DR攝影中放大相關問題研究*

楊 斌，張 良，靳曉暉，湯永剛

西安市紅會醫(yī)院放射科(西安 710054)

DR攝影即直接數(shù)字化X射線攝影，是放射科疾病診斷中應用廣泛的一種快捷高效且精準度極高的臨床診斷方式，其可將影像數(shù)據(jù)直接轉換成數(shù)字圖像，診斷醫(yī)師通過對數(shù)字化圖像的解讀進行疾病診斷[1]。相較于傳統(tǒng)X線攝影，DR系統(tǒng)擁有更高的性能穩(wěn)定性和拍照成功率，所獲圖像質量更好，有助于診斷醫(yī)師快速做出更準確的判斷[2]。然而，影像學操作師在實際操作中會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，不同設備、打印模式等均會對被攝物放大率產(chǎn)生影響，給疾病診斷及預后評估帶來困難[3-4]。因此，設備計量參數(shù)是否可靠直接影響患者治療方案的確定及生活質量的改善效果。西安市紅會醫(yī)院2017年9月引進DR設備并投入使用，但據(jù)臨床醫(yī)生反映，該設備測定圖像數(shù)據(jù)不準確。為檢驗DR系統(tǒng)自帶測量數(shù)據(jù)是否準確，分析、查找影響DR設備放大率的因素，筆者對不同物片距下被攝物的放大率進行統(tǒng)計分析，現(xiàn)將結果分析如下。

材料與方法

1 試驗儀器 DR儀：日本島津RAD Speed Plus 雙板攝影系統(tǒng)；圖像處理系統(tǒng)：惠普Version 1.0(Build 20170928)；相機：富士FUJIFILM DRYPIX 400；膠片：富士醫(yī)用干式膠片。

2 研究方法 選用1個長10 cm、寬2 cm的長方形金屬塊作為被攝物。將被攝物放置于探測器中心，并使中心線對準被攝物中心。像素設定為139 μm；像素矩陣設定為2560×3072；視野設定為19 cm×19 cm；電壓為50kV，電流1.0 mAS；FOV 20 cm×25 cm；AEC自控曝光。分別將肢片距(被攝物與探測器)設定為0 cm、8 cm、15 cm。采用上述品牌型號的DR機，調整焦片距，分別在焦片距為80 cm、90 cm、100 cm、110 cm、120 cm進行投照。選擇同一臺干式激光相機，選擇8×10寸的膠片打印圖像。

3 指標計算 將上述檢查拍攝的影像傳輸給工作站，由同一組經(jīng)驗豐富的閱片師采用直尺對影像資料的長寬進行測量。依據(jù)M=S/G計算并記錄不同肢片距下被攝物放大率，其中M為放大率，S為DR圖像中被攝物長軸大小，G被攝物實物長軸大小。

4 統(tǒng)計學方法 采用Excell軟件對測量數(shù)據(jù)進行記錄核算；采用origin統(tǒng)計學軟件對不同肢片距之間放大率進行作圖分析。

結 果

1 肢片距為0 cm時被攝物放大倍數(shù) 見表1。肢片距為0時，DR投照圖像大小不會隨焦片距增大而變化。焦片距80～120 cm間，被攝物DR投照圖像與實物大小相等，未見放大效果。

表1肢片距為0 cm時被攝物放大倍數(shù)

2 肢片距為8 cm時被攝物放大倍數(shù) 見表2。在肢片距為8 cm時，在80～120 cm范圍內，隨著焦片距增大，被攝物DR投照圖像放大率逐漸減少。

3 肢片距為15 cm時被攝物放大倍數(shù) 見表3。在肢片距為15 cm時，在80～120 cm范圍內，隨著焦片距增大，被攝物DR投照圖像放大率逐漸減少。

表2肢片距為8 cm時被攝物放大倍數(shù)

表3肢片距為15 cm時被攝物放大倍數(shù)

4 DR放大率與焦片距和物片距相關性 見表4(圖1)。焦片距一定的條件下，被攝物DR投照圖像放大率隨著肢片距增大而增加，尤其是肢片距為15 cm，焦片距為80 cm時，被攝物DR投照圖像放大率最大。

表4DR放大率與焦片距和物片距相關性

圖1 DR放大率與焦片距和肢片距相關性

討 論

臨床中，尤其是在危重癥患者搶救過程中，臨床醫(yī)生能否第一時間內取得患者影像學資料，從而快速對病情作出準確診斷對預后改善具有重要意義。X射線是一種穿透性較強的電磁波，其在不同密度物質中穿透力不同。醫(yī)學領域將其投射至人體某部位形成影像，用于輔助組織的病理診斷[5]。DR是一項全新的數(shù)字化成像技術，該系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制器、掃描控制儀、電子暗盒和影像顯示儀等主要部件構成，可利用電子暗盒將X線光子直接轉換為數(shù)字化圖像，可有效避免傳統(tǒng)X線攝像諸多操作環(huán)節(jié)對圖像的影響，減少圖像的失真；影像科技師可依據(jù)診斷申請單需要對投照圖像進行銳利度、寬容度、局部放大等后處理，不僅能對操作師在圖像拍攝過程中存在的技術誤差進行補救，且可有效擴展影像活動范圍，得到病變組織部位的灰階圖像，使臨床診斷醫(yī)師有目的的對病變部位更層次結構進行觀察，探查到常規(guī)X線攝影所不能看清或看到的病灶；其對操作師操作技能要求較低。DR與傳統(tǒng)X線平片在診斷依據(jù)方面基本相同，但是其自帶的數(shù)字化圖像后處理系統(tǒng)可明顯擴大病變組織診斷范圍和細節(jié)，這是傳統(tǒng)X線平片技術所無法比擬的[6]?？偟膩碚fDR具有以下幾個特點：①輻射小，DR攝像所受X線輻射劑量大大低于美國加里福尼亞州能源委員會(CEC)制定的輻射標準。②擁有較高的量子探測率，成像速度快，僅需3～5 s，采集時間在10 ms以下。影像操作技師可在幾秒之內觀察到患者病變部位圖像，之后數(shù)秒圖像可傳輸至后處理工作站，圖像處理技師可依據(jù)診療師診斷申請單處理選擇圖形并進行激光膠片打印。實踐表明，胸部DR檢查至診斷報告打印大約僅需5～10 min。③操作噪音低，圖像空間分辨率高。非晶硅在接受X線照射信號后直接將其轉換為電信號，可有效避免其它成像方式接受信號后散射作用所引起的圖像銳利度下降的缺點，圖像質量高，對比度更強大，曝光成功率更高，廢片幾率降低，減少重復拍片的概率，降低成本；同時信號的直接轉化簡化了網(wǎng)絡工作，提高影像技師的工作效率，為影像學的無膠片化和數(shù)字化發(fā)展鋪平道路。④圖像儲存較以往更為方便，可存放于光盤或磁盤等系統(tǒng)中，既方便查找，又不易丟失，具有較高的經(jīng)濟效益。⑤圖像的快速傳輸也可為重大疾病的遠程化會診提供方便。

徐建萍等報道顯示，DR檢查可顯著提高觸診陰性乳腺癌早期診斷率[7]；毛立華等通過回顧性分析法對160例放射科患者的DR和常規(guī)X線檢查結果進行對比分析顯示，DR圖像清晰度更好，且圖像的后處理可使診斷結果更加精確[8]；潘璇等通過對比分析發(fā)現(xiàn)，接受胸部攝片的患者所得圖像中的DR圖像的對比度、分辨率及細節(jié)等均顯著優(yōu)于計算機X線攝影[9]；郭哲等通過搜集分析109張存在圖像質量問題的床旁DR照片，討論統(tǒng)計影響其質量的主要因素，結果顯示，合適的攝照條件、嚴格的操作規(guī)范、合理的拍攝參數(shù)及后處理技術等是保證圖像質量的關鍵，其中合理的拍攝參數(shù)是關鍵中的關鍵[10]。通常優(yōu)良的圖像必須具備良好的對比度和清晰度。數(shù)字化檢測技術中空間分辨率即圖像中可分辨或指示的最小幾何細節(jié)空間，其相當于不清晰度的一半，是數(shù)字化圖像的重要指標；對比靈敏度則是另一個主要強調對比度的數(shù)字化射線圖像指標，該值大小不僅與DR系統(tǒng)的硬件設備和透照參數(shù)有關，且與系統(tǒng)軟件功能有關。而影響DR圖像清晰度參數(shù)因素有X線管焦點尺寸大小、被攝物厚度、焦片距、焦肢距和物片距等，其中能為技術人員所調節(jié)的僅有焦片距、焦肢距和物片距等。而李金寶選擇美國Gefinium6000DR系統(tǒng)、愛哥華DS5503干式激光相機和Radwork6.0軟件對80例患者進行重新攝照分析，結果顯示，當攝照過程中X線中心線對準病變部位入射點時所得圖像清晰度和對比度均較高，所拍攝胸片甲級片比例達96.3%，顯著高于中心線為對準時所獲圖像，且圖像可清晰顯示病變部位細小的結構改變[11]。提示，攝照中中心線位置角度也是影響圖像質量的關鍵因素。而目前，有關資料給出的各部位攝影距離較為籠統(tǒng)，并未出現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)值；且不同儀器攝影距離間亦存在一定差異，導致所得圖像質量參差不齊，從而影響診斷效果。攝影距離過小，會導致影響過于放大失真，過大則會增加X線機的負荷。

王曉楓等對GE公司生產(chǎn)的XR/d-XQ/iDR系統(tǒng)準直器視野尺寸的實際應用效果進行分析發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在實際拍攝中對每個部位的放大率有差異性，有>1的，也有<1的[12]；林永強等通過對比分析發(fā)現(xiàn)，不同品牌及不同型號DR設備在不同運作條件下所得影像放大率不同[13]。DR拍攝圖像不同則會給臨床醫(yī)師診斷及評估帶來諸多不便，如，骨科醫(yī)師在給患者做鋼板內固定治療時需依據(jù)DR拍攝圖像中骨折部位大小選擇鋼板尺寸，因此醫(yī)師希望看到的圖像放大率應該為1；而在腫瘤放化療診治效果評估中，臨床醫(yī)師則期望得到放大率相對恒定且規(guī)范的圖像。李亮等報道顯示，可通過調節(jié)DR系統(tǒng)放大系數(shù)對圖像進行調節(jié)，以提高圖像質量，從而減少X線的輻射劑量和患者有效吸收劑量[14]。西安市紅會醫(yī)院2017年9月引進DR設備，并廣泛應用于各類疾病的診斷及預后評估中，因診斷效率高而受到臨床醫(yī)師及患者親睞；但也有臨床醫(yī)師反應測量數(shù)據(jù)不準確。為此，技術部門通過采用及其自帶測量工具測量不同肢片距、焦片距和角度下攝影，并對數(shù)據(jù)進行分析，結果發(fā)現(xiàn)，肢片距為0時，DR投照圖像大小不會隨焦片距增大而變化；在肢片距為8 cm或15 cm時，在80～120 cm范圍內，被攝物DR投照圖像放大率均隨焦片距增大而逐漸減少，該結果與蔡守國等報道一致；同時進一步分析發(fā)現(xiàn)，焦片距一定的條件下，被攝物DR投照圖像放大率隨著肢片距增大而增加，尤其是肢片距為15 cm，焦片距為80 cm時，被攝物DR投照圖像放大率最大。然并非放大倍數(shù)越大越好。楊坤等研究顯示，DR系統(tǒng)攝照圖像分辨率和鋼絲影像對比度均隨幾何放大率增加而顯著下降。這些均表明本院所用DR系統(tǒng)測量結果確實存在問題。因此，技術部門依據(jù)文獻報道DR系統(tǒng)最佳放大率計算公式M=1+(Us/df)3/2(Us=探測器不清晰度，df=射線源焦點尺寸)對本院所用DR系統(tǒng)的最佳放大率為1.19[1+(0.4/1.2)2/3]，并與上述測量結果進行比對發(fā)現(xiàn)，當肢片距為零或≤8 cm時DR系統(tǒng)自帶測量工具測量結果可信；肢片距>8 cm、焦片距為80～120 cm時結果不可信。

綜上，本院所用DR系統(tǒng)確實存在測量結果不準確現(xiàn)象，而影響攝照圖像放大率的主要因素為肢片距，當焦片距為80～120 cm時肢片距≤8 cm時DR系統(tǒng)自帶測量工具測量結果可信，>8 cm、結果不可信。