硫氧化釓?fù)繉訜o線平板探測器在小兒四肢X線攝影中的應(yīng)用

吳慧釗 丁芳芳 曹磊 吳文娟 張澤坤 王亞麗

·論著·

硫氧化釓?fù)繉訜o線平板探測器在小兒四肢X線攝影中的應(yīng)用

吳慧釗 丁芳芳 曹磊 吳文娟 張澤坤 王亞麗

目的 對(duì)硫氧化釓?fù)繉拥臒o線平板探測器與碘化銫涂層的常規(guī)平板探測器進(jìn)行對(duì)比研究探討前者在小兒四肢X線攝影中的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法對(duì)需行四肢X線攝影的80例小兒患者完全隨機(jī)分別使用硫氧化釓?fù)繉拥臒o線平板探測器和碘化銫涂層的常規(guī)平板探測器進(jìn)行檢查，由2名放射科醫(yī)師對(duì)圖像的解剖結(jié)構(gòu)清晰度進(jìn)行評(píng)分。結(jié)果2名閱片人評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。四肢解剖結(jié)構(gòu)的顯示清晰度比較，兩種成像系統(tǒng)的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。2種成像系統(tǒng)的mAs值比較其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0．05)。結(jié)論硫氧化釓?fù)繉拥臒o線平板探測器應(yīng)用于小兒四肢X線攝影在合理的檢查劑量下可獲得較滿意的圖像質(zhì)量，其成像質(zhì)量和檢查劑量近似于碘化銫涂層的常規(guī)平板探測器；并使體位擺放更加方便快捷。

平板探測器；數(shù)字化X線攝影；量子檢測效率

由于小兒的骨組織發(fā)育尚未成熟，與成人骨骼的解剖形態(tài)、骨密度等有著較大的差異，在進(jìn)行X線攝影時(shí)需要充分考慮這些因素，才能得到高質(zhì)量的影像圖像。應(yīng)用銳珂DRX-1無線平板探測器(flat-panel detector，F(xiàn)PD)對(duì)小兒患者進(jìn)行四肢X線攝影，評(píng)價(jià)所得圖像的解剖清晰度和成像質(zhì)量，探索硫氧化釓?fù)繉拥臒o線平板探測器在小兒四肢數(shù)字化X線攝影中(digital radiography,DR)的應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1 成像設(shè)備 常規(guī)DR為西門子AXIOM Aristos MX通用系數(shù)字X線攝影系統(tǒng)，其平板探測器為碘化銫/非晶硅涂層，探測器尺寸為43 cm×43 cm，3 000×3 000像素，像素大小143微米，數(shù)據(jù)采集14比特。無線DR為銳珂DRX-1系統(tǒng)，其DRX-1無線平板探測器采用硫氧化釓/非晶硅涂層，探測器尺寸為35 cm×43 cm，像素大小139 μm，3 052×2 540像素，數(shù)據(jù)采集14比特。以GE Proteus XR/a 500mA醫(yī)用診斷X線機(jī)作為無線DR的X線源。

1.2 圖像采集和顯示 將需進(jìn)行四肢X線檢查的小兒患者80例使用數(shù)字隨機(jī)法隨機(jī)等分到硫氧化釓?fù)繉拥臒o線平板探測器組和碘化銫涂層的常規(guī)平板探測器組中，無線平板探測器組以GE Proteus XR/a 500 mA醫(yī)用診斷X線機(jī)作為X線源，攝影條件：50 kV，1 mAs;常規(guī)平板探測器組使用四肢器官程序預(yù)設(shè)的攝影條件：50 kV，mAs由自動(dòng)曝光系統(tǒng)提供。照射時(shí)均不使用濾線柵，投照野均為20.32 cm×25.4 cm(8×10英寸)，源-像距(source-image distance,SID)均為90 cm，用鉛衣、鉛圍脖等進(jìn)行非照射部位的防護(hù)。軟拷貝圖像顯示在PLANA液晶顯示器上，分辨率2 048×2 560。評(píng)價(jià)影像圖像時(shí)，觀察者允許利用窗寬、窗位調(diào)整圖像的對(duì)比度和亮度，也允許放大圖像。2組共80幅圖像打亂圖像號(hào)碼以隨機(jī)方式重新編排順序號(hào)，以此序號(hào)顯示并評(píng)價(jià)。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法 根據(jù)影像質(zhì)量控制的診斷學(xué)要求，影像顯示標(biāo)準(zhǔn)：指在照片影像上能夠顯示特別重要的解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，并用可見程度來表征其性質(zhì)?？梢姵潭瓤煞譃?級(jí)：隱約可見：解剖學(xué)結(jié)構(gòu)可探知，但細(xì)節(jié)未顯示，只特征可見；可見：解剖學(xué)的細(xì)節(jié)可見，但不能清晰辨認(rèn)，即細(xì)節(jié)不顯示；清晰可見：解剖學(xué)的細(xì)節(jié)能夠清晰辨認(rèn)，即細(xì)節(jié)顯示[1]。根據(jù)影像質(zhì)量控制的影像顯示標(biāo)準(zhǔn)制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1分，結(jié)構(gòu)影像顯示不清；2分，結(jié)構(gòu)影像隱約可見；3分，結(jié)構(gòu)影像可見；4分，結(jié)構(gòu)影像清晰可見。由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資放射科醫(yī)師以雙盲法單獨(dú)觀察兩種成像系統(tǒng)圖像，分析圖像質(zhì)量，并給予評(píng)分。根據(jù)解剖結(jié)構(gòu)影像顯示的清晰程度，每位觀察者分別對(duì)無線平板探測器組和常規(guī)平板探測器組的80幅圖像結(jié)構(gòu)影像清晰度進(jìn)行評(píng)估。

1.4 管電流評(píng)價(jià)方法 由于2種成像系統(tǒng)使用相同的KV、SID和投照野，記錄常規(guī)平板探測器組獲得圖像的mAs值，與無線平板探測器組的1 mAs比較，比較2種成像系統(tǒng)的檢查劑量。

2 結(jié)果

2.1 2名閱片人評(píng)分比較 觀察者間組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.93(95%可信區(qū)間為0.89～0.94)，觀察者內(nèi)組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.89(95%可信區(qū)間為0.91～0.95)。可認(rèn)為2名閱片人的評(píng)分具有一致性。

2.2 四肢解剖結(jié)構(gòu)顯示清晰度比較 2種成像系統(tǒng)所得圖像的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0．05)，可認(rèn)為無線平板探測器的成像質(zhì)量不低于常規(guī)平板探測器。見表1。

2.3 2種成像系統(tǒng)mAs值比較 其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0．05)，可認(rèn)為2種成像系統(tǒng)有著相似的檢查劑量。見表1。

成像系統(tǒng)圖像質(zhì)量分值mAs值常規(guī)平板探測器組3．38±0．291．02±0．15無線平板探測器組3．49±0．371 t值-1．510．82 P值0．130．42

3 討論

根據(jù)閃爍體涂層材料的不同，將非晶硅平板探測器分為碘化銫涂層和硫氧化釓?fù)繉觾煞N[2]，2種非晶硅DR平板探測器的工作原理與其他間接捕獲方式探測器相同，X線照射在閃爍體上，激發(fā)為可見光光子，再經(jīng)非晶硅傳感器采集，轉(zhuǎn)換為電子，通過A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生圖像[3]。但閃爍體涂層的材料和工藝影響了X線轉(zhuǎn)換成可見光的能力，對(duì)量子檢測效率(detective quantum efficiency,DQE)會(huì)產(chǎn)生影響。碘化銫將X線轉(zhuǎn)換成可見光的能力比硫氧化釓強(qiáng)，將碘化銫加工成針狀結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高捕獲X線的能力，并減少散射光，但成本比較高，價(jià)格貴；使用硫氧化釓做涂層的探測器轉(zhuǎn)換效率不如碘化銫涂層高，但是成像速度快，性能穩(wěn)定，成本較低[4]。

3.1 成像質(zhì)量 西門子AXIOM Aristos MX DR平板探測器使用的是碘化銫/非晶硅涂層，由于其高DQE、X線光子轉(zhuǎn)換效率高、動(dòng)態(tài)范圍廣、實(shí)時(shí)成像、強(qiáng)大快捷的影像后處理等優(yōu)點(diǎn)[5]，在脊柱、骨盆、四肢長骨攝影方面有著理想的應(yīng)用。但是，數(shù)字化X線探測器具有局限性的空間分辨力[1]，平板探測器采集到數(shù)字信息后，通過組織均衡等后處理得到的是由原始數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)重新擬合的圖像[6]，是某種程度上的偽像，影響影像的清晰度。此成像方式應(yīng)用在脊柱、骨盆等組織層次豐富的厚部位投照是很有優(yōu)勢的，但在拍攝四肢關(guān)節(jié)等薄部位時(shí)就難以獲得質(zhì)量穩(wěn)定的圖像。小兒患者的骨組織發(fā)育尚未成熟，骨骼中有機(jī)和無機(jī)化合物約各占1/2[7]，與成人骨骼的解剖形態(tài)、骨密度等有著較大的差異。而且AXIOM Aristos MX DR的平板探測器位于檢查床下，其成像介質(zhì)閃爍體涂層與檢查部位之間隔有檢查床床板、探測器緩沖保護(hù)層等，含有診斷信息的X線光子從人體射出到閃爍體涂層還有相當(dāng)?shù)囊欢尉嚯x，物片距要大于傳統(tǒng)平片系統(tǒng)的暗盒和CR的IP，出射X線光子容易發(fā)生散射和衰減，不利于兒童四肢這些薄部位的肢體成像。這些組織學(xué)、工程學(xué)上的原因使得AXIOM Aristos MX DR通過四肢器官程序獲得的圖像質(zhì)量不盡如人意，圖像顆粒粗，軟組織與骨組織對(duì)比度差，只有通過增大mAs來增加到達(dá)碘化銫/非晶硅涂層的X線光子的數(shù)量來獲得滿意的影像質(zhì)量。銳珂DRX-1無線平板探測器的涂層結(jié)構(gòu)為硫氧化釓+非晶硅+薄膜晶體管陣列，硫氧化釓的熒光轉(zhuǎn)換效率略高于碘化銫，DQE在所有類型的平板探測器中最高，可達(dá)66.5%，它的尺寸和厚度與14×17英寸傳統(tǒng)屏片暗盒相當(dāng)，可將平板探測器直接墊于肢體下，盡可能的減少了物片距。我科用GE Proteus XR/a 500mA醫(yī)用診斷X線機(jī)作為X線源與其匹配使用，專用于小兒四肢投照，獲得的圖像影像細(xì)膩，軟組織與骨組織對(duì)比良好。

3.2 成像劑量 數(shù)字X線攝影的優(yōu)勢之一是曝光寬容度大，曝光量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)仍能獲得滿意的圖像質(zhì)量，但從輻射防護(hù)角度考慮，仍應(yīng)制定和遵循適宜的曝光參數(shù)[8]。曹國全等[2]認(rèn)為2種探測器的結(jié)構(gòu)決定了成像劑量和圖像質(zhì)量的無差別。劉建新等[8]認(rèn)為硫氧化釓探測器數(shù)字X線系統(tǒng)的適宜曝光量大。我科將硫氧化釓?fù)繉拥臒o線平板探測器應(yīng)用于小兒四肢等薄部位成像，取攝影條件為50 kV/1 mAs，以較低的輻射劑量獲得了滿意的圖像質(zhì)量。

3.3 在體位擺放方面，由于銳珂DRX-1無線平板探測器的無線暗盒設(shè)計(jì)，通過加載無線標(biāo)準(zhǔn)802.11 n的Wi-Fi(短距離無線傳輸)模塊，DRX-1無線平板探測器有著靈活的移動(dòng)性，當(dāng)患者行動(dòng)不便無法配合時(shí)可按需要變換平板探測器的空間位置，使平板探測器迎合患者，更適用易于哭鬧的小兒患者，確保門診和住院患者放射檢查的舒適度。

無線平板探測器是DR技術(shù)最新的發(fā)展應(yīng)用，DRX-1無線平板探測器內(nèi)部CPU控制、Wi-Fi、圖像采集處理重力傳感器、溫度傳感器這些新技術(shù)的應(yīng)用有力的保障了DRX-1的成像質(zhì)量，在小兒四肢X線攝影中有著獨(dú)特的優(yōu)勢。

1 于茲喜主編.醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)學(xué).第2版.北京: 人民衛(wèi)生出版社,2010.272.

2 曹國全,許化致,潘克華,等.2種非晶硅DR平板探測器成像劑量與圖像質(zhì)量的比較分析.實(shí)用放射學(xué)雜志2011,27：777-779.

3 Bacher K,Smeets P,Vereecken L,et al.Image quality and radiation dose on digital chest imaging:comparison of amorphous silicon and amorphous selenium flat-panel systems.AJR，2006,187:630-637.

4 李金霞,楊旭,趙宏波.DR不同類型平板探測器性能的比較研究.中國醫(yī)學(xué)裝備，2011,8：26.

5 朱立祥,潘永泉,趙政文.DR技術(shù)與臨床應(yīng)用.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2004,20：153.

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7 易曉玲,吳禮勝.直接數(shù)字化X線攝影在兒童青枝骨折攝影中的應(yīng)用.海南醫(yī)學(xué)，2008,19：50.

8 劉建新,徐同江,鄧剛.數(shù)字X線攝影系統(tǒng)適宜曝光量差別的研究.中華放射學(xué)雜志,2010,44：744-746.

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.03.009

項(xiàng)目來源：河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點(diǎn)課題(編號(hào)：20120332)

050051 石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院放射科

吳文娟，050051 河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院；

E-mail：wenjwu@163.com

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A

1002-7386(2014)03-0347-03

2013-06-18)