床边胸部X线摄影对于临床的危、急、重症患者的诊断起到致关重要的作用,尤其是ICU的患者则更是如此。然而,床边胸部X线摄影在给临床带来益处的同时,又因被检者X线吸收剂量的加大、图像质量欠佳而带来负面影响[1]。尤其是在医患矛盾加剧的今天,在对被检者进行床边胸部X线摄影的同时,同一病房内的其他患者被动吸收X线剂量已提到意识日程上来。为此,本文利用CR对床边胸部进行X线摄影的被检者的吸收剂量进行相关性研究,旨在阐明被检者与其相邻患者之间的X线吸收剂量。
资料与方法
本次研究采用GE移动式X线机(Mobil-AID)对床边胸部进行X线摄影,利用Kodak CR激光扫描装置(Direct View CR 950)及Kodak IP(GP storage Phosphor Screen)为材料进行摄影,对床边被检者及其最邻近患者、X线摄影技师的吸收剂量分别进行30次检测。同时,与GE DR(Revolution XQ/I,非晶硅探测器)高千伏胸部摄影随机吸收剂量进行38次检测,并进行对照分析。
摄影时,分别将记录仪置于床边被检者右肩上方、X线曝光区域内,在进行X线曝光的同时,将记录仪置于其最邻近患者处,并在X线摄影技师右肩曝露区域放置记录仪。测量仪器:FJ-427A型热释光剂量仪,相对灵敏度:2.23~2.25。
摄影条件:CR床边胸部摄影采用68kV~76kV、10mAs~16mAs;高千伏DR胸部摄影采用110kV~140kV、200mA进行自动曝光。
对所有检测的吸收剂量利用SPSS 10.0进行相关的统计学分析。
结果与统计学分析
CR床边胸部摄影被检者与其最邻近患者之间X线吸收剂量采用Mann-Whitney U检验得出Asymp.Sig.(2-tailed)=0.000<0.05,说明CR床边胸部摄影被检者与其最邻近患者之间X线吸收剂量具有显著性差异;被检者与其最邻近患者之间X线吸收剂量Spearman相关系数r=0.230,P=0.221>0.05,说明CR床边胸部摄影被检者与其最邻近患者之间X线吸收剂量无相关性。
CR床边胸部摄影被检者与其X线摄影技师之间X线吸收剂量采用Mann-Whitney U检验得出Asymp.Sig.(2-tailed)=0.000<0.05,说明CR床边胸部摄影被检者与其X线摄影技师之间X线吸收剂量具有显著性差异;被检者与其X线摄影技师之间X线吸收剂量Spearman相关系数r=0.331,P=0.074>0.05,说明CR床边胸部摄影被检者与其X线摄影技师之间X线吸收剂量无相关性。
CR床边胸部摄影最邻近患者与X线摄影技师之间X线吸收剂量采用Mann-Whitney U检验得出Asymp.Sig.(2-tailed)=0.0.752>0.05,说明CR床边胸部摄影最邻近患者与X线摄影技师之间X线吸收剂量无统计学差异。
CR床边胸部摄影与DR高千伏胸部摄影之间X线随机吸收剂量采用Mann-Whitney U检验得出Asymp.Sig.(2-tailed)=0.604>0.05,说明CR床边胸部摄影与DR高千伏胸部摄影之间X线随机吸收剂量无统计学差异。
CR床边胸部摄影被检者、与其最邻近患者、与其X线摄影技师以及DR高千伏胸部摄影之间X线吸收剂量箱形图详见图1。每个箱形可分为四部分:矩形框、奇异值、极值、触须线。矩形框是箱形图的主体,上中下三条线分别表示变量观测值的百分位数P75、P50、P25,变量50%的观测值落在这一区域中。
箱形图使用“O”标记可能存在的奇异值,图中所见位于箱体上方,说明其变量值超过了P75+1.5×(P75-P50)。极值则使用“*”标记,上极值点上的变量值超过了P75+3×(P75-P50)。触须线是中间的纵向直线,上截止横线是变量值本体最大值,下截止线是变量值本体最小值,本体即是除奇异值和极值以外的变量值。
由于箱形图可以用来探测观测数据中是否存在异常数据,它可以有助于我们在进行统计学分析之前进行异常值剔除,以提高分析结果的精度。
讨论
长期以来,床边胸部X线摄影因其辐射剂量大、图像质量欠佳而褒受争议。为满足临床医师对危、急、重症病人的诊断需求,医学影像技师采取多种方法提高图像质量、降低病人X线吸收剂量,但总体效果不尽人意。这主要是床边传统X线摄影因胶片的曝光宽容度较窄,致使曝光剂量把握不当而导致重新拍摄,这就进一步加大了床边被检者与其邻近患者之间的X线吸收剂量。随着数字化在医学影像技术中的广泛应用,特别是人文理念在不断深入人心,被检者及其邻近患者之间的X线吸收剂量必需降低。
1、CR床边与DR被检者X线随机吸收剂量的比较
随着计算机X线摄影(Computed Radiography, CR)的不断更新换代,在床边进行了广泛的应用,其强大的后处理功能,在高空间频率处适当边缘增强可补偿因探测器象素大小降低的空间分辨率的限制,以提高诊断性能[2]。加之其具有较宽的曝光动态范围,使图像的成功率、图像质量得到了明显提高的同时,被检者X线吸收剂量得到明显的降低。从本次研究可以看出,CR床边胸部摄影与数字X线(DR)高千伏胸部摄影之间,被检者的随机吸收剂量在统计学上无明显差异。说明CR床边胸部摄影被检者随机吸收剂量在明显下降的同时,已接近DR高千伏胸部摄影所致被检者的随机吸收剂量。
但再从在整体上衡量,CR床边胸部摄影被检者的X线随机吸收剂量还是高于DR高千伏胸部摄影(详见图1),如果要达到相同对比分辨率的图像,则CR床边胸部摄影被检者的X线吸收剂量还要加大。这是因为,DR基于碘化铯(Cesium iodide, CeI)和非晶硅(amorphous silicon, a-Si)的敏感基质平板X线摄影探测器提供高空间分辨率、高对比分辨率,且有降低X线剂量潜能的数字X线照片[3、4]。它由X线球管、发生器、大面积非晶硅平板探测器组成。探测器由CeI闪烁器和装备在玻璃片基上的非晶硅光电二极管阵列而成。涂有铊的CeI闪烁器将X线转换成可见光。闪烁器材料有象针一样的细微结构并将它置于非晶硅光电二极管阵列上。这种非晶硅光电二极管阵列将光转换成电荷,由电子读出并转换成14bit的信号。这种数字探测器相对于CR床边胸部摄影具有较高的量子检测效率(detective quantum efficiency,DQE),所获得的影像质量和组织结构的显示能力均优于传统屏-片系统及CR所获得的图像显示,且可以迅速将被检者的位置及曝光条件方面的问题立即反馈给X线摄影技师[5]。因此,在病情允许的情况下,建议被检者还是到影像科进行DR胸部高千伏检查。
床边胸部摄影被检者与其同一病房患者之间的X线吸收剂量本次研究的结果显示,CR床边胸部摄影被检者与其最邻近患者之间X线吸收剂量具有显著性差异(详见图1)。这是因为,前者是X线直接照射,而后者则是散射线所致,且随着CR的更新换代,利用其强大的后处理功能,使床边胸部X线摄影的剂量越来越低。加之,ICU里有血透机、心电监护、呼吸机、吸引器及人性化管理等,致使同一病房内,病人与病人之间的间距加大,因此CR床边胸部摄影被检者与其最邻近患者之间X线吸收剂量无相关性。更何况,X线衰减与距离的平方成反比,所以,同一病房远离被检者的其他患者X线吸收剂量接近本底。因此,在CR床边胸部摄影时,同一病房内的其他患者能暂时离开的要离开,如果因病情不能离开病房的病人也不用担心。
同样,CR床边胸部摄影被检者与其X线摄影技师之间X线吸收剂量具有显著性差异(详见图1)。这是因为,随着X线防护意识的加强,医学影像技师自我防护的意识和能力在提高,可以通过诸多手段避免X线的辐射。比如,可以通过曝光手闸线的沿长,或遥控曝光等,以X线衰减与距离的平方成反比和铅衣屏蔽达到防护目的。以至于,CR床边胸部摄影被检者与其X线摄影技师之间X线吸收剂量无相关性。
CR床边胸部摄影最邻近患者与X线摄影技师之间X线吸收剂量无统计学差异,这从图1也可以看出,但这是在X线摄影技师与被检者的距离要大于最邻近患者间的距离的情况下获得的。可以这么推测,如果两者距离相等,则可以认为X线摄影技师要大于最邻近患者的X线吸收剂量。这主要是,CR床边胸部摄影最邻近患者与被检者同处于一个水平面,而成角的散射线作用不到他;而X线摄影技师要远远高于被检者水平面,成角的散射线正好作用于X线摄影技师的上半身。因此,X线摄影技师要加强上半身的X线防护,尤其要站在球管摄影的反方向,并尽可能地站在与散射线有成角的地方,在使用铅衣时要使铅衣面朝向散射线处,而不是非铅衣的身体背面或是侧面朝向散射线。
3、合理使用低剂量
胸部X线摄影在胸部疾病的诊断方面发挥着重要作用,但散射线在降低对比、增加影像噪声的同时,对被检者及其周围患者的辐射具有一定的作用。而在影像科室内所进行的DR胸部高千伏摄影拥有滤线装置,这在一定程度上可以提高影像的对比度,增加图像的清晰度,而这在CR床边胸部摄影时是做不到的。有关文献报道,在一张不用滤线栅的传统X线照片上,纵隔区域90%以上的检出射线来自散射光子(非信息含量),而在肺中大约50%检出射线是散射,更高的散射值对于床边胸部检查已有报道。所以,CR床边胸部摄影与在影像科所进行的DR胸部高千伏摄影有着本质的区别[6],DR胸部高千伏摄影可以充分利用组织均衡技术显示被纵隔遮挡的肺部组织[7]。
无论如何,对于成像病人的防护是医学影像技师的首要责任,要充分利用CR、DR的“非耦合效应”,即数字和电子控制使得最终影像与放射剂量分离,要合理使用低剂量(As Low As Reasonably Achievable,ALARA)[8、9]。
结论
尽管CR床边胸部摄影与DR高千伏胸部摄影之间被检者的随机吸收剂量不存在差异,但前者所付代价明显。加之对周围患者的辐射,特别是同一病人的多次照射的累积剂量和相邻两个病人均需要拍摄床边时的吸收剂量将明显上升,更何况CR床边胸部摄影的图像质量总体上还是逊色于DR高千伏胸部摄影。因此,在病情允许的情况下,建议被检者还是到影像科进行DR胸部高千伏检查。在CR床边胸部摄影时,同一病房内的其他患者能暂时离开的要离开,如果因病情不能离开病房的病人也不用担心。X线摄影技师因长期从事放射性工作,有必要加强自身防护,要充分利用距离及各种屏蔽。
参考文献
[1]王骏.计算机X线摄影中的伪影与对策[J].中华放射学杂志,2003,37(2):
[2]黄倩.CR在床边摄片中的临床应用[EB/OL]. (2009-05-05) [2009-08-23]. http:www.mih365.
[3]Fink C,Hallscheidt PJ,Noeldge G,et al.Clinical comparative study with a large-area amorphous silicon flat-panel dector:image quality and visibility of anatomic structures on chest radiography
[4]Strotzer M,Volk M,Frund R,et al.Routine chest radiography using a flat-panel detector:image quality at standard detector dose and 33% dose reduction
[5]Garmer M,Hennigs SP,Jager HJ,et al.Digital radiography versus conventional radiography in chest imaging:diagnostic performance of a large-area silicon flat-panel detector in a clinical CT-controlled study
[6]Ravin CE,Chotas HG.,Chest radiography[J].Radiology 1997;
[7]王骏、甘泉、陈新沛.DR组织均衡对照研究[J].放射学实践,2007,22(1):
[8]Slovis TL. CT and computed radiography: the pictures are great, but is the radiation dose greater than required?
[9]王骏,甘泉主编.医学影像技术学习指南与高频考点.镇江:江苏大学出版社,2009年,第1版
文章来自:南京军区南京总医院医学影像研究所
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