徐曉娟， 華海琴

·影像技術(shù)學(xué)·

自動曝光控制雙因子模式對胸部DR圖像質(zhì)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(shù)，選擇kV與kV-mA兩種不同模式對胸部數(shù)字X線(DR)圖像質(zhì)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(shù)，A組59例，采用單因子控制技術(shù)(kV)；B組55例，采用雙因子控制技術(shù)(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(shù)(EI-S)，mA按照公式mA=mAs/s計算，并由兩位醫(yī)師對圖像質(zhì)量進行客觀評價和主觀評分，并進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果：A、B兩組受檢者年齡、身高、體重、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、曝光指數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，兩組客觀圖像質(zhì)量和主觀評分差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，兩組mA、mAs、ms、DAP差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論：采用AEC技術(shù)條件下，選擇雙因子控制技術(shù)較單因子控制技術(shù)能有效降低輻射劑量，并能保證胸部DR的影像質(zhì)量。

放射攝影術(shù)； 數(shù)字化X線攝影； 胸部； 自動曝光控制技術(shù)； 輻射劑量

胸部是臨床數(shù)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(shù)[2]，與手動調(diào)節(jié)技術(shù)相比，AEC能降低輻射劑量并提供更好的圖像質(zhì)量[3]。AEC技術(shù)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(shù)和電流恒定模式的雙因子控制技術(shù)，臨床常選用前者，雙因子技術(shù)模式在國內(nèi)鮮有報道。本文旨在探討AEC條件下雙因子技術(shù)模式對DR圖像質(zhì)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(zhì)指數(shù)(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(shù)，分為單因子技術(shù)組(A組)和雙因子技術(shù)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(shè)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(shù)(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(zhì)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(zhì)量評分標準[6]:①肺紋理分布包括內(nèi)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(jié)構(gòu)、心緣；④肋骨包括骨小梁、骨皮質(zhì)；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?。?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(jīng)驗的影像診斷主治醫(yī)師共同評價及評分。

5.統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

兩組受檢者的年齡、身高、體重、基于信號的曝光指數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，具體數(shù)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(shù)Tamhane's T2檢驗，A、B兩組管電流差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；A、B兩組mA、mAs、DAP差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2)。

A、B兩組圖像質(zhì)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(xué)意義。

討 論

自動曝光控制技術(shù)能有效降低受檢者所受的輻射劑量，并能有效提高影像質(zhì)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(zhì)影像的重要參數(shù)[10]。胸部X線檢查通常采用高kV技術(shù)，且kV固定不變，電離室可以實現(xiàn)攝影組織厚度和密度的變化，實現(xiàn)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(shù)，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(shù)，其電流為恒定電流。

單因子技術(shù)控制模式下，能最大程度利用球管的功率，在kV達到所設(shè)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(shù)控制模式下，在kV達到設(shè)定的閾值后，電流能保持恒定，因此稱為恒定電流技術(shù)。在kV恒定的條件下，電離室內(nèi)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(yīng)時間的概念，它被定義為AEC能做出反應(yīng)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(nèi)切斷X線,那么，這一時間限制即為AEC的最短響應(yīng)時間[12]，最短響應(yīng)時間是由整個檢查系統(tǒng)決定的，經(jīng)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(fù)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(yù)設(shè)的恒定電流值，系統(tǒng)精度和MRT是造成此種結(jié)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(xué)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(xué)意義(P>0.05)；兩組曝光指數(shù)分別為(328.91±47.18)、(296.15±46.21)，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，且均在廠商推薦的正常范圍內(nèi)(250～350)，圖像質(zhì)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(xué)意義(P<0.05)。在同樣使用AEC技術(shù)的情況下，合理設(shè)置并使用恒定管電流的雙因子控制技術(shù)，與單純設(shè)置kV的單因子控制技術(shù)相比，圖像質(zhì)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(shù)是否同樣適用以及對圖像質(zhì)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(xué)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心放射科(徐曉娟)；100078 北京，北京中醫(yī)藥大學(xué)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(zhì)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)