X线数字断层融合成像与常规DR成像放射剂量比较

郭 勇，王庆军，张 君，赵书臣，韩静慧

X线数字断层融合成像与常规DR成像放射剂量比较

郭 勇，王庆军，张 君，赵书臣，韩静慧

目的：比较断层融合成像（DTS）与常规DR的放射剂量。方法：将进行X线检查的连续就诊患者随机分入常规DR组和DTS组，选择14个常规检查部位，每个部位、每组各10人。常规DR及DTS均采用GE Volume RAD，根据成像质量需要及尽可能减少放射剂量的要求选择主要成像参数。结果：各检查部位DTS放射剂量明显高于常规DR（P＜0.001），是常规DR的3.73～12.84倍，平均7.71倍。其中胸椎、腰椎、颅骨、骨盆等部位放射剂量较大，明显高于其他部位（P＜0.001）。胸椎、腰椎侧位放射剂量明显高于正位（P＜0.001），分别是正位的2.35倍和1.44倍。结论：DTS平均放射剂量明显高于常规DR，因此在不影响诊断和病变显示的情况下，应选择合理的成像参数、选择体厚小的投照方向，以尽可能降低放射剂量。

断层融合术；放射摄影术；体层摄影术

0 引言

数字断层融合技术（digital tomosynthesis，DTS）是一种新的断层摄影技术，为数字合成X线体层成像。它可以在一次低剂量曝光后获取扫描容积内物体多个角度的投影数据，通过计算机重建得出任意层面、任意数目的图像。近年来，DTS技术在胸部、骨骼等系统的应用表明，其对病变的显示明显优于常规DR[1-6]。然而，其在全身各常规检查部位的放射剂量如何、与常规DR比较到底高出多少却无详细的报道。本研究的目的是比较DTS成像与常规DR成像的放射剂量。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选取2011年7月—2012年2月来我院行X线检查的患者，选择14个常规检查部位（18个投照方向），见表1、表2。各检查部位选取20名成人，年龄18～50岁，男女各10人，明显骨质疏松、体内有金属物和石膏固定的患者除外。符合条件的连续就诊患者随机分入常规DR组（每个部位10人）和DTS组（每个部位10人），男女各半。

1.2 扫描技术和参数

常规DR及DTS均采用GE Volume RAD，本着高成像质量、低放射剂量的原则选择成像参数，见表1、表2。常规DR及DTS均采用自动曝光模式，即不同解剖部位，在固定曝光管电压（kV）的前提下，设备根据扫描部位的密度自动调节曝光量（mAs）。扫描结束后，设备自动显示（患者体表）放射剂量（mGy）。DTS扫描需要先拍摄定位像，之后再扫描DTS。因此，放射剂量是2部分之和，即：DTS放射剂量=单次采集DTS原始数据的放射剂量×曝光次数+定位像剂量。

1.3 统计分析

平均数比较采用卡方检验。

2 结果

各检查部位常规DR放射剂量见表1，DTS放射剂量见表2。各检查部位常规DR放射剂量与DTS放射剂量比较见图1、表2。各检查部位DTS平均放射剂量与常规DR比较有显著性差异（P＜0.001），DTS放射剂量明显高于常规DR，是常规DR的3.73～12.84倍，平均7.71倍。其中胸椎、腰椎、颅骨、骨盆等放射剂量较大，明显高于其他部位（P＜0.001）。胸椎、腰椎侧位放射剂量明显高于正位（P＜0.001），分别是正位的2.35倍和1.44倍。

表1 各检查部位曝光条件及平均放射剂量

表2 DTS曝光参数、放射剂量及DTS总剂量与DR剂量比

3 讨论

DTS解决了传统体层摄影技术的缺陷，一次扫描，便可通过计算机重建得出任意层面、任意数目的图像，每一层感兴趣层面都能清晰地显示而不易受周围组织重叠影响，对于观察骨骼、肺部等对比明显的组织器官有明显优势。与常规DR平片比较，DTS的主要优势在于可以减少组织重叠，排除解剖结构的相互干扰，从而增加了病变检出的敏感度。研究表明，DTS较常规DR可显著提高肺结节的检出率[1-3]，常规DR和DTS发现肺结节的敏感度分别为22%和70%[2]。DTS发现输尿管结石的敏感性也明显高于常规DR[7]。在类风湿手和腕关节骨质破坏评估上，DTS发现病灶的敏感性也明显高于常规DR[8]。

图1 各检查部位常规DR与DTS放射剂量对比

然而，DTS的放射剂量却明显高于常规DR。我们的研究结果显示，DTS放射剂量是常规DR的3.73～12.84倍，平均7.71倍。

DTS分定位像采集和断层融合成像采集2个阶段，系统根据定位像的剂量设定容积扫描的曝光剂量。在断层融合成像扫描过程中，有3个主要参数会影响图像质量、扫描时间和放射剂量，它们分别是：曝光次数、扫描角度和放射剂量。曝光次数是指一次扫描过程中脉冲曝光的次数，增加曝光次数可以有效地提高图像质量，降低噪声和影像的“纹波效应”，但同时会增加对受检者的放射剂量。扫描角度是指在扫描过程中起始位置与终止位置的夹角，增加扫描角度可以获得更薄的层厚、更丰富的解剖信息，但也将延长扫描时间。同时，在相同的曝光次数下，投照角度的增加也会使重建图像的“纹波效应”增加，从而影响图像质量，因此放射剂量变化必然带来图像质量的变化。在DTS扫描中，系统通过预曝光探测完成扫描所需要的定位像剂量，操作者可以通过调整剂量倍数来调整DTS放射剂量。DTS放射剂量=定位像剂量×剂量倍数。

（▶▶▶▶）（◀◀◀◀）单次曝光剂量=定位像剂量×剂量倍数/曝光次数。因此，曝光次数、剂量倍数的选择将直接影响到DTS放射剂量。另外，受检部位的体厚、密度等将直接影响定位像剂量，这也导致了各部位DTS放射剂量的明显差异，体厚大、密度高的实体部位放射剂量明显增加，如胸部正位DTS放射剂量仅为0.468 mGy，是常规DR的4.8倍；腰椎侧位DTS放射剂量为23.79 mGy，是常规DR的12.2倍；胸椎侧位DTS放射剂量为正位的2.35倍；腰椎侧位DTS放射剂量为正位的1.44倍。因此，在不影响诊断和病变显示的情况下，应尽量选择体厚小的方向投照，如胸、腰椎的检查应尽量采用正位断层，可明显减少放射剂量。

我们选择的扫描参数并非是最佳的，在实际工作中也没有固定的、最佳的扫描参数，而是应该根据各自的设备，合理化所要检查的各部位扫描参数，使图像质量能够满足临床需要（不是最佳），放射剂量尽可能降低。

尽管DTS放射剂量明显高于常规DR，但却明显小于CT[5，7]。在临床X线检查应用中，仍有着自己独特的实用价值。

[1]赵丽琴，王克杨，贺文，等.数字化断层融合技术对肺结节筛查应用的初步研究[J].放射学实践，2010，25（11）：1 283-1 286.

[2]Dobbins J T，McAdams H P，Godfrey D J，et al.Digital tomosynthesis of the chest[J].J Thorac Imaging，2008，23（2）：86-92.

[3]Dobbins J T，Mcadams H P，Song J W，et al.Digital tomosynthesis of the chest for lung nodule detection:interim sensitivity results from an ongoingNIH-sponsoredtrial[J].MedPhys，2008，35（6）：2554-2557.

[4]王兴宇，尹芸生，苏晋生，等.基于X线断层融合技术对股骨颈骨折术后骨愈合的研究[J].中国临床医学影像杂志，2011，22（6）：447-448.

[5]赵艳娥，卢光明，孙志远，等.X线数字断层融合技术在骨折石膏固定摄影中的应用[J].中国临床医学影像杂志，2009，20（10）：797-798.

[6]夏巍，尹肖睿，吴海涛.断层融合技术在鼻骨骨折中的应用价值探讨[J].医疗卫生装备，2012，33（10）：64-65.

[7]Mermuys K，Geeter F D，Bacher K，et al.Digital Tomosynthesis in the Detection of Urolithiasis:Diagnostic Performance and Dosimetry Compared With Digital Radiography With MDCT as the Reference Standard[J].AJR，2010，195：161-167.

[8]Canella C，Philippe P，Pansini V，et al.Use of tomosynthesis for erosion evaluation in rheumatoid arthritic hands and wrists[J].Radiology，2011，258：199-205.

（收稿：2013-03-08 修回：2013-05-08）

Comparative Study of Digital Tomosynthesis and Radiography for Radiation Dose

GUO Yong1,WANG Qing-jun1,ZHANG Jun1,ZHAO Shu-chen1,HAN Jing-hui2
(1.Department of Radiology,Navy General Hospital,Beijing 100048,China; 2.GE Healthcare China,Beijing 100176,China)

ObjectiveTo detect and compare the entrance surface dose of digital tomosynthesis(DTS)and radiography in body imaging.MethodsTotally 14 parts of the body were selected for both DTS and radiography imaging.There were 10 patients included in each part of the body for each examination.DTS and radiography were performed by using a unit of Volume RAD(GE Healthcare).DTS and radiography parameters were selected to ensure a good image quality and a low radiation dose.ResultsThe mean radiation doses of DTS in each parts of the body were markedly higher than that of radiography(P＜0.001),generally 3.73 to 12.84 times or averagely 7.71 times of the latter.The mean radiation doses of DTS in thoracic vertebrae,lumbar vertebrae,skull,pelvis were notably higher than those in other parts of the body(P＜0.001).The mean radiation doses of lateral projection were markedly higher than that of anterior-posterior projection in thoracic vertebrae(2.35 times of that of anterior-posterior projection)and lumbar vertebrae(1.44 times of that of anterior-posterior projection).ConclusionsThe mean radiation dose of DTS is markedly higher than that of radiography.In order to reduce the radiation dose and keep good image quality simultaneously,reasonable DTS parameters and projective direction should be selected.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（1）：98-99，102]

tomosynthesis;radiography;tomography

R318.6；R445

A

1003-8868（2014）01-0098-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.01.098

郭 勇（1965—），男，博士，主任，主要从事影像诊断方面的研究工作，E-mail：guoyong27@hotmail.com。

100048北京，海军总医院医学影像科（郭 勇，王庆军，张君，赵书臣）；100176北京，GE医疗中国（韩静慧）

郭 勇，E-mail：guoyong27@hotmail.com