中国辐射卫生  2012, Vol. 21 Issue (1): 91-93  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.01.015

引用本文 

吕杰, 解中福, 阎晓斌, 王邦明, 刘伟. DR摄影中电离室测射野的选择对辐射剂量影响的临床研究[J]. 中国辐射卫生, 2012, 21(1): 91-93. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.01.015.

文章历史

收稿日期:2011-08-10
DR摄影中电离室测射野的选择对辐射剂量影响的临床研究
吕杰 , 解中福 , 阎晓斌 , 王邦明 , 刘伟     
天津市环湖医院放射科, 天津 300060
摘要目的 探讨同一部位选用不同电离室测射野的DR摄影中辐射剂量的变化。方法 选取胸部右侧位、骨盆正位, 颈椎右侧位及右肩关节正位进行DR摄影, 并按不同的电离室选择方案将患者图像分成两组。分别记录每张工作站采集的图像中入射体表剂量ESD及剂量面积乘积DAP的数值, 并进行统计分析。结果 同一部位的两组间DR摄影ESD值, DAP值差异有统计学意义。χ2检验6组照片的甲级片率无显著性差异(P < 0.05)。结论 同一部位选用不同组合的电离室DR摄影, 受检者的辐射剂量不同; 优化的电离室组合可以在保证不降低图像质量的前提下, 降低DR的曝光量和受检者的辐射剂量。
关键词DR摄影    电离室    辐射剂量    

随着DR成像系统的临床广泛应用,图像质量显著提高,并且较以前CR及传统X射线摄影的所需投照剂量也明显降低。DR更高的DQE和更宽的灰度显示范围使其在不影响影像质量的前提下最大程度地降低了受检者的辐射剂量[1, 2]。DR平板探测器中有三个电离室,电离室利用电离室内气体电离的物理效应,使探测器在接收到一定的投照剂量后可以自动切断曝光。其原理是利用X射线量子对空气的电离效应,使气体离子在强电场作用下,不断移动而达到板极形成电离电流,以电离电流作为输入控制信号,令执行元件切断曝光,它是自动曝光控制系统(AEC)的重要组成部分[3]。三个电离室测量野可根据不同部位摄影的要求,用开关选择分别使用或任意组合[5]。以往有文献报道电离室测射野灵活选择对于优化图像的作用和方法[4]。笔者就电离室测射野的优化选择对进一步降低DR对患者辐射剂量的方法进行探讨。

1 资料与方法 1.1 病例资料

我院2010年2月致2011年4月共76例患者(其中住院病人39人,男性27人,女性12人; 门诊患者37人,男性11人,女性26人。年龄范围27岁到81岁。)

1.2 DR系统

GE公司生产的Definium 6000双板(碘化铯-非晶硅平板探测器2 048 × 2 048像素阵列) DR系统及其采集工作站。设定图像注释中包括入射体表剂量(ESD,μGy)和剂量范围乘积(DAP,dGy-cm2)。PACS系统为KODAK CARESTREAM,Demo 3 × 3K显示屏。

1.3 电离室测射野选择方法

为了此次研究结果的普遍性、易用性,我们选用了常见的四个解剖部位进行研究,胸部右侧位像:左侧加中间电离室和只用中间电离室,骨盆正位:左右侧电离室和只用中间电离室,颈椎右侧位像:左侧加中间电离室和只用中间电离室,右肩关节前后位:中间加右侧电离室和只用中间电离室。将胸部、颈椎及右肩关节只用中间电离室进行摄影的一组设为初诊组,骨盆正位则用左右侧电离室进行摄影的一组设为初诊组,另一组设为复查组。分别记录各个解剖部位初诊组与复查组之间患者所受辐射剂量。为避免病人身体的个体差异性,对所选患者初诊采用系统默认条件(只用中间电离室); 骨盆正位默认为用左右电离室,复查时采用改良法见图 1~图 8。其中侧位像统一为右侧位即病人身体右侧贴近平板探测器。以三个电离室中左侧的电离室区域为1区; 中间的为2区; 右侧的为3区(见图 9)。电离室探测野的选择原则[3] : ①选择适合于被照体的测射野(三个测射野中,哪一个最能使被摄组织在照片上获得最佳的光学密度,它就是适合于此被照体的测射野); ②被摄影的器官组织必须准确地定位于某选定的测射野上; ③不准对测射野空曝光。胸部右侧位分为两组:初诊1组和复查2组,投照条件120kV,400mA进行自动曝光; 骨盆正位分为初诊3组和复查4组,投照条件80kV,320mA自动曝光; 颈椎右侧位分为初诊5组和复查6组,投照条件70kV,320mA自动曝光。右肩关节前后位分成初诊7组和复查8组,投照条件70kV,320 mA自动曝光。分别记录每张工作站采集图像注释中ESD、DAP的数值。见表 1

图 1 只用中间电离室(初诊)

图 2 采用左侧加中间电离室(复查)

图 3 只用中间电离室(初诊)

图 4 采用左侧加中间电离室(复查)

图 5 只用中间电离室(初诊)

图 6 采用右侧加中间电离室(复查)

图 7 同时用左右电离室(初诊)

图 8 只用中间电离室(复查)

图 9  

表 1 各次ESD、DAP的数值记录比较
1.4 图像质量评价标准与统计学方法

采用双盲法由5位高年资医师随机选取每一张图像在PACS工作站上独立判断。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]。影像质量评定标准(一)甲级片: A.位置正确; B.对比度、清晰度良好; C.无污染划损,可制版; D.铅字号码、日期完整。无错号。排列整齐,与被照物体无重叠; E.造影片充盈满意,显影清晰,充分显示解剖结构形态,提供满意的诊断依据。(二)乙级片:上述各项中有1项不符,但不影响诊断者。(三)丙级片:上述各项中有两项不符,但不影响诊断者。(四)废片:上述各项有3项以上不符,或1、2项不符但已影响诊断者。将90张片按照初诊1~3组和复查4~5组,每组45张照片,见表 2,按照标准评定等级(甲乙丙或废片)统计甲级片率,用χ2检验6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。ESD、DAP值的各个解剖部位两组间比较均采用配对T检验。

表 2 6组照片质量评价
2 结果

同一部位的两组间DR摄影ESD、DAP值有显著差异,ESD差异比较t值分别为(t = 10.753、26.688、10.276、14.246),DAP差异比较t值分别为(t = 9.255、24.710、8.200,13.169)。

χ2检验6组照片的甲级片率差异无统计学意义(P>0.05,见表 2)。

3 讨论

利用ESD值和DAP值来估计患者的辐射剂量已成为普遍共识。有文献报道入射体表剂量和剂量面积乘积与之间存在线性关系,并阐述了具体计算方法并给出了计算公式[7]

公式中,FID:为管球焦点到探测器的距离; FSD:是管球焦点到体表表面的距离; BSF:反相散射因子; A(FID) :所给定FID上的区域面积即照射野; :是组织与空气能量吸收系数比率。五个要素必须已知,才能算出ESD的具体数值[8, 9]。本文为了更加接近真实情况,用联系紧密的两个参数共同研究及评估投照剂量的变化规律。

本研究结果显示,相同解剖部位的两种投照方法得出的ESD值和DAP值有显著性差异。胸部、颈椎及右肩关节只用中间电离室进行摄影的一组较同时用两个电离室组的辐射剂量大,组织密度相对均匀的胸部、颈椎及右肩关节受照电离室的数量增多,导致同时两个电离室电离,较只用一个电离室受照更快的达到了AEC系统判断的切断X射线继续发生的限值,导致更短的曝光时间,更少的投照剂量。骨盆只用中间电离室进行摄影的一组较同时用两个电离室组的辐射剂量小,这可能是由于骨盆中间电离室对准耻骨联合区,此区域平均组织密度和厚度较小,电离室的电离程度较早的达到了AEC系统判断的切断X射线继续发生的限值,而骨盆正位同时用左右两电离室是恰好对准组织密度相对较高的双侧髂骨,要更多的X射线量才能达到AEC系统判断的切断X射线继续发生的限值,导致相对长的曝光时间和AEC反应时间,进而导致了整体放射剂量的增多。由此可以初步推断:在DR摄影选择电离室时,在组织密度相对均衡的解剖部位,所用电离室越多,受照剂量越小; 在组织密度相对不均衡的解剖部位,相对密度低和组织厚度小的区域所用电离室越多,受照剂量越小。当然能否推广到所有解剖部位或其他DR设备上还需在今后的研究中继续做深入探讨。本组资料中不同的电离室组合方法在降低辐射剂量的同时,图像质量无明显下降而影响诊断,6组照片的甲级片率无显著性差异。说明用不同电离室组合投照所得影像质量均符合诊断要求。胸部右侧位和骨盆正位、对颈椎侧位片和右肩关节正位,两种投照方法所得照片质量并无显著差异,两种方法所得甲级片率几乎都达到100%,与文献报道仅胸片正位表明DR的多种电离室组合方法得到的图像质量上无显著差异的结论一致[10]

总之,各个解剖部位DR摄影三个电离室使用的规律和最优方案可使得原本就辐射剂量非常小的DR摄影优势进一步体现,从而降低了患者和医务工作者的吸收剂量。由于人体各个部位厚度、平均密度及形态上存在较大差异,所用设备也存在存在一定的局限性。但毕竟此方法简单易行,为影像科医生在如何达到更低剂量,更好进行影像诊断这个永恒追求上开辟了新的思路。

参考文献
[1]
Spahn M, Strotzer M, Völk M, et al. Digital radiography with a large-area, amorphous-silicon, flat-panel X-ray detector system[J]. Invest Radiol, 2000, 35: 260-266. DOI:10.1097/00004424-200004000-00007
[2]
Geijer H, Beckman KW, Anderson T, et al. Image quality vs radiation dose for a flat-panel amorphous silicon detector: a phantom study[J]. Eur Radiol, 2001, 11: 1 704-1 709. DOI:10.1007/s003300100851
[3]
吴南洲, 李砚文, 张金山. 电离室在普通投照中的应用[J]. 中华放射学杂志, 1995, 29(2): 135-136. DOI:10.3760/j.issn:1005-1201.1995.02.001
[4]
王鸣鹏. 电离室摄影测射野的选择[J]. 中华放射学杂志, 1992, 26(1).
[5]
Freund T, Fischbach F, Teichgraeber U, et al. Effect of dose on image quality in a detector-based dual-exposure, dual-energy system for chest radiography[J]. Acta Radiol, 2005, 46(1): 41-47. DOI:10.1080/02841850510016081
[6]
中华放射学杂志编委会. 全国放射科QA、QC学术研讨会纪要[J]. 中华放射学杂志, 1993, 27: 134-138.
[7]
Kisielewicza K, Truszkiewiczb A, Wachc S, et al. Evaluation of dose area product vs. patient dose in diagnostic X-ray units[J]. Phys MESD, 2011, 27(2): 117-120.
[8]
Martin CJ. Measurement of patient entrance surface dose rates for fluoroscopic X-ray units[J]. Physics in Medicine and Biology, 1995, 40: 823-34. DOI:10.1088/0031-9155/40/5/008
[9]
Mcparland BJ. Entrance skin dose estimates derived from dose-area product measurements in interventional radiological procedures[J]. British Journal of Radiology, 1998, 71: 1 288-1 295. DOI:10.1259/bjr.71.852.10319003
[10]
刘山, 冯庆宇, 陈逸兵. 自动电离室的选择对数字化胸部正位投照影像质量的影响[J]. 临床影像技术, 2006, 23(4): 98-99.