體位對3～4歲兒童胸部數(shù)字X線攝影輻射劑量與圖像質(zhì)量的影響

許宏榮，劉 波，蔡金華，鄭 歡，楊秋瑞，姚昌洪

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院放射科 兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地 兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400014)

數(shù)字X線攝影(digital radiography, DR)已廣泛用于臨床[1]。兒童甲狀腺等組織器官對射線敏感[2-3]，而3～4歲兒童處于免疫系統(tǒng)發(fā)育階段，是多種呼吸系統(tǒng)疾病的易感人群，胸部DR作為基礎(chǔ)影像學(xué)檢查可基本滿足臨床需要，但兒童配合度低于成人，適當(dāng)選擇體位有助于提高檢查成功率和圖像質(zhì)量[4-6]。既往研究[6-11]主要根據(jù)年齡或體質(zhì)量選用不同管電壓和管電流行胸部DR，通過測量劑量面積乘積(dose area product, DAP)或體表入射劑量(entrance surface dose, ESD)評(píng)估輻射劑量，以視覺分級(jí)分析評(píng)分(visual grading analysis score, VGAS)評(píng)估圖像質(zhì)量。本研究采用固定優(yōu)化曝光參數(shù)與成像技術(shù)，前瞻性觀察攝影體位對3～4歲兒童胸部DR輻射劑量與圖像質(zhì)量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2019年7月—10月236例3～4歲患兒于重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院接受胸部DR檢查，以等距抽樣法將其中配合度佳者分入仰臥前后位組(A組)、站立前后位組(B組)及站立后前位組(C組)，欠佳者納入A組，至每組均滿40例為止。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)一次曝光完成胸部DR，且胸部未見明顯異常。納入的120例中，男69例，女51例，年齡36～48個(gè)月，平均(41.0±3.4)個(gè)月；身高92.00～109.00 cm，平均(99.39±4.12)cm；體質(zhì)量11.50～20.00 kg，平均(15.04±1.74)kg；體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)12.10～19.13 kg/m2，平均(15.21±1.36)kg/m2。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患兒監(jiān)護(hù)人對所有檢查均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery XR656 DR成像系統(tǒng)，40.64 cm×40.64 cm碘化銫/非晶硅平板探測器，使患兒雙手上舉，下頜稍上抬，背部或胸部緊貼平板探測器；采集矩陣2 022×2 022，極限空間分辨率為2.5 LP/mm；管電壓80 kV，源像距(source to image-receptor distance, SID)100 cm，小焦點(diǎn)(標(biāo)稱值0.60)，固有濾過3.10 mm AL(無附加濾過)，中野電離室，盡量于患兒吸氣程度最高時(shí)以自動(dòng)曝光控制(automatic exposure control, AEC)采集圖像，并盡量縮小照射野，使其包含肺尖及鎖骨、肋膈角及胸壁邊緣。記錄每次曝光后設(shè)備提供的DAP和ESD。

1.3 圖像分析 由2名主治醫(yī)師或以上職稱放射科醫(yī)師采用盲法以VGAS評(píng)估圖像。根據(jù)顯示氣管與近端支氣管、肺部血管、心臟與主動(dòng)脈邊緣、縱隔、心影后脊柱、膈肌及肋膈角的清晰程度進(jìn)行評(píng)分：1分，不清晰；2分，較不清晰；3分，不能確定是否清晰；4分，較清晰；5分，清晰[9]；6項(xiàng)評(píng)分之和即VGAS，最高30分。在工作站上沿肺野及縱隔邊緣繪制閉合曲線，測量肺野面積；以右肺尖至右膈頂之間的距離為縱向距離(圖1)。

圖1 測量胸部DR圖像縱向距離與肺野面積示意圖 a.縱向距離； b.右側(cè)肺野面積； c.左側(cè)肺野面積; 肺野面積=b+c 圖2 C組胸部DR圖像,患兒男，43個(gè)月，身高104 cm，體質(zhì)量15 kg，BMI為13.87 kg/m2， ESD為0.05 mGy，DAP為0.13 dGy·cm2，VGAS為30，右側(cè)肺野面積為76.57 cm2，左側(cè)肺野面積為65.20 cm2，肺野面積為141.77 cm2，縱向距離為12.36 cm

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示，用頻數(shù)描述分類資料。以Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，Levene檢驗(yàn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)是否滿足方差齊性。采用單因素方差分析比較3組患兒年齡、身高、體質(zhì)量、BMI、DAP、ESD、縱向距離、肺野面積及VGAS，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)；對性別采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較 3組患兒性別、年齡、身高、體質(zhì)量及BMI差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

表1 3組患兒一般情況比較

2.2 輻射劑量與圖像分析比較 C組(圖2)和B組(圖3)DAP和ESD均低于A組(圖4，P均<0.05)，B組VGAS低于C組和A組(P均<0.05)，C組肺野面積大于B組和A組(P均<0.05)。3組間縱向距離差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 3組輻射劑量與圖像分析結(jié)果比較(±s)

表2 3組輻射劑量與圖像分析結(jié)果比較(±s)

組別DAP(dGy·cm2)ESD (mGy)縱向距離(cm)肺野面積(cm2)VGASA組(n=40)0.25±0.050.08±0.0111.23±1.01103.75±15.76 29.10±0.81△B組(n=40)0.19±0.04*0.05±0.01*11.61±1.07105.12±14.6028.60±0.94C組(n=40)0.19±0.04*0.05±0.01*11.60±1.20118.39±17.00*△29.12±0.94△F值31.7786.281.8111.244.74P值0.010.010.170.010.01注:*:與A組比較,P<0.05;△:與B組比較,P<0.05

圖3 B組胸部DR圖像，女性患兒，40個(gè)月，身高105 cm，體質(zhì)量17 kg，BMI為15.42 kg/m2，ESD為0.06 mGy，DAP為0.20 dGy·cm2，VGAS為29，右側(cè)肺野面積為68.95 cm2，左側(cè)肺野面積為49.82 cm2，肺野面積為118.77 cm2，縱向距離為12.77 cm 圖4 A組胸部DR圖像，女性患兒，38個(gè)月，身高109 cm，體質(zhì)量15 kg，BMI為12.63 kg/m2， ESD為0.07 mGy，DAP為0.22 dGy·cm2，VGAS為29，右側(cè)肺野面積為64.80 cm2，左側(cè)肺野面積為50.50 cm2，肺野面積為115.30 cm2，縱向距離為11.50 cm

3 討論

本研究3組患兒年齡、性別、身高、體質(zhì)量及BMI差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而C組與B組的DAP、ESD均低于A組，分析原因，可能在于曝光參數(shù)與成像技術(shù)一致時(shí)，站立位時(shí)心臟、肺門結(jié)構(gòu)、膈肌及膈下臟器在重力作用下自然下垂，相比臥位時(shí)減少了對肺野的重疊、遮蓋[4]，故采用AEC采集圖像時(shí)，站立位所需X線量低于仰臥位。另外，雖然本研究C組與B組的DAP、ESD差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但以站立后前位接受胸部DR時(shí)，甲狀腺等表淺器官所受輻射劑量可能低于站立前后位；B組VGAS低于C組與A組，同時(shí)C組肺野面積大于A、B組，可能原因亦在于重力作用導(dǎo)致心臟等結(jié)構(gòu)與器官自然下垂，且后前位下心臟離探測器更近、放大率變小[4-5]，減少了對肺野的重疊、遮蓋。以上結(jié)果提示，對3～4歲兒童采用站立后前位攝影有助于提高胸部DR圖像質(zhì)量和降低輻射劑量。

文獻(xiàn)[12]報(bào)道，患兒胸部DR的DAP隨SID減小而呈遞減趨勢，但SID過小將致ESD明顯增加；選擇0.60小焦點(diǎn)且使SID不小于100 cm能較客觀地顯示心臟大小和控制半影模糊值，保證圖像清晰度[13]。既往研究[8]以兔模擬新生兒行胸部X線攝影，發(fā)現(xiàn)選用2 mm AL固有濾過可使ESD降低53.4%而不影響其圖像質(zhì)量。據(jù)此本研究采用固有濾過3.10 mm AL，以進(jìn)一步降低ESD。文獻(xiàn)[7]報(bào)道，對3～7歲兒童行胸部DR時(shí)，相比AEC，采用80 kV和1 mAs組合可在滿足診斷所需圖像質(zhì)量的前提下有效降低DAP[(0.31±0.14)dGy·cm2vs (0.25±0.06)dGy·cm2，P<0.05]。本研究采用80 kV和AEC，C組與B組的DAP均為(0.19±0.04)dGy·cm2，A組則為(0.25±0.05)dGy·cm2。

對于1～5歲等效體模，胸部DR的最佳曝光參數(shù)為81 kV和2 mAs，其ESD為0.08 mGy[14]；本研究C組與B組的ESD均較之降低，A組則與之相近[14]，提示以80 kV和AEC對3～4歲兒童行胸部DR檢查有助于降低輻射劑量。另外，使用中野電離室可清晰成像并減少X線照射[15]；而采用AEC可降低操作人員主觀因素的影響而控制曝光劑量[16]。3歲左右兒童以腹式呼吸為主，腹部高度隆起時(shí)提示吸氣充分[5]，故本研究對全部患兒均選擇于其腹部隆起最高時(shí)曝光。另外，本研究選取觀察對象時(shí)已將配合極差或劇烈哭鬧者排除，對少數(shù)配合欠佳者僅予以輕微固定；且3組間縱向距離差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示患兒吸氣程度較一致。

綜上所述，對3～4歲兒童行胸部DR檢查時(shí)，體位對圖像質(zhì)量及輻射劑量存在一定影響，宜依序選擇站立后前位、仰臥前后位及站立前后位。本研究的主要不足之處在于樣本量小，且未對不同管電壓和SID條件下所獲結(jié)果進(jìn)行比較。