兩種平板探測器成像系統(tǒng)在泌尿系造影中的對比研究

聞建民，張志田

數(shù)字X 線攝影（digital radiography，DR）其核心部件是平板探測器，目前主流平板探測器可分為直接轉(zhuǎn)換型非晶硒和間接轉(zhuǎn)換型非晶硅兩種，從功能上有動態(tài)刷新和靜態(tài)刷新兩種探測器，本文就非晶硅和非晶硒兩種探測器在泌尿系攝影中的性能進行比較。

材料與方法

1.病例資料

從近期我院行靜脈腎盂和逆行造影病例中選取200例分別作不同數(shù)字化設(shè)備檢查，非晶硅DR、非晶硒成像系統(tǒng)各100例，兩組均行靜脈腎盂造影60例，逆行腎盂造影25例，逆行膀胱造影15例，其中非晶硅DR 組男64例，女36例，中位年齡46歲；非晶硒成像組男61 例，女39 例，中位年齡44 歲，兩組病例在性別、年齡上差異無統(tǒng)計學(xué)意義。經(jīng)各自設(shè)備圖像后處理軟件處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆\斷工作站進行閱片。

2.器材

數(shù)字X 線攝影系統(tǒng)2套：Philips digital Diagnost雙板DR，采用非晶硅平板探測器，有效探測區(qū)域17in×17in，像素3K×3K，像素點大小143微米；島津Sonialvision SafireⅡ型數(shù)字多功能造影機，采用動態(tài)非晶硒平板探測器，有效探測區(qū)域17in×17in，像素3K×3K，像素點大小143微米。檢測設(shè)備：瑞典RTI公司barracuda型號診斷水平劑量儀及標(biāo)準(zhǔn)CT 腹部水模。

3.檢查方法

X 線輸出量檢測：在以上兩種數(shù)字X 線攝影系統(tǒng)上分別用80kV、90kV 對水模進行曝光，用診斷水平劑量儀對機器X 線輸出量進行檢測。

攝影方法：按照泌尿系攝影常規(guī)操作進行攝影，焦片距均為110cm，采用固定千伏技術(shù)（80kV），AEC 自動曝光，記錄每一次的實際mAs，然后比較兩組的曝光劑量差異。

影像質(zhì)量評價：兩種機器探測器系統(tǒng)使用自動曝光控制技術(shù)，曝光后得到的數(shù)據(jù)傳送到圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）上進行圖像質(zhì)量評價，所有在工作站上顯示的圖像都隱去系統(tǒng)信息，并對所有顯示器進行灰度及亮度校正。根據(jù)歐洲共同體組織影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中泌尿系X 線攝影的影像標(biāo)準(zhǔn)要求，按照部位細(xì)分進行評價，由2名主治醫(yī)師、2名副主任醫(yī)師和1名主管技師對200例640張圖像［其中靜脈腎盂造影4張片、逆行泌尿系造影（逆行腎盂造影和逆行膀胱造影）2張片］，采用盲法進行評定，每例按6項進行評定，分為甲、乙、丙級片及廢片。沒有缺點為甲級片，2項缺點為乙級片，3項缺點為丙級片，4項或以上缺點為廢片。泌尿系造影圖像（以1套為評價標(biāo)準(zhǔn)）細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示按不顯示、顯示、清晰顯示3個等級進行評價，在評價腎實質(zhì)和輸尿管時如一側(cè)不顯示就按照不顯示進行評價。

X 線輻射劑量差異評價：兩組病例采用同樣的攝影技術(shù)進行攝影，記錄實際X 線量（mAs），計算兩組X 線輻射劑量的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差，并進行比較。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，兩組X線輸出量和照射量比較采用t檢驗，兩組顯示率差異比較采用χ2檢驗，兩組影像質(zhì)量等級差異采用Wilcoxon秩和檢驗（Z 檢驗）。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

在兩種不同平板探測器系統(tǒng)上分別用80kV（10mAs，30mAs）和90kV（20mAs，40mAs）4 種曝光參數(shù)組合連續(xù)10次對水模進行曝光，用診斷水平劑量儀對機器X 線輸出量進行檢測和記錄，結(jié)果見表1，對兩組數(shù)據(jù)進行t檢驗，結(jié)果顯示兩種X 線攝影系統(tǒng)在X 線輸出量上差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

200例病例在非晶硅DR、非晶硒成像系統(tǒng)所攝圖像320張（圖1、2），圖像質(zhì)量評定結(jié)果見表2，對兩組數(shù)據(jù)進行Wilcoxon秩和檢驗（Z檢驗），結(jié)果顯示兩組甲、乙、丙片及廢片差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z＝0.977，P＞0.05）。

表1 兩種攝影系統(tǒng)X線輸出量比較 （uGy）

表2 兩組影像質(zhì)量等級片的評定結(jié)果 （張）

對兩組患者從照射量、預(yù)覽圖像的響應(yīng)時間以及平均檢查時間上進行分析，結(jié)果顯示非晶硅組照射量低于非晶硒組（t＝-345.16，P＝0.000），響應(yīng)時間及平均檢查時間非晶硒組優(yōu)于非晶硅組（表3）。

表3 照射量和預(yù)覽圖像的響應(yīng)時間分析

對泌尿系細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示進行統(tǒng)計學(xué)分析，非晶硅和非晶硒圖像的質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），而在逆行造影上非晶硅和非晶硒圖像質(zhì)量差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，表4、5）。

表4 兩組逆行造影對泌尿系結(jié)構(gòu)的顯示情況比較

表5 兩組靜脈腎盂造影對泌尿系結(jié)構(gòu)的顯示情況比較

討 論

本文對兩組病例在不同探測器成像系統(tǒng)上攝影進行對比研究，考慮到兩種設(shè)備X 線輸出劑量的差異性，首先對兩種設(shè)備進行劑量檢測，通過兩者的X 線輸出劑量比較顯示差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），說明兩組病例的X 線劑量差異不是由于不同設(shè)備性能所引起的，而是由不同探測器材料即非晶硒和非晶硅的性能差異造成的。

圖1 兩種不同探測器成像設(shè)備逆行造影圖像。a）非晶硅DR 逆行造影示腎盂、腎盞和輸尿管充盈過度，而膀胱充盈欠佳（箭）；b）動態(tài)非晶硒逆行造影示腎盂、腎盞、輸尿管和膀胱充盈良好。 圖2 兩種不同探測器成像設(shè)備下靜脈腎盂造影圖像。a）非晶硅DR 靜脈腎盂造影能良好顯示腎盂、腎盞、輸尿管和膀胱；b）動態(tài)非晶硒靜脈腎盂造影能良好顯示腎盂、腎盞、輸尿管和膀胱。

根據(jù)兩種成像系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)置的腹部攝影條件作為參考，固定80kV 進行攝影，主要考慮便于兩種設(shè)備X線輸出量的比較，本組結(jié)果顯示非晶硒組X 線劑量輸出明顯高于非晶硅組，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），這種差異是由兩者成像原理不同所造成的，非晶硒X 線能量直接轉(zhuǎn)換成電信號，量子檢測效能較低，非晶硅X 線能量由碘化銫閃爍體轉(zhuǎn)換成光信號，光信號再由光電二極管轉(zhuǎn)換成電信號，碘化銫非晶硅的量子檢測效能要比非晶硒高很多，如果要達(dá)到同樣的成像效果，非晶硒使用的X 線劑量要比非晶硅高得多，兩者的X 線劑量差異是由量子檢出率（detective quantum efficient，DQE）決定的［1-2］。另外，本研究中非晶硒板具有動態(tài)透視功能，在進行造影檢查時，檢查醫(yī)師習(xí)慣在透視模式下抓拍圖像，這樣就會增加患者所受的輻射劑量。所以，在泌尿系攝影中使用硅板DR 對于降低患者所受的輻射劑量有實際意義。

從兩者成像原理來分析，非晶硒直接把X 線轉(zhuǎn)換成電信號，沒有漫射效應(yīng)，而非晶硅是將X 線通過碘化銫熒光作用轉(zhuǎn)換成可見光，再通過光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電信號，提高了量子檢測效率，但增加了一個熒光漫射程序，給影像的解析造成了影響，雖然非晶硅采用針狀碘化銫晶體作為閃爍材料，針狀晶體的光導(dǎo)作用能有效防止熒光漫射，但漫射不會全部消失，只是減少到最低限度［2-3］。因此從成像原理上說，非晶硒應(yīng)該比非晶硅成像清楚，但在靜脈腎盂造影影像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)方面，本研究兩組的圖像質(zhì)量并沒有明顯差異，原因在于非晶硅有較高的量子檢出率，因而有更高的信噪比輸出，一定程度上抵消了熒光漫射效應(yīng)［4］。

在逆行造影方面，動態(tài)非晶硒成像設(shè)備能實時觀察影像，隨時根據(jù)對比劑注射量進行抓拍，尤其是全尿路造影時可避免因?qū)Ρ葎┳⑷脒^多而造成腎盂充盈過度而影響局部細(xì)節(jié)的觀察。非晶硅DR 由于不能進行實時觀察往往會出現(xiàn)腎盂腎盞充盈不足或過度的情況，另外動態(tài)非晶硒成像設(shè)備可通過改變床豎立角度全方面、多體位觀察泌尿系影像，為影像診斷和臨床治療提供保障［5］。因此，動態(tài)非晶硒DR 泌尿系影像明顯優(yōu)于非晶硅系統(tǒng)。

雖然行數(shù)字X 線攝影后在幾秒鐘內(nèi)就可預(yù)覽影像，需要重拍的圖像能立即處理，但是在200例造影照片中還是有廢片產(chǎn)生，主要是患者檢查前沒有做好腸道清潔準(zhǔn)備，照片上表現(xiàn)為腸道氣體和糞便偽影較多。本文200 例泌尿系影像評審的結(jié)果顯示甲級片占50%，超過了三甲醫(yī)院的甲級片標(biāo)準(zhǔn)［6］。

在實際工作中，應(yīng)根據(jù)不同患者的具體病情及臨床診療需求，選擇最為適合的成像設(shè)備，在條件允許的情況下，對逆行、膀胱、尿道等泌尿系造影以及在順行造影中發(fā)現(xiàn)腎盂、腎盞和輸尿管顯示不良的患者，應(yīng)盡量采用動態(tài)非晶硒DR 成像系統(tǒng)進行檢查，能有效實現(xiàn)實時、動態(tài)、多方位的觀察效果，為疾病診斷提供更多的依據(jù)。常規(guī)泌尿系造影可使用非晶硅DR 進行檢查，這樣既可保證圖像質(zhì)量，又可有效降低患者所受的輻射劑量，另外，要囑咐患者做好檢查前的各種準(zhǔn)備，加強檢查醫(yī)師的責(zé)任心，對腸道偽影較多的患者需重新檢查。因此，選擇最為適合的檢查設(shè)備和方法，可以最大限度地提高檢查效率。

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