两种数字化X线摄影系统图像质量与辐射剂量的比较研究

摘要

目的:非晶体硅平板探测器数字摄影系统(DR)和计算机X线摄影系统(CR)作为两种不同的数字化摄影系统,要获得相同的图像质量,应用DR系统相比CR系统就会降低辐射剂量,这对于受检者来说具有重要的意义。以提高数字成像质量和控制受检者以及放射从业人员辐射剂量为宗旨的质量保证(QA)、质量控制(QC)工作,是影像技术界研究的重要内容。本研究的目的就是应用对比度-细节体模(CDRAD2.0)定量分析、比较CR、DR两种数字摄影系统辐射剂量的差异,以及辐射剂量与图像质量之间的关系。研究胸部X线数字摄影最优化摄影条件,为胸部数字摄影QC规范的制定提供参考。
　　 方法:应用DR和CR系统分别对带有对比度-细节体模(CDRAD2.0)的胸部等效衰减模体进行不同辐射剂量的曝光成像。曝光条件固定125KV,曝光剂量分别为0.5、0.63、0.8、1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.3、8.0、10.0、12.5、16.0、20.0mAs。每次条件曝光3次,每次曝光时模体与探测板的水平中心线成0°、5°、10°角。记录每次曝光的模体表面辐射剂量,测试剂量以3次平均值为准,将所获取的模体影像用CDRAD2.0评估软件分析计算图像质量因子反数值IQFinv,测试用IQFinv值以3次计算所得的平均值为准。应用pearson相关和独立样本t检验比较两种数字化摄影系统各自的图像质量与辐射剂量的关系以及两者之间的图像质量差异,并根据相关计算CR、DR各自的线性回归方程。应用ROC曲线分析CR和DR组的IQFinv值的敏感度和特异度,取约登指数最大为最佳工作切点。根据CR、DR的回归方程和ROC曲线分析得到CR、DR要取得最佳图像质量时各自的辐射剂量,并换算成摄影条件。对CR、DR各30例患者进行指定条件曝光,由2名高年资医生对60副人体胸部图像按照欧共体放射诊断影像质量标准进行阅片打分,对胸部影像重点显示部位及细节进行观察,阅片得到的CR、DR评分用Wilcoxon秩和检验进行比较。
　　 结果:在曝光剂量分别为0.5、0.63、0.8、1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.3、8.0、10.0、12.5、16.0、20.0mAs时,DR系统的IQFinv值分别是2.59、2.85、2.82、2.85、3.27、3.56、3.76、4.13、4.33、4.62、4.71、4.91、5.01、5.21、5.08、5.37、5.65,CR系统的IQFinv值分别是1.15、1.31、1.36、1.45、1.57、1.77、1.98、2.03、2.51、2.76、2.73、2.94、2.99、3.40、3.47、3.54、3.69。CR、DR各自的辐射剂量和所得的IQFinv值之间均呈明显的正相关(CR:r=0.893;DR:r=0.848:P＜0.01),并得到线性回归方程DR:IQFinv=0.005D+3.359、CR:IQFinv=0.005D+1.651。随着辐射剂量的增加,影像质量因子反数值IQFinv值越高,图像质量更好。两种数字化摄影系统所得的IQFinv值经独立样本的t检验分析结果为t=5.455,P＜0.05。两组IQFinv值的最佳工作切点为3.55,根据回归方程计算,要获得最佳且同等的图像质量,CR的剂量为DR的近10倍。换算出DR的最佳摄影条件为125KV、1.6mAs,而CR为125KV、16mAs。CR、DR各30副胸部图像评分经秩和检验,除对于肺部直径小于1mm的小血管Z=-3.225,P＜0.05,两者差异有统计学意义外,其他细节统计学无差异。
　　 结论:两种数字化摄影系统对于低对比度细节的检测能力均随着辐射剂量的增加而增加,辐射剂量相同时DR系统对于低对比度细节的检测能力优CR,在获得相同的图像质量时,与CR相比应用DR可大大降低被检者辐射剂量。CR系统随着使用年限的延长,其信息检测能力下降,需要通过加大辐射剂量来保证图像质量,相比较而言,DR在临床上具有更大的应用价值。