陳 明謝冬生韓 義杭曉鵬

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嬰幼兒胸部DR攝影低劑量曝光條件研究

陳 明①謝冬生①韓 義①杭曉鵬①

［摘要］目的：探討嬰幼兒胸部數(shù)字化X射線攝影（DR）低劑量曝光條件。方法：前瞻性選擇160例嬰幼兒（0～2歲）胸部DR攝影；按曝光形式不同分為自動曝光模式（200 mA）、手動曝光0.25 mAs、0.32 mAs以及0.40 mAs4組，每組分別選擇80 kV及90 kV進(jìn)行曝光。源圖像距離（SID）為110 cm；照射野0～1歲為22 cm×24 cm；1～2歲為25 cm×30 cm。所得圖像由3名以上醫(yī)師雙盲評價(jià)打分，記錄面積-劑量乘積（DAP）和入射表面劑量（ESD）的數(shù)值，并對DAP數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。結(jié)果：0.25 mAs組圖像質(zhì)量稍低于其他組，但各組圖像質(zhì)量相比無差異（F=2.98，P＞0.05）。手動曝光0.25 mAs、0.32 mAs及0.40 mAs組較200 mA自動曝光模式組DAP值，80 kV曝光條件下0～1歲減少了55.95%，45.83%，17.85%，1～2歲減少了61.97，60.91%，42.95%；90 kV曝光條件下0～1歲減少了43.21%，36.18%，6.03%，1～2歲減少了59.81%，49.38%，38.34%，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=44.825，P＜0.05）。80 kV和90 kV兩種曝光條件間采用t檢驗(yàn)，分別進(jìn)行兩兩比較，90 kV的DAP值明顯＞80 kV，0.25 mAs、0.32 mAs、0.40 mAs及200 mA，0～1歲組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.436，t=6.816，t=18.410，t=2.417；P＜0.05）；1～2歲組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.499，t=26.140，t=4.651，t=1.916；P＜0.05）。結(jié)論：嬰幼兒胸部DR手動曝光選擇80 kV、0.25 mAs和0.32 mAs及適宜的照射野曝光，既能夠得到滿意的圖像，又能夠降低患兒所接受的輻射劑量。

［關(guān)鍵詞］數(shù)字化X射線攝影；曝光參數(shù)；輻射劑量；嬰幼兒

［First-author’s address］ Clinical Medical College of Yangzhou University， Department of Jiangsu Subei People’s Hospital ， Yangzhou ， Jiangsu， 225001， China.

陳明，男，（1963- ），本科學(xué)歷，高級工程師。揚(yáng)州大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院蘇北人民醫(yī)院影像科，從事影像工程技術(shù)工作。

目前，X射線檢查越來越廣泛地應(yīng)用于兒童患者，雖然可以獲得更多的診斷信息，但X射線檢查的輻射劑量卻對嬰幼兒帶來危害。兒童尤其是低齡患兒處于生長發(fā)育期，細(xì)胞分裂更新速度和比例遠(yuǎn)高于成年人，對放射線敏感性亦高于成年人，年齡越小則風(fēng)險(xiǎn)越高［1-3］。根據(jù)合理使用低劑量（as low as reasonably achievable，ALARA）［4-6］原則，即使用最低X射線劑量獲取滿足臨床診療所需的診斷性影像學(xué)檢查原則，本研究通過對嬰幼兒胸部數(shù)字化X射線攝影（Digital Radiography，DR）攝影手動與自動模式下影像質(zhì)量和輻射劑量的對比研究，探討嬰幼兒胸部DR攝影低劑量曝光條件。

1 資料和方法

1.1 一般資料

前瞻性選擇蘇北人民醫(yī)院2013年1-6月需進(jìn)行DR胸部攝影的160例嬰幼兒患者，其中男性98例，女性62例；年齡為1～24個(gè)月，平均年齡13個(gè)月。將160例患兒按曝光形式不同分為自動曝光模式200 mA組、手動模式0.25 mAs、0.32 mAs及0.40 mAs的4組，每組40例；4組患兒管電壓分別選擇80 kV和90 kV。

1.2 儀器設(shè)備

GE XR650平板DR（美國通用公司）帶有組織均衡處理軟件，具有內(nèi)置穿透電離室型區(qū)域劑量曝光測量（area exposure product，AEP）系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)記錄劑量-面積乘積dose area product，DAP）和入射表面劑量（entrance surface dose，ESD）相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3 檢測方法

對4組患兒行DR，攝影體位取前后平臥位，源圖像距離（source image distance，SID）=110 cm，兩邊電離室，選擇嬰幼兒模式進(jìn)行曝光，照射野由工程師設(shè)計(jì)為自動調(diào)整：0～1歲22 cm×24 cm；1～2歲25 cm×30 cm。所得圖像由3名以上醫(yī)師用雙盲法進(jìn)行評價(jià)，并記錄DAP和ESD的數(shù)值；使用SPSSl8.0軟件對DAP和ESD數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析及統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

1.4 圖像評價(jià)

所得圖像由3名以上呼吸組專家用雙盲法對4組患兒胸部的DR成像質(zhì)量進(jìn)行了評判。評分標(biāo)準(zhǔn)：①無法接受為1分；②可接受但不及平均以下水平為2分；③可接受達(dá)到平均水平為3分；④平均以上為4分；⑤優(yōu)質(zhì)圖像為5分。最終分值為醫(yī)師評分平均值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 圖像評判結(jié)果

經(jīng)3名以上醫(yī)師對4組患兒胸部的DR成像質(zhì)量進(jìn)行評分，各組圖像經(jīng)組織均衡處理后均可清晰顯示肺野內(nèi)、中、外帶的肺紋理結(jié)構(gòu)，肋骨和心緣也清晰顯示。手動0.25 mAs組圖像質(zhì)量稍低于其他各組，但各組圖像質(zhì)量的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=2.98，P＞0.05），見表1。

表1 圖像質(zhì)量評價(jià)

2.2 不同年齡段80 kV下測得的DAP和ESD變化

對采集的4組不同年齡段80 kV下DAP和ESD數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，手動0.25 mAs、0.32 mAs和0.40 mAs曝光組與200 mA自動曝光組相比較，0～1歲減少了55.95%、45.83%和17.85%（F=11.475，P＜0.05），1～2歲減少了61.97%、60.91%和42.95%（F=72.951，P＜0.05）；對4組患兒0～1歲和1～2歲年齡段80 kV下DAP和ESD均數(shù)進(jìn)行方差分析，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=36.647，F(xiàn)=118.293，F(xiàn)=72.951，F(xiàn)=36.86；P ＜0.05），見表2。

表2 不同年齡段80 kV下測得的DAP和ESD變化(±s)

表2 不同年齡段80 kV下測得的DAP和ESD變化(±s)

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2.3 不同年齡段90 kV下測得的DAP和ESD變化

對采集的4組不同年齡段90 kV下DAP和ESD數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，0～1歲減少了43.21%、36.18% 和6.03%（F=11.475，P＜0.05）；1～2歲減少了59.81%、49.38%和38.34%（F=44.825，P＜0.05），組內(nèi)兩兩比較0.25 mAs組與0.32 mAs組之間比較無差異；對4組患兒0～1歲和1～2歲年齡段80 kV下DAP和ESD均數(shù)進(jìn)行方差分析，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=36.647，F(xiàn)=118.293，F(xiàn)=72.951，F(xiàn)=36.86；P ＜0.05），見表3。

2.4 兩種管電壓間數(shù)據(jù)獨(dú)立樣本均數(shù)比較

對80 kV與90 kV兩種管電壓間數(shù)據(jù)采用兩個(gè)獨(dú)立樣本均數(shù)比較的t檢驗(yàn)，0～1歲0.25 mAs、0.32 mAs、0.40 mAs和200 mA組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.436，t=6.816，t=18.410，t=2.417；P＜0.05）；1～2歲0.25 mAs、0.32 mAs、0.40 mAs和200 mA組的兩種管電壓間數(shù)據(jù)均數(shù)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.499，t=26.140，t=4.651，t=1.916；P＜0.05）。

表3 不同年齡段90 kV下測得的DAP和ESD變化(±s)

表3 不同年齡段90 kV下測得的DAP和ESD變化(±s)

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3 討論

胸部DR以優(yōu)良的圖像質(zhì)量、優(yōu)化的工作流程、較大的曝光動態(tài)范圍和強(qiáng)大的組織均衡處理軟件，廣泛應(yīng)用于臨床檢查［7］。然而，X射線對人體具有輻射損傷，患兒在嬰幼兒時(shí)期，胸腺和甲狀腺均處于發(fā)育階段，人體血液中胸腺素含量在嬰幼兒時(shí)期最高，對輻射線均較敏感［8-9］。根據(jù)ALARA原則，嬰幼兒胸部攝影時(shí)應(yīng)采用次高管電壓（kV）、低管電流（mA）和短時(shí)間的攝影條件，對不同年齡段的兒童進(jìn)行不同的條件設(shè)置，采用最小的劑量并確保滿意的圖像質(zhì)量［10］。由于嬰幼兒不同年齡段的體型變化較大，因此在攝影時(shí)要根據(jù)患兒體型選擇適宜的照射野，照射野是X射線束入射到人體的曝光面積，照射野根據(jù)攝影部位由帶光學(xué)準(zhǔn)直器的浙線器所調(diào)控［11］。照射野增大，原發(fā)X射線增多，而產(chǎn)生的繼發(fā)X射線也多，既增加了患兒的DAP，又降低了圖像的清晰度和分辨率。因此，在不影響攝影部位范圍的前提下，應(yīng)盡量減小照射野，把X射線束控制在攝影檢查所需要的最小范圍，在降低原發(fā)射線的同時(shí)減少繼發(fā)射線，同時(shí)使照射野邊緣盡量遠(yuǎn)離敏感組織，并在照射野以外的部位用0.5 mm鉛當(dāng)量的鉛橡皮遮蓋，以進(jìn)一步降低對患兒的X射線輻射［12］。此外，由于患兒不能自主配合，呼吸、哭鬧造成肌體運(yùn)動度大，容易造成圖像清晰度差而重復(fù)攝影，因此在攝影時(shí)除固定患兒肌體外，應(yīng)觀察患兒的呼吸運(yùn)動情況適時(shí)曝光。DAP是指射束的橫截面積與所致平均劑量的乘積（dGy?cm2），常用于評估患者的有效劑量［13-15］。本研究以DAP值為例進(jìn)行分析，研究數(shù)據(jù)表明，90 kV的DAP和ESD值明顯＞80 kV，自動曝光200 mA組的輻射劑量遠(yuǎn)大于手動0.25 mAs、0.32 mAs和0.40 mAs組，手動曝光由0.40 mAs降低到0.32 mAs、0.25 mAs時(shí)，DAP和ESD劑量也隨之減少；手動0.25 mAs、0.32 mAs和0.40 mAs組曝光與200 mA組自動曝光比較，80 kV和90 kV曝光條件下的0～1歲和1～2歲均有所減少，其曝光影像質(zhì)量并無差別；手動曝光模式的輻射劑量遠(yuǎn)低于自動曝光模式的劑量，其輻射劑量有著顯著差異，但曝光影像均能達(dá)到診斷要求。

綜上所述，在胸部DR中為盡量減少患者的輻射劑量，患兒胸部DR應(yīng)選擇手動80 kV、0.25 mAs、0.32 mAs及適宜的照射野進(jìn)行曝光，既能夠得到滿意的圖像，又能夠降低患兒所接受的輻射劑量。

參考文獻(xiàn)

［1］Kirpalani H，Nahmias C.Radiation risk to children from computed tomography［J］. Pediatrics，2008，121（2）：449-450.

［2］馬國林，王武，張彥彩.兒童螺旋CT低劑量掃描的臨床應(yīng)用［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2011，31（1）：111-114.

［3］Kalra MK，Maher MM，Toth TL，et a1.Strategies for CT radiation dose optimization［J］.Radiology，2004，230（3）：619-628.

［4］Stovis TL.The ALARA concept in pediatric CT：myth or reality［J］.Radiology，2002，223（1）：5-6.

［5］Videtie GM，Gaspar LE，Aref AM，et a1.American College of Radiology appropriateness criteria on multiple brain metastases［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2009，75（4）：961-965.

［6］Bautista AB，Burgos A，Nickel BJ，et a1.Do clinicians use the American College of Radiology Appropriateness Criteria in the management of their patients［J］.Am J Roentgenol，2009，192（6）：158l-1585.

［7］Rapp-bernhardt U，Bernhardt TM，Lenzen H.Experimental evaluation of a portable indirect flat-panel detector for the pediatric chest：comparison with storage phosphor rdiography at different exposures by using a chest phantom［J］.Radiology，2005，237（2）：485-491.

［8］鄭鈞正.研究電離輻射水平與效應(yīng)的重要文獻(xiàn)一UNSCEAR報(bào)告書［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2002，22（1）：71-72.

［9］郭斌，于風(fēng)珍，王春霞.新生兒胸部攝影技術(shù)與屏蔽防護(hù)的最佳組合［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2007，27（6）：596-597.

［10］高德春，顧衛(wèi)根，毛定立.兒童頭顱CT掃描條件選擇［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2004，24（5）：447-448.

［11］陳葆藏，劉彬，虞濱濱，等.嬰幼兒胸部DR攝影照射野與輻射劑量和圖像質(zhì)量的相關(guān)性研究［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2009，29（6）：651-652.

［12］Strotzer M，Volk M，F(xiàn)rtind R，et a1.Routine chest radiography using a fiat-panel detector. image quality at standard detector dose and 33% dose reduction［J］.AJR，2002，17（1）：169，171.

［13］Miller DL，Baiter S，Cole PE，et a1.Radiation doses in interventional radiology procedures：The RAD IVR study：Part II：Skin Dose［J］.J Vasc Interv Radiol，2003，14（8）：977-990.

［14］范文哲，楊建勇，何祚，等.介入放射治療患者所受輻射劑量的單中心調(diào)查與分析［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)科學(xué)版），2011，32（3）：398-401.

［15］劉曉晗，王子軍.數(shù)字減影血管造影低劑量技術(shù)在兒童介入診療中的應(yīng)用［J］.中國醫(yī)學(xué)裝備，2015，12（4）：71-73.

①揚(yáng)州大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院蘇北人民醫(yī)院影像科 江蘇 揚(yáng)州 225001

［文章編號］1672-8270（2016）05-0031-04 ［中圖分類號］ R816.9

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.05.011

作者簡介

收稿日期：2015-12-07

The research on the low dose exposure parameter conditions of chest digital radiography（DR） in infants

CHEN Ming， XIE Dong-sheng， HAN Yi， et al

China Medical Equipment，2016，13（5）:31-34.

［Abstract］Objective: To investigate the low dose exposure conditions of chest DR in infants. Methods: 160 infants （0-2 years old） were prospectively selected from our hospital and were divided into four groups， including auto exposure control mode （200 mAs） and manual exposure control mode with different mAs， including 0.25，0.32， 0.40 mAs. For each group we used 80 kV， 90 kV respectively. SID was 110 cm. Field of radiation were set as 22 cm×24 cm for 0-1 year-old group and 25 cm×30 cm for 1-2 year-old group. The image qualities were evaluated by double blind method， and the results were recorded by 3 doctors. Then the value of DAP and the number of ESD were analyzed and compared as well. Results: The image quality of manual exposure control mode with 0.25 mAs is a litter lower than that of the other groups， but there was no statistical significance（F=2.98， P＞0.05）. The value of DAP in manual exposure control （0.25， 0.32， 0.40 mAs） group dropped 55.95%， 45.83%， 17.85% in 0-1 yearold children among 80 kV group， in 1-2 years old young children it decreased 61.77%， 60.91%， 42.95%； among 90kV group: in 0-1 years old children it declined 36.18%， 43.21%， 6.03， and in 1-2 years old reduced 49.38%，59.81%， 38.34%. There was statistical significance（F=44.825， P＜0.05）. T-test was applied in group 80 kV and 90 kV. The DAP in 90kV group is larger than that in 80kV group. There was statistical significance for 0-1 year-old infants（t=2.436， t=6.816， t=18.410， t=2.417） and for 1-2 years old group（t=5.499， t=26.140， t=4.651， t=1.916），（P＜0.05）. Conclusion: Manual exposure control mode with 0.25 or 0.32 mAs， 80 kV and appropriate exposure filed not only can obtain satisfactory images， but also reduce the radiation dose in chest radiography in infants.

［Key words］Digital radiography technology； Exposure parameter； Radiation dose； Infants