(guò)大或過(guò)小而使圖像出現(xiàn)黑片或白片現(xiàn)象，采用很小的曝光量仍可以獲得滿(mǎn)足診斷要求的圖像。合理使用低劑量的輻射防護(hù)最優(yōu)化（as low as reasonably achievable, ALARA）原則是數(shù)字X線成像技術(shù)降低輻射劑量的基本內(nèi)涵。ALARA的核心內(nèi)容是，在臨床放射學(xué)實(shí)踐中，采用確保圖像質(zhì)量能滿(mǎn)足臨床檢查需要的最低劑量。胸部數(shù)字化攝影一般使用高千伏攝影模式[5]，即固定125 kV、自動(dòng)控制曝光、固定感度值和濾過(guò)方式等，這些參數(shù)中可變化的是曝光量值。影響數(shù)字化攝影圖像質(zhì)量的主要是噪聲[6]，過(guò)量的噪聲可能影響視覺(jué)對(duì)所接受信息的理解，淹沒(méi)病灶信息，干擾診斷結(jié)果。利用附加濾過(guò)[7-9]、提高千伏值[10]、適度控制照射野等均可以降低輻射劑量。盡管利用感度可以降低輻射劑量[11]，孫建忠等[12]研究發(fā)現(xiàn)在125 kV下感度S200+4與S800-4的DAP相差約5倍（DAP分別為53.33、12.73 mGy·cm2），但是圖像質(zhì)量評(píng)分相差不大（IQFinv值分別為3.22、2.17）。曝光量隨感度的增高而降低。Philips Digital Diagnost系統(tǒng)設(shè)置了S200、S400、S800三檔，每檔有±4微調(diào)等級(jí)。不同部位設(shè)置了相應(yīng)的感度，胸部正位默認(rèn)設(shè)置為S400+2。自動(dòng)曝光時(shí)，感度有S200、S400、S800，分別對(duì)應(yīng)1倍、2倍、4倍的電離室增益。選擇不同的感度可以調(diào)節(jié)自動(dòng)曝光時(shí)間，相應(yīng)地縮短或增加曝光量。本組正常組高感度組的圖像質(zhì)量和噪聲與低感度組、中感度組無(wú)明顯差異，均能滿(mǎn)足臨床診斷要求；但是其曝光量和DAP值降低幅較大，每檔相差約30%～50%，即低感度組＞中感度組＞高感度組。因此，正常體型選擇高感度攝影既可以降低輻射劑量又能保證圖像質(zhì)量。超重組150例受檢者中低感度組和中感度組下的圖像質(zhì)量評(píng)分和噪聲無(wú)差別，可以滿(mǎn)足診斷；但與高感度組相比，圖像質(zhì)量評(píng)分和噪聲有差異。超重組7例噪聲評(píng)分為0，完全不能滿(mǎn)足診斷；32例噪聲評(píng)分1分，有少量噪聲但能滿(mǎn)足診斷，圖像質(zhì)量為12～13分，主要影響肺紋理清晰度及不能連續(xù)向外帶追蹤、脂肪線及骨小梁。因此，超重體型受檢者應(yīng)該選擇中感度或低感度。本組未研究營(yíng)養(yǎng)不良體型受檢者，但由于瘦體型對(duì)曝光量需求更少，可以參照正常體型組選擇高感度。

本研究的缺點(diǎn)是未能選擇每一檔感度的其他微調(diào)檔進(jìn)行試驗(yàn)，也未對(duì)胸部側(cè)位的感度選擇進(jìn)行研究，在噪聲評(píng)判中用裸眼檢測(cè)亦不客觀。在臨床實(shí)踐中，胸部正位檢查占X線攝影比例較大，運(yùn)用胸部模體采用細(xì)節(jié)測(cè)試比較圖像質(zhì)量評(píng)分可能更為客觀。

總之，通過(guò)調(diào)節(jié)感度可以有效控制輻射劑量，而不影響圖像質(zhì)量。正常體型和瘦體型受檢者可以選擇高感度攝影，超重體型患者可以選擇中感度或低感度攝影。

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（責(zé)任編輯 唐 潔）

Effect of Different Sensitivity on Image Quality of Digital Chest Radiography

PurposeTo investigate the effect of sensitivity on image quality and radiation dosage of digital chest radiography.Materials and MethodsA total of 300 healthy people undergoing chest X-ray examination were randomly enrolled and divided into two groups according to body weight (150 people with normal weight and 150 overweight), which were further randomly divided into three subgroups (S200 subgroup with lowsensitivity, S400 subgroup with mid-sensitivity, S800 subgroup with high sensitivity, each subgroup contained 50 people). With other parameters unchanged, digital chest photography with different sensitivities was performed to each subgroup (S200, S400 and S800, respectively), and then uploaded the data to PACS and recorded mAs value and dose area product (DAP) value for each time. Then the image quality was assessed by three doctors in terms of mAs value, DAP, image quality score and noise score.ResultsIn all subgroups of normal weight, differences on mAs and DAP were significant (F=1443.191-1829.895, P＜0.05) whilst differences on image quality score and noise score were not significant (F=0.686-2.516, P＞0.05). In all overweight subgroups, differences in mAs, DAP, image quality score and noise score were significant (F=163.358-290.656, P＜0.05). According to one-factor analysis of variance, mAs value was S200＞S400＞S800 (F=0.626-3.210, P＜0.05), DAP value was S200＞S400＞S800 (F=0.416-1.416, P＜0.05), there was no difference in image quality score and noise score (F=0.001-0.100, P＞0.05). In overweight group, there was no difference between subgroups of S200 and S400 (F=0.120-0.145, P＞0.05); whilst differences between subgroups of S200 and S800 were significant, the same appeared in subgroups of S400 and S800 (F=1.655-2.360, P＜0.05).ConclusionRadiation dose can be effectively controlled by regulating sensitivity with image quality unaffected. It is advisable to choose high-sensitivity photography for patients with normal weight and low or mid-sensitivity photography for overweight patients.

Radiography, thoracic; Sensitivity; Image quality; Quality control; Radiation dosage

1. 東莞市人民醫(yī)院放射科 廣東東莞523000

2. 中山大學(xué)附屬第五醫(yī)院放射科 廣東珠海519000

鄭曉林

Department of Radiology, Dongguan People's Hospital, Dongguan 523000, China

Address Correspondence to: ZHENG Xiaolin

E-mail: 2539717579@qq.com

R445.9

2013-07-26

修回日期：2013-11-18

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2013年 第21卷 第12期：907-910

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(12): 907-910

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.12.007

注：*與低感度組比較，P＜0.05；#與中感度組比較，P＜0.05