随着X射线摄影技术的不断发展，传统的屏片摄影正逐渐被淘汰。数字X射线摄影（DR）技术以其成像快，剂量低，图像质量高的优势，成为医用X射线诊断中常用的检查手段^[1-2]。其中各类型影像探测器的成功研制，是数字化X射线摄影（DR）技术突破的关键所在。DR技术提高了影像的的对比度和分辨率，同时扩大了影像的动态范围，为临床诊断提供了诸多便利^[3]。但无论技术如何革新，影像质量始终是放射诊断的基本保证，探测器成像环节的控制便是质量控制检测的关键。本文选取DR质量控制检测当中的经常存疑项目“测距误差”进行检测分析，从而实现对探测器成像质量的把控。

1 材料与方法 1.1 调查对象

本文根据2018年放射诊断设备放射防护监测方案的要求，并结合所接受医疗机构委托情况进行DR放射防护监测。本次调查选取监测DR设备44台，为国内医疗诊断常用DR品牌型号。

1.2 检测方法

依据《医用数字X射线摄影（DR）质量控制检测规范》（WS 521—2017）^[4]所介绍的标准检测方法：采用立位胸片模式，调节SID至180 cm，将两把铅尺（长约30 cm）相互交叉垂直放置在探测器表面，曝光获取影像。使用测量工具选取长度为10 cm的刻度分别对垂直、水平方向铅尺进行距离测量。

1.3 评价方法

计算垂直、水平方向偏差，应在 ± 2.0%以内。偏差计算：

${{E}} = \left[ {\left( {{{{D}}_{\rm{m}}} - {{{D}}_0}} \right)/{{{D}}_0}} \right] \times 100\% $

(1)

式中，E为偏差，D_m为影像测量距离，D₀为真实长度。

因不同厂家DR设备使用影像探测器类型及结构、影像处理系统的不同，本文根据设备占有率以及临床使用等因素选取深圳安健科技、上海联影、荷兰飞利浦、德国西门子、美国GE、美国锐珂6个厂家的DR设备进行“测距误差”检测结果的分析，同时单独选取德国西门子DR设备进行横向对比分析。以此总结造成DR影像测距偏差的影响因素，并归因检测方法中存在的问题。

2 结果 2.1 设备数量及分布情况

本文选取国内外6个不同厂家DR设备进行检测分析，DR设备总数量为44台，设备分布情况为深圳安健科技9.1%、上海联影6.8%、荷兰飞利浦20.4%、德国西门子36.4%、美国GE15.9%、美国锐珂11.4%。由于辐射监测对象多为三级以上综合性医院，可发现所监测综合医院中目前DR设备以国外品牌居多。调查设备的分布情况与国内医院X射线类放射诊疗设备的整体情况一致，同时也是国内三级医院的X射线类设备配置的普遍情况^[5]。具体见表1。

2.2 纵向对比偏差（E）分布

从测距误差检测结果来看，不同厂家DR设备垂直和水平方向偏差分布基本一致，差异性不大。各厂家设备中，美国GE DR设备偏差范围较小，不大于2%；上海联影、德国西门子、美国锐珂偏差分布相似，接近0%～3.0%之间；而深圳安健科技、荷兰飞利浦偏差分布范围较大，达到6%。具体见表2。

2.3 纵向对比合格率分析

6个厂家DR测距误差整体合格率不高，平均合格率63.6%（加权后），其中除美国GE合格率达到100%外，其他厂家合格率均在70%以下。同2.1中垂直、水平方向偏差分布，各厂家垂直、水平方向合格率数据对称性较强，说明晶体分布均匀所引起误差小。纵向对比结果见表3。

2.4 横向对比及校正分析

德国西门子厂家不同型号DR测距误差垂直方向偏差分布：0% ≤ E ≤ 1%占37.5%，1% < E ≤ 2%占31.25%，E＞2% 占31.25%，平均偏差为1.5%；水平方向偏差分布：0% ≤ E ≤ 1%占31.25%，1% < E ≤ 2%占31.25%，E＞2% 占37.5%，平均偏差为1.7%。不同型号的检测合格率与2.3中调查对象的平均合格率一致，两种对比情况表明平板探测器技术差异不是造成合格率偏低的主要原因，检测操作中可能存在细节处理上的问题。因而考虑在横向对比的同时，对同厂家DR检测结果进行距离校正。处理后发现：测距误差结果距离校正前后差异较大，通过距离校正后测距误差项目均能合格。对比情况及校正结果见表4。

3 讨论

根据本文纵向对比的结果，我们可以发现除美国GE合格率100%外，各厂家项目合格率整体不高。这说明采用测距直读进行计算合格率低是测距误差检测中存在的一个普遍问题。而横向对比结果则表明同厂家测距误差偏差分布范围阶梯性较明显，说明同厂家不同型号技术同样会存在检测结果的差别。尤其是测量结果作距离校正后，合格率的明显改善说明未进行距离校正而造成项目合格率偏低是存在于检测方法中的通用性问题。而在美国GE设备当中，未做距离校正对检测结果影响较小。

本文对比测量结果后，考虑进行距离校正是从成像原理出发：DR摄影为X射线焦点成像，当物体照射平面与成像平面不一致时即会造成偏差。根据光学成像相似三角形原理，物体到成像板的距离会造成其成像后实际尺寸的偏差，如图1所示。忽略焦点尺寸影响，偏差造成的放大倍数为SID/SOD（SOD为焦点到被摄物体的距离）。

在检测过程中，将铅尺置于探测器表面或诊断床表面的操作并未将待测物真正置于SID180 cm处，而是在小于180 cm的位置。因为平板探测器影像接收层面在CCD晶片或TFT晶体层，X光通过衰减物、滤线栅、电离室到成像层面依然还有一定的距离^[6]。不了解设备图像处理系统而直接测读进行项目评估大概率会导致结果的失真，所以针对不同厂家DR设备影像处理的特点对测距结果进行距离校正存在方法上的合理性、必要性。

飞利浦DR使用手册中对于Easy Diagnost+EasyUpgrade DR，如不使用校准工具进行手工校准，如图2所示，图像尺寸为：

${\rm{p}}{s_{img}} = \frac{{SID - TID}}{{SID}} \times p{s_{det}}$

(2)

在该情况下，其对应的SID为110 cm，TID（探测器外壳正面到像素平面的距离）为5.4 cm。以此为例计算SID180 cm下的放大倍数为1.002倍，即图像真实尺寸应为ps_det × 0.97，所造成的测距偏差为3%，这样本身就已经超出了标准规定的 ± 2.0%以内的要求。飞利浦使用手册中还根据参照平面的不同，给出了自由片盒参照和Bucky等效参照缩放比例的计算方法。值得注意的是，放大倍数的计算是在使用铅尺测量这一类待测物厚度较薄的情况下才适用的。

除了上述人工校准方法外，飞利浦DR还能够通过铅标尺创建标尺由系统对图像进行校准，如矫形骨科中推荐使用校准测量。而德国西门子DR可在解剖测量模式下使用SOD计算缩放比例后进行校准测量，这与前面介绍的飞利浦手工校准类似，可直接在解剖测量模式下输入相应SOD完成校准。基于日常监测的开展，对部分DR设备的SOD数据简单整理如下，见表5。在此基础上对GE品牌DR的高合格率进行探究，发现其影像处理系统选择的参考平面为探测器外壳表面，即成像尺寸与真实尺寸一致。此外，再将铅尺置于GE DR探测器外壳正面前方或后方都会导致测距结果的偏大或偏小。当然根据部分DR设备平板探测器可移动装载的特点，将铅尺直接放置于平板探测器外表面进行也能够减少偏差达到合格，但这样得到的检测结果并不科学客观。

所以将检测结果做距离校正后，测距误差所检测的究竟是哪些影响因素呢？根据本文研究，X射线机焦点本身的形状与尺寸会导致半影的产生，半影的大小会随着肢片距的增加而放大，造成失真^[7]。同时X射线机中心线的使用和校正在摄片时也很重要，特别是DR摄影。DR的成像机理，实际上是探测器对穿过人体后的量子探测数的记录^[3]。无论是平板还是CCD结构的探测器，其像素单元均具有一定尺寸面积，如果光子打到像素点上中心不正，不仅会降低量子探测效率，还有可能造成图像的几何失真，而影响图像的质量。X射线中心线，实际上是X射线管的窗口中心与探测器中心的对准，而遮光器定位十字光标，并不是真正意义上的X射线中心，只有经过校正后，才能够与X射线的实际中心线一致。通常DR设备在安装调试阶段已经完成校正，但随着使用频率的增加，设备中心线有可能发生偏移，因此做好X射线中心线的定期校正对DR成像意义重大。因而检测标准中采用180 cm较大SID进行检测，减少了到达探测器的散射线，提高了影像清晰度^[8]。同时极大地减少了焦点半影和垂直度中心偏离带来的影响，真正体现出DR专项是对平板探测器及数字影像处理系统性能的检测。CCD探测器成像过程中还需进行光学耦合，而光学耦合系统会增加系统噪声同时造成几何畸变^[9]。而平板探测器在成像过程中存在坏像素点，需要对输出的图像进行坏像素校正，输出图像经过计算机系统处理后几何准确性如何便是影响测距误差结果的因素之一^[10]。任何计量器具均需经过校准后才能保证测量的准确性，DR系统中的测量工具也同样需要进行日常校准。不同医疗机构对老旧DR设备的硬件软件的定期保养情况同样会影响成像质量及测量结果^[11]。为保证使用DR使用过程中影像诊断质量，应由厂家工程师3～6个月对平板探测器进行一次校准^[12]。尤其是当DR系统本身不具备测距功能时，对PACS系统进行测距前校准显得格外重要。

通过本次检测及数据分析，不仅明确了测距误差检测当中SID距离校正在方法上的必要性，同时还初步探究了造成测距误差产生的影响因素。认识到不同厂家设备影像处理技术的差异，才能更好地将标准检测方法实施下去，制定好检测方案。细究DR质量控制检测方法、深入理解，既保证了检测结果的准确性、真实性，也对临床诊断也有着积极的参考意义^[13]。考虑患者体厚、测量校准，有甄别地进行临床诊断，才能够确保放射影像诊断的可靠性。