髖關(guān)節(jié)數(shù)字X線攝影源像距參數(shù)優(yōu)化的對(duì)比研究

陳曉飛，汪新柱，周 晟（通訊作者），董馥聞，賈潤(rùn)慧，祁艷梅

（甘肅省中醫(yī)院放射影像科 甘肅 蘭州 730050）

髖關(guān)節(jié)數(shù)字X線攝影系統(tǒng)（digital radiology, DR）緊鄰生殖腺，輻射防護(hù)倍受關(guān)注，優(yōu)化其攝影參數(shù)降低輻射劑量成為研究熱點(diǎn)[1-2]。源-像距（source to imaging receptor distance, SID）作為DR攝影基本參數(shù)，髖關(guān)節(jié)DR攝影指南中為110 cm[3]，本文旨基于受檢者體表入射劑量（entrance surface dose, ESD）及影像質(zhì)量（image quality），對(duì)比研究髖關(guān)節(jié)DR攝影不同SID的成像質(zhì)量及輻射劑量，優(yōu)化髖關(guān)節(jié)DR攝影SID參數(shù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經(jīng)甘肅省中醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，選取2020年1—6月我院臨床需進(jìn)行髖關(guān)節(jié)X線攝影病例100例作為志愿者（知情同意并簽字）。男54例，女46例，平均年齡（39±7.2）歲。隨機(jī)分為源像距110 cm組（50例）與200 cm組（50例）。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡：18～50歲；②臨床申請(qǐng)?bào)y關(guān)節(jié)DR攝影。排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像不完整；②有移動(dòng)偽影。參照髖關(guān)節(jié)DR攝影體位設(shè)計(jì)規(guī)范及股骨頭頸區(qū)DR成像的體位設(shè)計(jì)。照射野20 cm×20 cm，中心線經(jīng)股骨頭中心垂直入射。采用自動(dòng)曝光（auto exposure control, AEC）模式，去除濾線柵，保證平板探測(cè)器（flat panel detector, FPD）感光相對(duì)一致。髖關(guān)節(jié)正側(cè)位攝影管電壓設(shè)定80 kV；由3名資深影像醫(yī)師參照EUT16260EN影像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，在DR影像工作站對(duì)髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙、關(guān)節(jié)面雙邊影、骨小梁、軟組織影等顯示情況，進(jìn)行影像質(zhì)量盲法評(píng)分。

1.2 設(shè)備

GE Definium 6000功能數(shù)字化攝影系統(tǒng),整板碘化銫/非結(jié)晶硅。成像面積41 cm×41 cm，矩陣2 k×2 k（每像素200μm），檢測(cè)灰階14 bit，DQE：75%，焦點(diǎn)0.6 mm；總濾過(guò)：2.9 mmAI。具備曝光參數(shù)（kV，mA，mAs，ms；ESD、SID）智能測(cè)量及顯示技術(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計(jì)量資料（），采用t檢驗(yàn)分析對(duì)比兩組成像質(zhì)量及輻射劑量，P＜0.05表示差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 影像質(zhì)量評(píng)分

SID 110 cm組與SID 200 cm組髖關(guān)節(jié)正位影像質(zhì)量評(píng)分分別為（3.0±0.5）分、（3.5±0.5）分，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；SID 110 cm組與SID 200 cm組髖關(guān)節(jié)側(cè)位影像質(zhì)量評(píng)分分別為（2.5±0.5）分、（4.5±0.5）分，SID 200 cm組影像質(zhì)量由于SID 100 cm組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 體表入射劑量

SID 110 cm組與SID 200 cm組髖關(guān)節(jié)正位X線攝影ESD 值分別為：（1.56±0.24）mGy、（0.97±0.21）mGy，髖關(guān)節(jié)側(cè)位X線攝影ESD分別為（3.48±1.2）mGy、（2.04±0.9）mGy，髖關(guān)節(jié)正位和側(cè)位X線攝影SID 200 cm組ESD顯著低于SID 110 cm組，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見(jiàn)表1。

表1 FFD110 cm與FFD200 cmESD及影像質(zhì)量比較（）

表1 FFD110 cm與FFD200 cmESD及影像質(zhì)量比較（）

FFD 例數(shù) ESD/mGy 影像質(zhì)量評(píng)分正位 側(cè)位 正位 側(cè)位110 cm 50 1.56±0.24 3.48±1.2 3.0±0.5 2.5±0.5 200 cm 50 0.97±0.21 2.04±0.9 3.5±0.5 4.5±0.5 P＜0.01 ＜0.01 0.901 ＜0.05

3 討論

3.1 髖關(guān)節(jié)DR攝影特點(diǎn)

髖關(guān)節(jié)DR攝影是髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)病變的首選檢查方法，其在顯示負(fù)重力線、骨性結(jié)構(gòu)整體觀及細(xì)微結(jié)構(gòu)中具有顯著優(yōu)勢(shì)。但是，髖關(guān)節(jié)X線攝影曝光條件高，X線輻射劑量大，加之鄰近生殖腺，所以，降低髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)DR攝影輻射劑量在臨床輻射防護(hù)中具有重要意義。同時(shí)，髖關(guān)節(jié)骨性解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組織重疊多，DR攝影對(duì)影像質(zhì)量要求較高，不但要清晰關(guān)節(jié)間隙，對(duì)骨皮質(zhì)及骨紋理也要清晰顯示[4-5]。

DR攝影寬容度大，量子轉(zhuǎn)換效率高，結(jié)合影像后處理軟件及后處理曲線調(diào)節(jié)，密度分辨率較傳統(tǒng)屏片X線攝影有顯著提高。但其空間分辨率較傳統(tǒng)X線攝影有所下降。根據(jù)X線幾何成像原理，增加SID可以降低半影模糊效應(yīng)，改善影像的放大失真及畸變率[6-7]，從而改善髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)DR攝影的影像細(xì)節(jié)顯示。

3.2 輻射劑量（ESD）

ESD是目前評(píng)價(jià)DR攝影輻射劑量的常用指標(biāo)。降低DR受檢者ESD是DR攝影輻射防護(hù)的重要內(nèi)容[8]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18871-2002規(guī)定了髖關(guān)節(jié)X線攝影ESD限值為正位10 mGy，側(cè)位20 mGy[9-10]。ESD與X線影像信噪比（Signal to ratio, SNR）在一定范圍內(nèi)正相關(guān)。本研究SID100 cm與SID200 cm其輻射劑量均明顯低于上述標(biāo)準(zhǔn)。與之前在腰椎等部位DR攝影研究結(jié)果相一致[11-13]。

3.3 源像距（SID）

SID是指DR攝影中X線球管焦點(diǎn)至影像探測(cè)器之間的距離，主要影響DR的幾何成像性能。目前在X線攝影指南中作為固定參數(shù)，髖關(guān)節(jié)X線攝影SID通常為110 cm。近年來(lái)，隨著AEC規(guī)范應(yīng)用及DR攝影智能化提高，優(yōu)化SID參數(shù)成為X線攝影參數(shù)研究的熱點(diǎn)。增大SID可以提高FPD感光均勻度，降低斜射線效應(yīng)，減小影像邊緣變形,改善全長(zhǎng)攝影拼接準(zhǔn)確性，可減小半影（Penumbra）模糊及放大失真。

3.4 輻射劑量

本研究采用了相同的AEC曝光模式，所以AEC電離室在不同SID時(shí)，自動(dòng)控制曝光時(shí)間，從而控制管電流的輸出，保證探測(cè)器感光一致，從而獲得相同曝光的X線影像。本實(shí)驗(yàn)SID參數(shù)在降低ESD方面與之前研究相一致[14]。實(shí)驗(yàn)中去除濾線柵，這和髖關(guān)節(jié)DR攝影指南中推薦不一致及臨床工作實(shí)際不同，主要是為了排除柵焦距與SID匹配不良所引起的偽影及曝光不同，可能會(huì)對(duì)研究結(jié)果造成一定的影響，應(yīng)該在后續(xù)研究中配備柵比相同與SID匹配的濾線柵深入研究。

綜上所述，髖關(guān)節(jié)DR攝影SID200 cm較110 cm，可以降低ESD，影像質(zhì)量有所改善。增加SID參數(shù)設(shè)置，有利于髖關(guān)節(jié)DR攝影的輻射防護(hù)。