自動曝光控制雙因子模式對胸部DR圖像質量和輻射劑量的影響

徐曉娟， 華海琴

·影像技術學·

自動曝光控制雙因子模式對胸部DR圖像質量和輻射劑量的影響

徐曉娟， 華海琴

目的：探討在相同管電壓條件下，采用自動曝光控制(AEC)技術，選擇kV與kV-mA兩種不同模式對胸部數字X線(DR)圖像質量和輻射劑量的影響。方法：將114例受檢者分為A、B兩組，兩組管電壓均為125 kV，均采用AEC技術，A組59例，采用單因子控制技術(kV)；B組55例，采用雙因子控制技術(kV-mAs)，分別記錄mA、mAs、ms、劑量面積乘積(DAP)和基于信號的曝光指數(EI-S)，mA按照公式mA=mAs/s計算，并由兩位醫(yī)師對圖像質量進行客觀評價和主觀評分，并進行統(tǒng)計學分析。結果：A、B兩組受檢者年齡、身高、體重、體質指數(BMI)、曝光指數差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，兩組客觀圖像質量和主觀評分差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，兩組mA、mAs、ms、DAP差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論：采用AEC技術條件下，選擇雙因子控制技術較單因子控制技術能有效降低輻射劑量，并能保證胸部DR的影像質量。

放射攝影術； 數字化X線攝影； 胸部； 自動曝光控制技術； 輻射劑量

胸部是臨床數字化X線攝影(digital rediography，DR)檢查最常見的部位[1]，臨床上胸部DR大都選擇高仟伏條件下的自動曝光控制(automatic exposure contrd，AEC)技術[2]，與手動調節(jié)技術相比，AEC能降低輻射劑量并提供更好的圖像質量[3]。AEC技術通常采用固定kV[4]，電流模式可以選擇電流衰減的單因子控制技術和電流恒定模式的雙因子控制技術，臨床常選用前者，雙因子技術模式在國內鮮有報道。本文旨在探討AEC條件下雙因子技術模式對DR圖像質量和輻射劑量的影響。

材料與方法

1.病例資料

搜集2016年3月-6月于我院行X線檢查的體檢人員120例，排除胸廓畸形和體質指數(body mass index，BMI)>30 kg/m2的6例受檢者，共114例納入本組研究，BMI為17.31～29.75 kg/m2。114例受檢者掃描時管電壓均為125 kV且均采用AEC技術，分為單因子技術組(A組)和雙因子技術組(B組)；A組共59例，其中男29例，女30例，平均年齡(45.36±11.32)歲；B組共55例，其中男24例，女31例，平均年齡(44.98±12.81)歲，設定管電流為200 mA。

2.檢查方法

DR檢查采用飛利浦Bucky Diagnost VS系統(tǒng)，配有Pixium型碘化銫平板探測器，照射野35 cm×43 cm，攝影距離180 cm，探測器敏感度為S400，選擇上方兩個AEC電離室；球管固有濾過2.5 mm鋁/75 kV。濾線柵焦距180 cm，濾線柵固有過濾為0.3 mm鋁/100 kV。附加過濾為0.1 mm銅+1 mm鋁。

指標A組B組檢驗值P值管電流(mA)548.01±28.21223.14±64.61Z=-8.8880.000曝光時間(ms)1.72±0.453.03±0.94F=91.1170.000電流毫安乘積(mAs)0.94±0.250.66±0.21F=41.2810.000DAP(μgGym2)6.15±1.445.08±1.55F=14.5700.000

3.輻射劑量

輻射劑量估算軟件為飛利浦DR系統(tǒng)的自帶軟件ElevaWorkspot，本研究納入統(tǒng)計的輻射劑量指標為劑量面積乘積(dose areas product，DAP)及曝光指數(exsposure index of signals，EI-S)，曝光后由系統(tǒng)自動生成。分別記錄兩組的mAs、ms、DAP和EI-S。兩組平均管電流均按照公式mA=mAs/s計算得出。

4.圖像質量和噪聲評估

參考胸部立位高電壓攝影胸片視覺評價標準[5]和圖像質量評分標準[6]:①肺紋理分布包括內帶、外帶、膈下肺紋理、心影后肺紋理；②氣管的顯示包括氣管、氣管隆突、左主支氣管、右主支氣管；③縱隔包括1-4胸椎、肺門結構、心緣；④肋骨包括骨小梁、骨皮質；⑤胸壁軟組織包括胸壁周圍軟組織、脂肪線。以上每項顯示清晰評分為1分，顯示不清晰評分為0分。噪聲評價：3分，無噪聲；2分，噪聲較??；1分，噪聲明顯，但不影響診斷；0分，噪聲明顯且影響診斷。由兩位有10年以上工作經驗的影像診斷主治醫(yī)師共同評價及評分。

5.統(tǒng)計學分析

結 果

兩組受檢者的年齡、身高、體重、基于信號的曝光指數差異均無統(tǒng)計學意義，具體數值見表1。

表1 兩組年齡、身高、體重、EI-S值比較

A、B兩組的實際管電流分別是脈沖電流和恒定電流，為方便比較，管電流的大小均按照公式mA=mAs/s計算，B組管電流方差不齊，采用非參數Tamhane's T2檢驗，A、B兩組管電流差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A、B兩組mA、mAs、DAP差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，表2)。

A、B兩組圖像質量評分(Z=-0.178，P=0.859，圖1～2)、噪聲評分(Z=-0.083、P=0.933)之間差異無統(tǒng)計學意義。

討 論

自動曝光控制技術能有效降低受檢者所受的輻射劑量，并能有效提高影像質量[7]。胸部是臨床中最常見的X線檢查部位，降低其輻射劑量具有重要意義[8]。在管電壓恒定的條件下，X射線的強度取決于管電流的大??；管電流與曝光時間的乘積可間接反映X射線的強度[9]；電壓、管電流和曝光時間的合理選擇是獲得優(yōu)質影像的重要參數[10]。胸部X線檢查通常采用高kV技術，且kV固定不變，電離室可以實現攝影組織厚度和密度的變化，實現自動曝光控制[11]，其有兩種模式，一種是kV模式的單因子技術，其電流為持續(xù)下降負載模式；一種為kV-mA模式的雙因子技術，其電流為恒定電流。

單因子技術控制模式下，能最大程度利用球管的功率，在kV達到所設定的閾值后，電流呈脈沖式迅速上升，瞬間電流達到球管的最大值，然后電流呈自由衰減模式快速下降。雙因子技術控制模式下，在kV達到設定的閾值后，電流能保持恒定，因此稱為恒定電流技術。在kV恒定的條件下，電離室內電離程度取決于X射線的強度或曝光時間乘積即mAs大小。

在高電壓攝影過程中，必須建立AEC最短響應時間的概念，它被定義為AEC能做出反應的最短時間限制(minimum response time，MRT)；即在沒有受檢者(被照體)的情況下曝光，AEC就會在一定時間內切斷X線,那么，這一時間限制即為AEC的最短響應時間[12]，最短響應時間是由整個檢查系統(tǒng)決定的，經測定飛利浦BuckyDiagnost VS系統(tǒng)的MRT為1 ms。本研究中A組電流是隨著時間變化的一條復雜曲線，為簡便計算和比較，A、B兩組均按照公式mA=mAs/s計算平均值。A組平均管電流為(548.01±28.21) mA，B組平均管電流為(223.14±64.61) mA，B組平均管電流也稍高于預設的恒定電流值，系統(tǒng)精度和MRT是造成此種結果的重要原因。本研究中A組的平均曝光時間僅為1.72 ms，但A組瞬間電流遠高于B組的恒定電流，在MRT相同的情況下，A組較B組的輻射劑量更高。盡管A組的實際曝光時間小于B組，但A組的mAs明顯高于B組，且兩組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

本研究中A、B兩組受檢者身高、體重、BMI差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；兩組曝光指數分別為(328.91±47.18)、(296.15±46.21)，差異無統(tǒng)計學意義，且均在廠商推薦的正常范圍內(250～350)，圖像質量均符合診斷要求。同時，兩組EI-S標準差非常接近，說明在AEC模式下，兩組對曝光量的控制都較為精準。A、B兩組圖像的清晰度、對影像細節(jié)的顯示無明顯差異。A組的DAP為(6.15±1.44) mGy·cm2，高于B組的(5.08±1.55) mGy·cm2，且差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。在同樣使用AEC技術的情況下，合理設置并使用恒定管電流的雙因子控制技術，與單純設置kV的單因子控制技術相比，圖像質量無明顯差異，但能有效降低受檢者的輻射劑量。

本研究的不足之處：沒有納入BMI>30 kg/m2的受檢者，對BMI>30 kg/m2的受檢者雙因子控制技術是否同樣適用以及對圖像質量的影響，在后續(xù)的工作中將進一步研究。

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The influence of dual-factor mode on chest digital radiography quality and radiation dose under automatic exposure control

XU Xiao-juan，HUA Hai-qin.

Department of Radiology,Community Health Service Center of Beijing Normal University,Beijing 100087,China

Objective:To explore the influence of kV and kV-mA modes on chest digital X-ray image quality and radiation dose under automatic exposure control (AEC) technique with same tube voltages.Methods:114 patients were randomly divided into group A and B.All underwent anteroposterior chest digital radiography exams under AEC mode with tube voltage set at 125kV.Group A with 59 patients was applied with single factor control of kV;Group B with 55 patients with two factors control of kV and mA.mA value,mAs,ms,dose area product (DAP) and exposure index (EI) were recorded respectively.mA was calculated with formula mA=mAs/s.Objective evaluation and subjective rating on image quality were subsequently made by two highly qualified radiologists.All recorded data was put through statistical analysis.Results:There were no significant statistical differences in age,height,weight,BMI,and EI between group A and B (P>0.05).There were no significant statistical differences in objective image quality evaluation and subjective rating between the two groups (P>0.05).But there were significant statistical differences in mA value,mAs,ms and DAP between the two groups (P<0.05).Conclusion:Under AEC mode,application of dual-factor control technique can effectively both decrease radiation dose and ensure the chest digital radiography quality compared with single factor control technique.

Radiography; Digital radiography; Thorax; Automatic exposure control technology; Radiation dose

100087 北京，北京師范大學社區(qū)衛(wèi)生服務中心放射科(徐曉娟)；100078 北京，北京中醫(yī)藥大學東方醫(yī)院放射科(華海琴)

徐曉娟(1979-)，女，河北豐寧人，主治醫(yī)師，主要從事影像診斷及圖像質量控制工作。

R814.3

A

1000-0313(2017)01-0079-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.01.016

2016-05-08

2016-09-14)