体位对3～4岁儿童胸部数字X线摄影辐射剂量与图像质量的影响

许宏荣，刘 波，蔡金华，郑 欢，杨秋瑞，姚昌洪

(重庆医科大学附属儿童医院放射科 儿童发育疾病研究教育部重点实验室 国家儿童健康与疾病临床医学研究中心 儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地 儿科学重庆市重点实验室，重庆 400014)

数字X线摄影(digital radiography, DR)已广泛用于临床[1]。儿童甲状腺等组织器官对射线敏感[2-3]，而3～4岁儿童处于免疫系统发育阶段，是多种呼吸系统疾病的易感人群，胸部DR作为基础影像学检查可基本满足临床需要，但儿童配合度低于成人，适当选择体位有助于提高检查成功率和图像质量[4-6]。既往研究[6-11]主要根据年龄或体质量选用不同管电压和管电流行胸部DR，通过测量剂量面积乘积(dose area product, DAP)或体表入射剂量(entrance surface dose, ESD)评估辐射剂量，以视觉分级分析评分(visual grading analysis score, VGAS)评估图像质量。本研究采用固定优化曝光参数与成像技术，前瞻性观察摄影体位对3～4岁儿童胸部DR辐射剂量与图像质量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2019年7月—10月236例3～4岁患儿于重庆医科大学附属儿童医院接受胸部DR检查，以等距抽样法将其中配合度佳者分入仰卧前后位组(A组)、站立前后位组(B组)及站立后前位组(C组)，欠佳者纳入A组，至每组均满40例为止。纳入标准：经一次曝光完成胸部DR，且胸部未见明显异常。纳入的120例中，男69例，女51例，年龄36～48个月，平均(41.0±3.4)个月；身高92.00～109.00 cm，平均(99.39±4.12)cm；体质量11.50～20.00 kg，平均(15.04±1.74)kg；体质量指数(body mass index, BMI)12.10～19.13 kg/m2，平均(15.21±1.36)kg/m2。本研究经院伦理委员会批准，患儿监护人对所有检查均知情同意。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery XR656 DR成像系统，40.64 cm×40.64 cm碘化铯/非晶硅平板探测器，使患儿双手上举，下颌稍上抬，背部或胸部紧贴平板探测器；采集矩阵2 022×2 022，极限空间分辨率为2.5 LP/mm；管电压80 kV，源像距(source to image-receptor distance, SID)100 cm，小焦点(标称值0.60)，固有滤过3.10 mm AL(无附加滤过)，中野电离室，尽量于患儿吸气程度最高时以自动曝光控制(automatic exposure control, AEC)采集图像，并尽量缩小照射野，使其包含肺尖及锁骨、肋膈角及胸壁边缘。记录每次曝光后设备提供的DAP和ESD。

1.3 图像分析 由2名主治医师或以上职称放射科医师采用盲法以VGAS评估图像。根据显示气管与近端支气管、肺部血管、心脏与主动脉边缘、纵隔、心影后脊柱、膈肌及肋膈角的清晰程度进行评分：1分，不清晰；2分，较不清晰；3分，不能确定是否清晰；4分，较清晰；5分，清晰[9]；6项评分之和即VGAS，最高30分。在工作站上沿肺野及纵隔边缘绘制闭合曲线，测量肺野面积；以右肺尖至右膈顶之间的距离为纵向距离(图1)。

图1 测量胸部DR图像纵向距离与肺野面积示意图 a.纵向距离； b.右侧肺野面积； c.左侧肺野面积; 肺野面积=b+c 图2 C组胸部DR图像,患儿男，43个月，身高104 cm，体质量15 kg，BMI为13.87 kg/m2， ESD为0.05 mGy，DAP为0.13 dGy·cm2，VGAS为30，右侧肺野面积为76.57 cm2，左侧肺野面积为65.20 cm2，肺野面积为141.77 cm2，纵向距离为12.36 cm

1.4 统计学分析 采用SPSS 24.0统计分析软件。计量资料以±s表示，用频数描述分类资料。以Kolmogorov-Smirnov检验评价数据是否为正态分布，Levene检验评价数据是否满足方差齐性。采用单因素方差分析比较3组患儿年龄、身高、体质量、BMI、DAP、ESD、纵向距离、肺野面积及VGAS，两两比较采用LSD检验；对性别采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较 3组患儿性别、年龄、身高、体质量及BMI差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

表1 3组患儿一般情况比较

2.2 辐射剂量与图像分析比较 C组(图2)和B组(图3)DAP和ESD均低于A组(图4，P均<0.05)，B组VGAS低于C组和A组(P均<0.05)，C组肺野面积大于B组和A组(P均<0.05)。3组间纵向距离差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 3组辐射剂量与图像分析结果比较(±s)

表2 3组辐射剂量与图像分析结果比较(±s)

组别DAP(dGy·cm2)ESD (mGy)纵向距离(cm)肺野面积(cm2)VGASA组(n=40)0.25±0.050.08±0.0111.23±1.01103.75±15.76 29.10±0.81△B组(n=40)0.19±0.04*0.05±0.01*11.61±1.07105.12±14.6028.60±0.94C组(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:*:与A组比较,P<0.05;△:与B组比较,P<0.05

图3 B组胸部DR图像，女性患儿，40个月，身高105 cm，体质量17 kg，BMI为15.42 kg/m2，ESD为0.06 mGy，DAP为0.20 dGy·cm2，VGAS为29，右侧肺野面积为68.95 cm2，左侧肺野面积为49.82 cm2，肺野面积为118.77 cm2，纵向距离为12.77 cm 图4 A组胸部DR图像，女性患儿，38个月，身高109 cm，体质量15 kg，BMI为12.63 kg/m2， ESD为0.07 mGy，DAP为0.22 dGy·cm2，VGAS为29，右侧肺野面积为64.80 cm2，左侧肺野面积为50.50 cm2，肺野面积为115.30 cm2，纵向距离为11.50 cm

3 讨论

本研究3组患儿年龄、性别、身高、体质量及BMI差异均无统计学意义，而C组与B组的DAP、ESD均低于A组，分析原因，可能在于曝光参数与成像技术一致时，站立位时心脏、肺门结构、膈肌及膈下脏器在重力作用下自然下垂，相比卧位时减少了对肺野的重叠、遮盖[4]，故采用AEC采集图像时，站立位所需X线量低于仰卧位。另外，虽然本研究C组与B组的DAP、ESD差异均无统计学意义，但以站立后前位接受胸部DR时，甲状腺等表浅器官所受辐射剂量可能低于站立前后位；B组VGAS低于C组与A组，同时C组肺野面积大于A、B组，可能原因亦在于重力作用导致心脏等结构与器官自然下垂，且后前位下心脏离探测器更近、放大率变小[4-5]，减少了对肺野的重叠、遮盖。以上结果提示，对3～4岁儿童采用站立后前位摄影有助于提高胸部DR图像质量和降低辐射剂量。

文献[12]报道，患儿胸部DR的DAP随SID减小而呈递减趋势，但SID过小将致ESD明显增加；选择0.60小焦点且使SID不小于100 cm能较客观地显示心脏大小和控制半影模糊值，保证图像清晰度[13]。既往研究[8]以兔模拟新生儿行胸部X线摄影，发现选用2 mm AL固有滤过可使ESD降低53.4%而不影响其图像质量。据此本研究采用固有滤过3.10 mm AL，以进一步降低ESD。文献[7]报道，对3～7岁儿童行胸部DR时，相比AEC，采用80 kV和1 mAs组合可在满足诊断所需图像质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组与B组的DAP均为(0.19±0.04)dGy·cm2，A组则为(0.25±0.05)dGy·cm2。

对于1～5岁等效体模，胸部DR的最佳曝光参数为81 kV和2 mAs，其ESD为0.08 mGy[14]；本研究C组与B组的ESD均较之降低，A组则与之相近[14]，提示以80 kV和AEC对3～4岁儿童行胸部DR检查有助于降低辐射剂量。另外，使用中野电离室可清晰成像并减少X线照射[15]；而采用AEC可降低操作人员主观因素的影响而控制曝光剂量[16]。3岁左右儿童以腹式呼吸为主，腹部高度隆起时提示吸气充分[5]，故本研究对全部患儿均选择于其腹部隆起最高时曝光。另外，本研究选取观察对象时已将配合极差或剧烈哭闹者排除，对少数配合欠佳者仅予以轻微固定；且3组间纵向距离差异无统计学意义，提示患儿吸气程度较一致。

综上所述，对3～4岁儿童行胸部DR检查时，体位对图像质量及辐射剂量存在一定影响，宜依序选择站立后前位、仰卧前后位及站立前后位。本研究的主要不足之处在于样本量小，且未对不同管电压和SID条件下所获结果进行比较。