徐月萍 劉曉軍 郭永平 高建全 張春潮 葉 踐 王 魏

數(shù)字探測(cè)器是醫(yī)用數(shù)字化X射線攝影(digital radiography, DR)成像的核心器件，其質(zhì)量直接關(guān)系到圖像品質(zhì)，進(jìn)而影響到臨床診斷的準(zhǔn)確性，因此保證探測(cè)器的質(zhì)量尤為關(guān)鍵，其評(píng)價(jià)參數(shù)分別為空間分辨率、低對(duì)比度分辨率、影像均勻性、殘影及偽影等。準(zhǔn)確的測(cè)量性能參數(shù)對(duì)保證探測(cè)器的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用[1-3]。本文重點(diǎn)介紹空間分辨率的概念、測(cè)試結(jié)果，并對(duì)測(cè)試條件進(jìn)行討論與分析。

1 空間分辨率

X射線成像的重要特征是顯示人體解剖結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的能力，其涉及到在正常解剖或不同病理狀態(tài)下所表現(xiàn)出來(lái)的細(xì)小結(jié)構(gòu)和組織特征，一般使用空間分辨率來(lái)衡量[4-6]。空間分辨率，又稱高對(duì)比分辨力，指對(duì)于物體空間大小(幾何尺寸)的鑒別能力，代表成像系統(tǒng)區(qū)分或分辨互相靠近的物體的能力，單位為l p/mm，將相鄰的一條白線條和一條黑線條稱為一個(gè)線對(duì)。單位距離內(nèi)可分辨的線對(duì)數(shù)目表示為該成像系統(tǒng)的空間分辨率，在單位寬度范圍內(nèi)能夠分辨線對(duì)數(shù)目越多則表示圖像空間分辨率越高。

2 實(shí)際測(cè)試結(jié)果

搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)DR探測(cè)器進(jìn)行空間分辨率的實(shí)驗(yàn)，測(cè)試器件為矩形分辨率測(cè)試卡，實(shí)驗(yàn)方法及條件均按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，如圖1所示(以中間測(cè)試卡所測(cè)分辨率為準(zhǔn))：分辨率測(cè)試卡與防散射濾線柵呈45o，置于視野中心位置，測(cè)試卡盡可能靠近影像接收面，通過(guò)目測(cè)觀察確定其分辨率。

圖1 實(shí)驗(yàn)圖片

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在標(biāo)稱有效成像區(qū)域，無(wú)衰減體模，用45 kV、100 mA、200 ms進(jìn)行曝光，其空間分辨率≥3.1 lp/mm；在標(biāo)稱有效成像區(qū)域，有衰減體模，用70 kV、100 mA、250 ms，其空間分辨率≥2.5 lp/ mm。

測(cè)試結(jié)果如圖2所示，其為未附加衰減體模下的空間分辨率，達(dá)到3.1 lp/mm；如圖3所示，其為附加衰減體模下的空間分辨率，達(dá)到2.8 lp/mm。完全達(dá)到DR所規(guī)定的空間分辨率[7]。

圖2 未附加衰減體模下的空間分辨率

圖3 附加衰減體模下的空間分辨率

3 測(cè)試條件對(duì)空間分辨率影響的討論

3.1 分辨率測(cè)試卡的放置方式對(duì)空間分辨率的影響

相對(duì)于探測(cè)器，測(cè)試卡傾斜45o放置比水平放置或垂直放置空間分辨率高倍，能夠分辨更小的影像細(xì)節(jié)。因此，通常推薦測(cè)試卡傾斜45o放置于整個(gè)視野的中心，并且盡可能靠近影像接收面，充分保證空間分辨率的準(zhǔn)確性[8-10]。

3.2 曝光劑量對(duì)空間分辨率的影響

曝光劑量過(guò)小，探測(cè)器接收的光子較少，圖像噪聲大，無(wú)法分辨物體與背景；隨著曝光劑量增加，空間分辨率增大，當(dāng)達(dá)到一定劑量時(shí)，已經(jīng)達(dá)到了分辨率的極限，空間分辨率不會(huì)持續(xù)增大；若曝光劑量過(guò)大，超出正常劑量范圍，導(dǎo)致圖像質(zhì)量惡化，降低空間分辨率[11]。在實(shí)際的測(cè)試中應(yīng)該選擇合適的曝光劑量，得到較好的空間分辨率(見(jiàn)表1)，表1為根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的空間分辨率隨曝光劑量的變化情況。

表1 空間分辨率與曝光劑量的關(guān)系

3.3 X射線焦點(diǎn)對(duì)空間分辨率的影響

X射線焦點(diǎn)大，影像半影區(qū)則大，會(huì)造成空間分辨率下降，因此在測(cè)試過(guò)程中推薦使用小焦點(diǎn)曝光。試驗(yàn)中所使用的小焦點(diǎn)為100 mA。

3.4 屏焦距對(duì)空間分辨率的影響

通常屏焦距較大，空間分辨率則較好，但是隨著屏焦距的增加，X射線衰減較大，因此需增加曝光劑量，但在臨床上并不可取，因此測(cè)試空間分辨率時(shí)SID最大選取1.8 m。

3.5 衰減體模對(duì)空間分辨率的影響

透過(guò)體模X射線衰減，有效曝光劑量降低，同時(shí)引進(jìn)噪聲從而致使空間分辨率的降低，因此對(duì)空間分辨率的評(píng)價(jià)需要區(qū)別于有衰減體模和無(wú)衰減體模。

相關(guān)測(cè)試條件統(tǒng)一配合才能保證準(zhǔn)確的空間分辨率，任何一個(gè)測(cè)試條件都會(huì)導(dǎo)致空間分辨率的測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，因此測(cè)試條件的合理選取尤為重要。DR企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在空間分辨率的測(cè)試過(guò)程中均對(duì)上述影響因素做出明確的規(guī)定條件，均保證了較好的空間分辨率[12]。

4 臨床測(cè)試

對(duì)DR系統(tǒng)的成像性能進(jìn)行臨床測(cè)試，拍攝胸片及腰椎片，選取其中2例患者的影像圖片說(shuō)明其測(cè)試結(jié)果。

(1)患者1例，男性，27歲，胸片如圖4所示：胸廓對(duì)稱，縱膈居中；雙側(cè)肺紋理清晰，走行自然；雙側(cè)膈面清晰，肋骨角銳利；心臟形態(tài)未見(jiàn)異常。

(2)患者1例，女性，29歲，腰椎正、側(cè)位片如圖5所示：腰椎生理曲度存在，椎間隙未見(jiàn)狹窄，諸椎體邊緣可見(jiàn)輕度骨質(zhì)增生，椎間孔、骨突關(guān)節(jié)及余附件未見(jiàn)異常；L4～5椎間隙前方條形高密度影。

由此可見(jiàn)，DR成像性能得到了較好的保證，能夠得到較高品質(zhì)的圖像，能夠滿足臨床檢查與診斷的要求。

圖4 胸片

圖5 腰椎

5 結(jié)論

通過(guò)DR空間分辨率的測(cè)量以及對(duì)測(cè)試條件的分析討論，證明了正確的測(cè)試能夠準(zhǔn)確反映空間分辨率的大小，有助于把握好探測(cè)器的質(zhì)量關(guān)，將不合格產(chǎn)品排除在市場(chǎng)之外。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步顯示了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的DR系統(tǒng)測(cè)試方法符合正確操作規(guī)范，能夠準(zhǔn)確衡量并保證探測(cè)器的成像性能，進(jìn)而保證了臨床放射檢查與診斷的準(zhǔn)確性。

[1]中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).數(shù)字化醫(yī)用X射線攝影系統(tǒng)專(zhuān)用技術(shù)條件YY/T 0741-2009[S].國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局,2009-11-15.

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