数字X射线摄影(digital radiography，DR)中的曝光指数指示器(exposure index indicator)是表征图像质量和病人所受辐射剂量的一个指标^[1]。所谓剂量曝光指数(DEI)是指DR为用户提供了一个可视的指示器，用以显示数字探测器接收到的给定图像的曝光数量。间接代表了图像质量和病人所受的辐射剂量^[2]。笔者通过对剂量曝光指数与入射体表剂量和剂量面积乘积之间关系的研究，旨在实现剂量曝光指数选择与图像质量和病人的辐射剂量最优化。

1 资料与方法 1.1 设备仪器

GE公司生产的Definium 6000双板(碘化铯-非晶硅平板探测器(FPD) 2 048 × 2 048像素阵列) DR系统及其采集工作站。对比度细节模体(CDRAD2.0)和8块有机玻璃板35.56 cm × 43.18 cm (14英寸× 17英寸)，厚度1.25 cm。PACS系统为KODAK Carestream Demo 3 × 3K显示屏。病例资料为我院2011年7月至2012年2月48例患者(男28人，女20人，年龄27岁~ 81岁。)

1.2 摄影方法

按照设备设定程序做DR探测器性能校准，摄影体模采用等效衰减的8块有机玻璃板(每块厚度为1.25cm)体模内嵌10mm厚CDRAD2.0对比度-细节体模顺序叠放在探测器上，摄影选择自动曝光(AEC)管电压分别用70 kV、80 kV、90 kV与管电流为320 mA、200 mA、160 mA进行组合摄影，无铜过滤，选择大焦点，固定SID为100 cm，固定体厚为10 cm，活动滤线器栅比12: 1。摄影模式均选择常规颈、肩、膝部正位。此摄影条件下，机器给定预期DEI范围为: 0.42 ~ 1.26，分别记录每张工作站采集图像注释中显示的剂量曝光指数(DEI)、入射体表剂量(ESD)、剂量面积乘积(DAP)值，获取模体影像并计算影像质量因子倒数(IQFinv)，获得最佳的DEI数据体模图像，用其参数和DR机器默认的摄影条件(70 kV，320 mA)对48名患者进行颈、肩、膝部DR摄影。

2 结果 2.1 图像质量

本研究采用的CDRAD2.0对比度－细节体模与文献^[4]标准一致，并将IQF转化为影像质量因子倒数(image quality figure inverse，IQFinv)。IQFinv =100 /IQF。由4位高年资医师通过高分辨率图像诊断显示器(KODAK Carestream Demo 3 × 3K)进行阅片，显示器周围亮度80Lx^[5]对模体影像在显示器上指出离心洞孔的确切位置做出独立判断并计算出图像质量因子倒数(IQFinv)平均值(见表 1)。以1992年8月召开的全国放射科QA、QC学术研讨会讨论制定的评片标准，卫生部采用的标准评定甲、乙、丙级和废片^[6]。

2.2 统计学处理

用SPSS 17.0软件。对表 2摄影条件为90 kV、320 mA四组DEI与ESD、DAP关系行线性回归分析，分析手动条件下在DEI有效范围内与ESD、DAP及mAs之间的相关性。对患者48张片按照初诊1 ~ 2组和复查3 ~ 4组，每组24张照片。按照标准评定等级，统计甲级片率，用χ²检验4组照片的甲级片率之间差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。90 kV、320 mA组合在较低的辐射剂量下获得较高的剂量曝光指数值，在手动控制曝光，以90 kV、320 mA组合通过逐渐降低mAs分别为2.5 mAs、2.05 mAs、1.6 mAs、1.29 mAs四档(机器默认的最小幅度值)进行四次曝光，分别并记录DEI、ESD、DAP及计算出IQFinv值得出四组试验数据(见表 2)，在DEI有效范围内与ESD、DAP、MAS明显相关。

自动曝光条件下DEI与ESD具有线性关系，R² = 1，方差分析P =0，回归分析中常数项(a) = 0.003，回归系数(b) =0.082，回归系数t检验，t = 242.502(P = 0)，与方差分析一致，回归系数有统计学意义，得直线回归方程: Y (ESD) =0.003 +0.082X(DEI)。

手动曝光条件下DEI与DAP也具有线性关系，R² = 1，方差分析P = 0，回归分析中常数项(a) = 0.034，回归系数(b) = 0.732，回归系数t检验，t = 236.076(P = 0)，与方差分析一致，回归系数有统计学意义，得直线回归方程: Y (DAP) = 0.034 + 0.732 X(DEI)。

χ²检验4组照片的甲级片率差异无统计学意义(P＞0.05)。在90 kV、320 mA、1.6 mAs、5 ms条件下获得了在DEI允许范围内出现的最低值，达到0.52，ESD、DAP确有显著降低，继续降低mAs，DEI将小于合格标准0.42。通过对DEI与mAs数值统计学分析，R² = 0.999，具有线性相关，所以在保持摄影条件kV、mA不变条件下，可通过调解mAs值(机器允许条件)使DEI接近厂商设定最低限值，目的在保证图像质量同时可以有效降低病人的辐射剂量。

3 讨论 3.1 DEI与辐射剂量的关系

通过分析此实验所得数据，得出DEI与ESD之间存在着线性关系，同时也与DAP存在线性关系，Y (ESD) = 0.003 + 0.082X (DEI); Y (DAP) = 0.034 + 0.732 X(DEI); 即DEI越接近允许范围最小值时，ESD、DAP相应的减小，说明mAs是决定DEI主要因素。因此，在我们实际工作中，可以根据DEI的大小间接反映患者所接受的辐射剂量的大小，可以通过DEI与mAs点之间的关系来对摄影条件进行修正量化。

3.2 DEI与图像质量的关系

剂量曝光指数(DEI)与辐射剂量具有一定的正相关，而辐射剂量和所得的图像质量因子反数值(IQFinv)，也成正相关系^[7]，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。随着辐射剂量的增加，影像质量因子反数值IQFinv值变大，即在模体影像上，同一直径下可探测的孔深度逐渐减小，在同一深度下可探测的孔直径逐渐减小，影像质量逐渐变高。较大辐射剂量的影像上可以识别更小的细节，即增大辐射剂量可以提高图像质量。但是，图像质量并不随入射剂量增大而呈线性提高，即IQFinv值随入射剂量增大的程度逐渐减缓。在此次研究中由于手动四次摄影中三次DEI均在机器默认范围内，所得出的符合DEI要求的三幅图像的IQFinv值变化极其细微，图像质量没有显著差别。所以我们取最低ESD的一组为最佳摄影条件。再对患者分别摄取理想条件下(90 kV、320 mA、1.6 mAs)和机器默认条件下(70 kV、320 mA)颈、肩、膝部正位片，图像质量都可以达到临床诊断的要求，且ESD、DAP确有显著降低。在实际工作中，我们也不可能无限制增大辐射剂量，首先平板探测器有自己的动态范围^{[8, 9]}，超出动态范围的剂量将得不到适合临床诊断的图像，另外增大辐射剂量也增大了病人的辐射危害，这也同样违背我们的初衷。有文献报道剂量面积乘积(DAP)与摄影条件和照射野大小有关系，而与图像质量无关，与我们研究结果一致^[10]。

通过此试验可以得出DEI与ESD、DAP和mAs具有线性相关。即改变MAS值可实现对DEI值的间接控制，而在DEI有效范围内又与ESD和DAP具有相关性。直观控制DEI合理范围的最低值即可降低病人的辐射剂量。在实际工作中，合理利用DEI能以最低的辐射剂量获得最大的影像诊断价值。在一次摄影完成后，如果影像的质量达到诊断要求，可以根据现有影像所显示的DEI值，推算出预期影像质量的DEI所需要的曝光量(mAs)进而对摄影条件加以修正。当然具体的方法还要结合所用设备和摄影部位解剖的特点做出相应改进，能否通用于所有DR设备和其他的摄影部位也需要今后进一步探讨，但此方法的确为低剂量化摄影目标提供了一种可控性优化辐射剂量的新思路。