腰椎數字X射線攝影距離與圖像質量的相關性研究

姚 云 鄧雅梅 陳壟肸 麥家杰 張金山*

腰椎數字X射線攝影(digit radiography，DR)技術應用于臨床疾病的診斷，主要體現在對椎體形態、椎間隙狹窄及骨質增生等內容的鑒別觀察。除第3腰椎椎體無雙邊影現象外，其他椎體受到斜射線方向角度的幾何因素影響，離中心線越遠的椎體雙邊影現象越嚴重，一定程度上影響了圖像質量。因此，臨床檢查過程中，對特殊情況下不能緊貼檢查床的患者和肥胖患者，通過增加源圖像距離(source image distance，SID)，且增加曝光量的方法改善圖像質量，同時在射線硬化效應因素下提高了圖像對比度[1-2]。

目前，隨著醫學影像設備的發展，優越的成像性能和后處理技術可以在一定程度上彌補曝光量不足而造成圖像質量下降的結果。因此，放射技術人員非常關注在不增加患者輻射劑量的前提下，如何平衡攝影距離增加和圖像質量保持之間的關系[3-4]。本研究應用標準化X射線模型開展理論研究，分析制定最優化SID值，并通過臨床患者病例檢查進行實證研究，為臨床中改善攝影參數和降低患者輻射劑量提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 病例資料

隨機選取2016年廣州醫科大學附屬第三醫院放射科接診的腰椎檢查患者，并在患者知情同意的前提下篩選67例常規腰椎檢查患者，按照90 cm和150 cm兩種不同的攝影距離分別進行攝影檢查，條件設定為管電壓80 kV和曝光量10 mAs。其中，SID=90 cm的影像資料設定為對照組，SID=150 cm的影像資料設定為觀察組。

1.2 儀器設備

選用Definium 6000型DR設備(美國GE公司)進行腰椎檢查，理論研究對象為PH-2D型全身X射線體模，可實現腰椎及椎旁軟組織的成像，體模材料與人體解剖結構的X射線衰減系數高度一致，廣泛應用于臨床研究工作中。

1.3 研究方法

X射線模體研究采用仰臥位對模體進行腰椎正位攝影，按照攝影距離分別為90 cm、100 cm、110 cm、120 cm、130 cm、140 cm以及150 cm進行分組采集數據，每組數據均選擇曝光條件為固定管電壓80 kV，曝光量依次選擇1 mAs、2 mAs、3 mAs、4 mAs、5 mAs、6 mAs、7 mAs、8 mAs、9 mAs、10 mAs、15 mAs以及20 mAs。

1.4 評價標準

采用雙盲法進行圖像打分，評分專家和打分標準與模體研究中相同。研究結果的數據分析由放射科3名醫師和2名技師進行評價打分，評分內容包括椎體、椎間隙、骨小梁以及軟組織的清晰程度，其中每項內容清晰可見得3分，可見得2分，隱約可見得1分，不可見得0分。

1.5 統計學方法

應用SPSS 19.0進行不同攝影距離分組間的差異性分析，方法采用秩和檢驗，統計與常規SID1=90 cm成像結果無顯著差異的最大攝影距離SIDM，即模體研究的最優攝影距離。結果分析方法應用秩和檢驗，表明患者在SID1和SIDM兩種不同條件下獲得圖像質量一致，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 模體研究數據及分析結果

2.1.1 模體圖像評價結果

(1)按照7組不同SID值采集的圖像，5名專家分別對不同攝影條件圖像打分，取平均值后統計結果，應用SPSS軟件對表1中圖像數據進行差異性分析，SID(1～7)與常規SID1的秩和檢驗結果顯示見表1。

(2)應用SPSS 19.0軟件分析X射線模體的影像質量數據，分別對攝影距離為100 cm、110 cm、120 cm、130 cm、140 cm以及150 cm的影像評價結果與90 cm的影像評價結果進行秩和檢驗(Z=0.000，Z=0.000，Z=-1.342，Z=-1.633，Z=-1.633，Z=-1.890；P＞0.05)，見表2。結果表明，不同攝影距離對圖像質量的影響不明顯，從而確定最優SIDM=150 cm。

隨著曝光量的增加，圖像質量逐漸改善，評分值越高[5-6]。對于不同的SID參數，SID越大，圖像質量和評分值均略有降低，其趨勢變化如圖1所示。

2.1.2 數據分析結果

曝光量選擇10 mAs條件下，常規和最優攝影距離圖像示例如圖2所示。

圖1 不同SID攝影圖像質量隨曝光量變化趨勢圖

2.2 臨床應用研究數據及結果驗證

2.2.1 臨床圖像評價結果

按照SID1和SIDM分別對臨床67例患者進行圖像采集，對比觀察病例在不同SID值時獲取圖像質量的評價結果。

表1 7組不同SID攝影圖像質量評價(分，x-)

表2 不同SID攝影圖像質量的對比分析結果

圖2 不同攝影距離的X射線模體腰椎DR影像圖

2.2.2 數據分析結果

應用SPSS對67例患者圖像評分數據進行秩和檢驗分析，Z=-1.730，P＞0.05，表明對照組和觀察組差異性不顯著，按照SID1=90 cm和SIDM=150 cm進行腰椎攝影，相同曝光量條件下可以獲得一致性較好的圖像質量，見表3。

表3 臨床應用數據及對比分析結果±s)

表3 臨床應用數據及對比分析結果±s)

注：表中SID為攝影距離，對照組為90 cm，觀察組為150 cm。

組別 SID值(cm)管電壓(kV)曝光量(mAs) 平均得分對照組 90 80 10 2.96±0.123觀察組 150 80 10 2.94±0.163 Z值 - - - -1.730 P值 - - - 0.084

3 討論

低劑量和圖像質量是醫學影像檢查技術的兩大研究方向，其中，低劑量攝影是降低患者輻射劑量、提高服務質量的主要途徑，而圖像質量是疾病診斷的重要保障因素[7-9]。在低劑量檢查方面，通過減少曝光量和增加SID等方式解決，而在腰椎X射線檢查方面，增加SID既可以實現低劑量檢查的目的，同時可以通過提高對比度改善圖像質量，這兩個方面成為本研究在臨床應用方面的價值體現。

本研究通過理論研究和實證研究，開展腰椎數字X射線SID與圖像質量的相關性研究，理論研究不涉及患者輻射劑量問題，可進行多種條件曝光。統計分析顯示，90 cm和不同距離的攝影圖像的差異性結果P值均＞0.05，可確定最優化SID值為150 cm。同時，在實證研究方面，結合臨床實際工作，通過不同SID參數下67例患者的影像數據分析，結果顯示SID在90 cm和150 cm時，圖像質量的秩和檢驗結果為P=0.084＞0.05，無顯著差異，表明本研究結果在臨床上具有較好的應用意義。

本研究考慮到X射線的衰減與攝影距離的平方成正比，因此在相同的攝影條件下，SID值不可能增加很多，建議臨床上通過增加曝光量和圖像后處理技術進一步提高最優化的SID值，為臨床上開展腰椎數字X射線檢查提供更具有意義的借鑒經驗[10-12]。