醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展日新月異，有效地提升了影像檢查技術(shù)在疾病診治過程中的重要性，結(jié)合臨床應(yīng)用實(shí)際情況，如何權(quán)衡曝光量與疾病診斷的準(zhǔn)確性，是放射科技術(shù)人員關(guān)注的課題。本研究通過選擇不同的攝影參數(shù)，以胸部X射線檢查為例，設(shè)計(jì)差異性病灶的檢測目標(biāo)，研究胸部X射線攝影參數(shù)對病灶篩查的影響程度，確定低劑量攝影的最優(yōu)化參數(shù)，為臨床檢查工作提供重要的參考[1-2]。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

選用的數(shù)字X射線攝影設(shè)備為東芝MRAD-D50S RADREX DR，配置平板探測器的像素為160 μm，分辨率可達(dá)3.0 LP/mm。基于研究內(nèi)容的可重復(fù)性和對比性，攝影對象為X射線胸部模體PH-2B，由X射線的吸收率與人體相近的特殊合成樹脂實(shí)體材料制成，內(nèi)部設(shè)置的病灶尺寸規(guī)格見表1。圖像數(shù)據(jù)采用美智醫(yī)療PACS6.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及后處理。

表1 標(biāo)準(zhǔn)化病灶的尺寸規(guī)格(mm)

1.2 檢查方法

將X射線體模放置于檢查床上，采用胸部前后位攝影體位，攝影距離SID=120 cm，攝影條件選擇管電壓75 kV和 90 kV兩種，分別手動(dòng)選擇0.5～20 mAs，依次為0.5、1.0、1.5、2.5、3.5、4.5、6、8、10、12、15、18和20 mAs[3-4]。

為了減少病灶在不同體表深度和劑量漂移影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，病灶設(shè)置為距前胸體表的深度分別為8 cm、10 cm和12 cm，選擇信噪比最小的圖像作為一定攝影條件下研究的影像數(shù)據(jù)結(jié)果。

1.3 病灶篩查評估方法

醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量取決于成像系統(tǒng)對人體組織細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力，對比度和噪聲是定量表達(dá)成像質(zhì)量差別的兩大主要指標(biāo)[5-7]。信噪比(signal noise ratio，SNR)定義為感興趣區(qū)域信號強(qiáng)度(光學(xué)密度平均值)與噪聲強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn)差)之比，離散值(CV)表示不同體表深度情況下標(biāo)準(zhǔn)化病灶信噪比的差異系數(shù)，定義為是標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均值之比。本研究以病灶密度值不同分為D1組、D2組及D3組3組，通過5位具有3年以上臨床經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師對圖像進(jìn)行評價(jià)，將不同條件下能分辨病灶的最小尺寸進(jìn)行記錄取平均值，并據(jù)此計(jì)算圖像質(zhì)量因子(image quality figure，IQF)。IQF定義為模體上能分辨的最小尺寸和密度乘積的總和，其計(jì)算為公式1:

式中Li和Di分別為第i種密度值病灶可分辨的最小尺寸平均值和密度值，IQF數(shù)值越低，表明圖像質(zhì)量越好。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用兩步聚類方法進(jìn)行分析處理，用Silhouette測度衡量聚類質(zhì)量(＞0.5表明聚類效果良好)，用于分析不同攝影條件下圖像質(zhì)量曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確定最優(yōu)化的攝影條件[8-9]。

2 結(jié)果

2.1 影像數(shù)據(jù)結(jié)果

按照課題設(shè)計(jì)進(jìn)行影像數(shù)據(jù)采集，共采集78幅圖像。

2.2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果

由5位觀察者通過高分辨醫(yī)用顯示器對體模病灶影像進(jìn)行觀察，計(jì)算可分辨病灶最小尺寸的平均值，所得不同攝影條件下離散值CV和圖像IQF值見表2；變化趨勢如圖1所示。

圖1 不同管電壓條件下IQF值隨mAs值變化曲線圖

結(jié)果顯示，不同管電壓攝影條件下，改變曝光量mAs值，IQF值的變化成正相關(guān)，曝光量增加的情況下可以提高離散值，圖像質(zhì)量的一致性好。圖1顯示，不同管電壓對圖像質(zhì)量因子影響也比較明顯，管電壓越高，IQF值越大。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，應(yīng)用SPSS 19.0軟件分析不同管電壓攝影時(shí)的最佳曝光量，即滿足圖像質(zhì)量的前提下最小曝光量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表2 不同攝影條件下圖像質(zhì)量分析數(shù)據(jù)結(jié)果

表3 不同管電壓攝影時(shí)最佳曝光量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

通過兩步聚類方法的統(tǒng)計(jì)分析，管電壓固定為75 kV，曝光量設(shè)置為4.5 mAs時(shí)獲取的IQF=6.094，Silhouette=0.7＞0.5 Silhuette測度衡量聚類質(zhì)量(＞0.5表明聚類效果良好)，顯著優(yōu)于曝光量＜4.5 mAs獲取的圖像，而與曝光量＞4.5 mAs獲取的圖像質(zhì)量差異不顯著。而當(dāng)管電壓固定為90 kV時(shí)，最佳曝光條件為3.5 mAs，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Silhouette=0.8＞0.5。因此，對設(shè)定的病灶檢測時(shí)確定的最佳曝光條件依次為4.5 mAs，75 kV；3.5 mAs，90 kV[10-11]。攝影結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同曝光條件攝影圖像

3 結(jié)論

胸部X射線攝影是各醫(yī)院放射科的重要檢查項(xiàng)目之一，攝影條件與攝影質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系不僅關(guān)系到患者輻射劑量，也直接影響臨床診治效果。本研究以差異性病灶的分辨能力為檢測指標(biāo)，研究不同攝影條件對圖像質(zhì)量的影響，對放射科開展相關(guān)檢查工作時(shí)優(yōu)化攝影參數(shù)、減少患者輻射劑量以及提高圖像質(zhì)量具有重要意義。

本研究結(jié)果顯示，隨著攝影條件的調(diào)整，圖像質(zhì)量發(fā)生了明顯的改變，當(dāng)管電壓kV值固定并不斷增加曝光量mAs值時(shí)，圖像噪聲降低，評價(jià)指標(biāo)IQF值逐漸降低，病灶檢出率逐漸提高；當(dāng)曝光量mAs值固定并不斷增加管電壓kV值時(shí)，圖像對比度提高，評價(jià)指標(biāo)IQF值降低，同樣可以提高病灶檢出率。通過SPSS 19.0軟件統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，本研究使用的標(biāo)準(zhǔn)化病灶最佳曝光條件為4.5 mAs，75 kV；3.5 mAs，90 kV。

本研究課題采用標(biāo)準(zhǔn)化X射線體模作為影像采集對象，通過差異化病灶分辨能力對圖像質(zhì)量進(jìn)行綜合評價(jià)符合臨床工作實(shí)際[12-13]。同時(shí)，整個(gè)研究過程不涉及患者輻射劑量等醫(yī)學(xué)倫理問題，可重復(fù)檢測，保障研究的科學(xué)性和推廣價(jià)值[14-15]。但受到醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的差異性影響，不同攝影條件下獲取的影像結(jié)果略有不同，因此技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合臨床實(shí)際進(jìn)行實(shí)證研究，確保檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。