应用表面入射剂量值选择最佳曝光参数

吴忠凯，李任远

（1.中国医科大学附属第一医院放射科，沈阳 110001；2.沈阳建筑大学信息与控制工程学院，沈阳 110168）

近年来，随着合理使用低剂量X线检查原则（即：使用最小可能的辐射剂量；产生最佳可能的图像质量；进行具有诊断意义的成像）和“单钮制”X线机的普及，在新近生产的各种X线机和CT机上，X线曝光参数不仅设有kV，mA选择和曝光时间（简称“三要素”）控制和指示单位，同时增设了人体表面X线入射剂量值（以下简称入射值）指示［1］。它不仅提供了防护意义上的参照，更重要的还是曝光参数选择的参照。

笔者在调节kV和mA数值时以入射值指示单位选择最佳投照条件参数。以密度低、对比度差、Computed Radiography（CR）投照时最佳曝光参数不易准确选择的幼儿（1～3岁）鼻咽部为实验选项，实验收到良好效果，现报告如下：

1 材料与方法

1.1 实验器械

采用GE-Revolution XQ/I型X线机。CR系统为KODAK GP800，IP板像素为100 μm标准分辨率20 cm×25 cm。影像质量检测采用高对比分辨率线对测试卡和低对比分辨率21级铝梯。射线剂量测量仪为X线空气比释动能剂量仪。X线摄影用实验体为3岁男婴尸体头部。

1.2 实验方法

将头部取侧位并附带测试工具直接放于IP（imaging plate）上，X线照射野为15 cm×20 cm，管球至IP板的投照距离为90 cm，滤线器（-）。

1.3 实验步骤

首先根据经验值确定kV，mA选择和曝光时间3者大致范围。实验从固定100 mA选择开始，分别取值45、50、55和60 kV，每一选定的kV值依次进行30、40和50 ms的曝光，并依次记录下每次曝光的入射值［2］。

1.4 评估方法

将IP板影像数据传至同一影像工作站，由5名具有儿科X线诊断经验的医师采用盲法对影像进行评估，具体分为：（1）物理指标评估：根据影像质量检测工具所显示的高、低对比分辨率数据进行评估。（2）影像视觉评估：根据X线影像上鼻咽部气道；鼻甲；咽后壁；颈椎以及头皮软组织的黑化度；对比度以及清晰度进行质量评分，评为极差、可、良、优和极优 5 个等级［3］。

2 结果

在表1基础上，曝光参数在兼顾高对比和低对比分辩率同时，利用CR照像具有较大曝光宽容度的特点，在影像质量允许的范围内，以最低曝光参数为标准，经综合评估后确定，以220～230 μGy入射值；100 mA 选择，54～55 kV，30 ms为最佳幼儿鼻咽侧位影像的曝光参数。并加以临床验证，见图1A和1B。通过图1A与1B的比较，证实降低条件后的影像可满足诊断需要。

表1 100 m A选择时，不同曝光参数对入射剂量值和影像质量的影响Tab.1 Ef f ect s ofdi f f erentexposure param et ers on ent rance surf ace doses and i m age qual i t y att he l evelof100 m A Voltage（kV）45 50 55 60 30 ms 40 ms 50 ms 30 ms 40 ms 50 ms 30 ms 40 ms 50 ms 30 ms 40 ms 50 ms Value of incident light（μGy） 141 188 235 188 250 312 235 313 391 283 378 473 High resolution（lp/cm） 2.5 2.75 3.25 3.75 3.75 3.5 3.2 2.75 2.5 2.0 2.0 1.6 Low resolution（the number of viewable gray scale） 6 8 8 10 11 12 14 15 17 19 21 21 Results of evaluation Poor Poor Permissive Average Good Good Excellent Excellent Good Good Average Permissive Item

3 讨论

X线影像质量的优劣是设备与曝光参数共同作用的结果，它直接关系到诊断的准确性，在设备性能无法改变的条件下，优化曝光参数更显重要。用入射值选择曝光参数的方法较单纯三要素法具有以下优越性：（1）由于曝光剂量采用比三要素指示更为精细的μGy为单位，实现了微调，使取值精度提高，误差减小。以本实验为例，以入射值选择的曝光条件，误差范围在±（3%～4%）；而采用三要素法曝光后实际测得入射值剂量，其误差范围在±（10%～15%）［4］。（2）节省曝光条件，有利于影像质量的提高和射线的防护：由粗调变为细调，随剂量单位的缩小，X线的实际使用剂量降低。在本实验中三要素法的曝光参数为100 mA选择60～62 kV；30 ms，经射线剂量仪实际测得的入射值剂量在283～295 μGy之间。而采用入射值法则为220～230 μGy之间，仅为三要素法的80%（该数值是使用我院X线机的20例2种不同曝光方法的统计结果）。由于曝光剂量精确度的提高，不仅提高了影像质量，同时还降低了患者的射线辐射剂量，减轻了管球负荷，延长了设备使用寿命［5］。（3）计量统一，有利曝光参数的优化：三要素法所选取的曝光参数（kV，mA）数值仅限于同厂家、同规格X线机之间通用，在不同厂家、不同规格的X线机上则无法通用。其原因除受X线发生器和X线管球等设备差异因素的影响外，设备误差率不一致，以及三要素法所选取的曝光参数单位制远大于入射值剂量单位制也是重要原因。因此，相同数值的曝光参数在不同X线机上使用时，实际测得的入射值不等，其影像质量亦有明显差异。而选用入射值剂量单位制，无论X线机厂家、规格之间有何不同，但在X线剂量等值时曝光效用完全相同的特性，为X线曝光参数的标准化提供了可循规律和统一的计量单位。在患者需复查对比照像时，操作者可根据以往照片记录的入射值剂量和其他投照数据，使X线照像获得相同的投照条件和一致的影像效果，提高了X线照像的可重复性和准确度。

［1］Offiah AC，Grehan J，Hall CM，et al.Optimal exposure parameters for digital radio graphy of the infant skull：a pilot study［J］.Clin Radiol，2005，60（11）：1195-1204.

［2］McCollough CH，Bruesewitz MR，Vrtiska TJ，et al.Image quality and dose comparison among screen-film，computed，and CT scanned projection radiography：applications to CT urography［J］.Radiology，2001，221（2）：395-403.

［3］Schnell EA，Samei E，Dobbins JT.Plate-specific gain map correction for the improvement of detective quantum efficiency in computed radiography［J］.Med Phys，2012，39（3）：1495-1504.

［4］Moore CS，Avery G，Balcam S，et al.Use of a digitally reconstructed radiograph-based computer simulation for the optimisation of chest radiographic techniques for computed radiography imaging systems［J］.Br J Radiol，2012，17.［Epub ahead of print］

［5］Gibson DJ，Davidson RA.Exposure creep in computed radiography：a longitudinal study［J］.Acad Radiol，2012，19（4）：458-462.