自从计算机X射线摄影(computer radiography, CR)应用于临床检查以来, 关于数字化X射线摄影是否可以降低医患双方的辐射剂量进行了长时间的辩论, 观点也正在逐步统一。笔者通过实验研究发现计算机X射线摄影(CR)曝光参数选择的正确与否对辐射剂量起着直接决定性的作用。成象板(imaging plate, IP)对不同kV的响应特性具有非常大的区别, 超过某一极限值后即使增加摄影条件的某一项(医患双方所接受的辐射剂量也会随之增加)而影像的密度值却不会明显增加, 本研究在大量实验数据的基础上进行了总结, 得出了计算机X射线摄影(CR)中IP对不同X射线质的响应特性。

1 材料与方法 1.1 材料

岛津500 mA高频X射线机, 其固有滤过为0. 5 mm铜、附加滤过为1.0 mm的铝, 11阶铝梯, AGFA的ADCC -PLUS CR系统, X-Rite (美国产)密度计、excel统计软件等。

1.2 方法

使用FFD=100 cm, 胸部摄影程序, 3.0 mAs, 不同的kV(65~ 115)值, 成像板(imaging plate, IP)作为成象介质对铝梯进行曝光, 然后测试各阶密度并作图 1。

2 结果

由图 1分析可知, IP在100 kV以下时, 每个点的灰度值随着kV的增加几近线性增加(各阶的数据统计学误差P < 0. 05, 无统计学意义上的显著性差异。)但在100 kV以后, 密度值随着kV增加而增加的速度明显减慢。在保持kV以外其他摄影条件不变的前提下, kV值从85kV增加到100 kV时, 影像的密度值增加±13%;而从100 kV增加到115 kV时, 虽然kV值增加相同的kV段, 但图像的密度值仅增加±6%。因此在临床摄影中, 在满足穿透力的前提下, 管电压超过100 kV后仅靠增加kV值是不会明显增加影像密度值的。但kV增加后医患双方所接受的辐射剂量明显增加(X射线的有效能量值与kV的n次方成正比), 而影像的密度值增加并不明显。

3 讨论

CR具有丰富的、多元化的后处理功能, 能够提供信息量更加丰富的影像。如MUSICA contrast是一项综合性参数, 对影像总体对比度进行调节, 是边缘对比、降噪、动态范围调节、左右窗宽窗位调节的综合。它可以使整幅图像的对比度得到有效调整, 当它处于较高的位置时, 图像的层次丰富。Edge contrast是对比增强后的空间频率处理, 又称边缘强化。它是通过调节CR系统对空间频率的响应特性(0 ~ 6), 从而增加高频部分的边缘信息响应, 实际是模拟人眼传递视觉信息的一种图像处理方法, 其作用是把人眼难以辨认的轮廓增强, 使其能清晰地显示比邻的解剖关系。Noise reduction可以降低图像的噪声, 从原始图像中进行减影时将去除噪声的影响, 即通过平滑蒙片过程进行消噪, 使图像变的平滑, 但是降噪的同时会使图像对比度大大降低, 此时可以选用空间频率处理, 通过改变蒙片尺寸和参数进行强化。, Latitude reduction幅度范围压缩, 即宽容度的调节, 也即动态范围的控制, 主要用于显示图像的层次及提高辨别微小细节的能力。Extend window left, Extend left right左右窗宽、窗位的调节可以弥补曝光过度或不足造成的图像过黑或过淡。以上处理都可以在一次曝光获得图像后再进行各种后处理而获得不同显示效果的影像, 并没有增加患者的曝光次数。在kV满足摄影部位穿透力的前提下, 通过影像的各种后处理可以代替胸部高kV摄影的效果, 当然并非是否定高kV摄影。

CR的量子噪声、光量子噪声都是由入射X射线剂量所决定。入射X射线剂量越大, 其噪声就越小, 噪声量与IP检测到的X射线量成反比, 但是入射的X射线剂量在允许剂量下限之上, 其噪声是基本恒定的, 所以X射线剂量不能无限制降低。在保证感光量不变的情况下, 摄影kV增加必须降低mAs, mAs降低时影像噪声会增加从而引起影像质量的下降^[1]。因此CR不适宜低mAs的摄影方式, 换言之, 不宜使用过高的摄影kV。

据相关报导, Agfa ADC -Compact -QS, 在70kV和110 kV, 0. 30 mAs时, 系统的量子检出效率(detective quantum efficiency, DQE)分别为30 %和23. 1 %^[2], 可见随着摄影kV的增加CR系统的DQE而降低。

使用CR进行胸部摄影时, 影像组织间的对比度随着摄影kV的增加而减小^[3], 对比度较小的细节难以得到理想的显示, 因此在摄影时也不宜选用过高的摄影kV。

4 结论

使用CR进行胸部摄影时, 必须熟悉IP对kV响应特性的差异。IP对kV的最佳响应值在±100 kV。对kV的响应具有阶段性, 在选择摄影条件时必须引起重视, 才能合理地选择摄影条件的组合, 既改善了影像质量又不会无谓地增加辐射剂量, 在满足影像诊断要求的同时将医患双方的辐射剂量降到最低。在进行胸部CR摄影时, kV值选择在100 kV左右为宜^[3], 除了高kV摄影外最好不要单独通过提高的kV来增加影像的密度值, 而是应该通过调节mAs从而增加影像的密度值, 满足诊断要求。