硫氧化钆涂层无线平板探测器在小儿四肢X线摄影中的应用

吴慧钊 丁芳芳 曹磊 吴文娟 张泽坤 王亚丽

·论著·

硫氧化钆涂层无线平板探测器在小儿四肢X线摄影中的应用

吴慧钊 丁芳芳 曹磊 吴文娟 张泽坤 王亚丽

目的 对硫氧化钆涂层的无线平板探测器与碘化铯涂层的常规平板探测器进行对比研究探讨前者在小儿四肢X线摄影中的临床应用价值。方法对需行四肢X线摄影的80例小儿患者完全随机分别使用硫氧化钆涂层的无线平板探测器和碘化铯涂层的常规平板探测器进行检查，由2名放射科医师对图像的解剖结构清晰度进行评分。结果2名阅片人评分数据比较差异无统计学意义(P>0.05)。四肢解剖结构的显示清晰度比较，两种成像系统的差异无统计学意义(P>0.05)。2种成像系统的mAs值比较其差异无统计学意义(P>0．05)。结论硫氧化钆涂层的无线平板探测器应用于小儿四肢X线摄影在合理的检查剂量下可获得较满意的图像质量，其成像质量和检查剂量近似于碘化铯涂层的常规平板探测器；并使体位摆放更加方便快捷。

平板探测器；数字化X线摄影；量子检测效率

由于小儿的骨组织发育尚未成熟，与成人骨骼的解剖形态、骨密度等有着较大的差异，在进行X线摄影时需要充分考虑这些因素，才能得到高质量的影像图像。应用锐珂DRX-1无线平板探测器(flat-panel detector，FPD)对小儿患者进行四肢X线摄影，评价所得图像的解剖清晰度和成像质量，探索硫氧化钆涂层的无线平板探测器在小儿四肢数字化X线摄影中(digital radiography,DR)的应用。

1 资料与方法

1.1 成像设备 常规DR为西门子AXIOM Aristos MX通用系数字X线摄影系统，其平板探测器为碘化铯/非晶硅涂层，探测器尺寸为43 cm×43 cm，3 000×3 000像素，像素大小143微米，数据采集14比特。无线DR为锐珂DRX-1系统，其DRX-1无线平板探测器采用硫氧化钆/非晶硅涂层，探测器尺寸为35 cm×43 cm，像素大小139 μm，3 052×2 540像素，数据采集14比特。以GE Proteus XR/a 500mA医用诊断X线机作为无线DR的X线源。

1.2 图像采集和显示 将需进行四肢X线检查的小儿患者80例使用数字随机法随机等分到硫氧化钆涂层的无线平板探测器组和碘化铯涂层的常规平板探测器组中，无线平板探测器组以GE Proteus XR/a 500 mA医用诊断X线机作为X线源，摄影条件：50 kV，1 mAs;常规平板探测器组使用四肢器官程序预设的摄影条件：50 kV，mAs由自动曝光系统提供。照射时均不使用滤线栅，投照野均为20.32 cm×25.4 cm(8×10英寸)，源-像距(source-image distance,SID)均为90 cm，用铅衣、铅围脖等进行非照射部位的防护。软拷贝图像显示在PLANA液晶显示器上，分辨率2 048×2 560。评价影像图像时，观察者允许利用窗宽、窗位调整图像的对比度和亮度，也允许放大图像。2组共80幅图像打乱图像号码以随机方式重新编排顺序号，以此序号显示并评价。

1.3 图像质量评价方法 根据影像质量控制的诊断学要求，影像显示标准：指在照片影像上能够显示特别重要的解剖结构和细节，并用可见程度来表征其性质。可见程度可分为3级：隐约可见：解剖学结构可探知，但细节未显示，只特征可见；可见：解剖学的细节可见，但不能清晰辨认，即细节不显示；清晰可见：解剖学的细节能够清晰辨认，即细节显示[1]。根据影像质量控制的影像显示标准制定评分标准：1分，结构影像显示不清；2分，结构影像隐约可见；3分，结构影像可见；4分，结构影像清晰可见。由2名经验丰富的高年资放射科医师以双盲法单独观察两种成像系统图像，分析图像质量，并给予评分。根据解剖结构影像显示的清晰程度，每位观察者分别对无线平板探测器组和常规平板探测器组的80幅图像结构影像清晰度进行评估。

1.4 管电流评价方法 由于2种成像系统使用相同的KV、SID和投照野，记录常规平板探测器组获得图像的mAs值，与无线平板探测器组的1 mAs比较，比较2种成像系统的检查剂量。

2 结果

2.1 2名阅片人评分比较 观察者间组内相关系数为0.93(95%可信区间为0.89～0.94)，观察者内组内相关系数为0.89(95%可信区间为0.91～0.95)。可认为2名阅片人的评分具有一致性。

2.2 四肢解剖结构显示清晰度比较 2种成像系统所得图像的差异无统计学意义(P>0．05)，可认为无线平板探测器的成像质量不低于常规平板探测器。见表1。

2.3 2种成像系统mAs值比较 其差异无统计学意义(P>0．05)，可认为2种成像系统有着相似的检查剂量。见表1。

成像系统图像质量分值mAs值常规平板探测器组3．38±0．291．02±0．15无线平板探测器组3．49±0．371 t值-1．510．82 P值0．130．42

3 讨论

根据闪烁体涂层材料的不同，将非晶硅平板探测器分为碘化铯涂层和硫氧化钆涂层两种[2]，2种非晶硅DR平板探测器的工作原理与其他间接捕获方式探测器相同，X线照射在闪烁体上，激发为可见光光子，再经非晶硅传感器采集，转换为电子，通过A/D转换，产生图像[3]。但闪烁体涂层的材料和工艺影响了X线转换成可见光的能力，对量子检测效率(detective quantum efficiency,DQE)会产生影响。碘化铯将X线转换成可见光的能力比硫氧化钆强，将碘化铯加工成针状结构，可以进一步提高捕获X线的能力，并减少散射光，但成本比较高，价格贵；使用硫氧化钆做涂层的探测器转换效率不如碘化铯涂层高，但是成像速度快，性能稳定，成本较低[4]。

3.1 成像质量 西门子AXIOM Aristos MX DR平板探测器使用的是碘化铯/非晶硅涂层，由于其高DQE、X线光子转换效率高、动态范围广、实时成像、强大快捷的影像后处理等优点[5]，在脊柱、骨盆、四肢长骨摄影方面有着理想的应用。但是，数字化X线探测器具有局限性的空间分辨力[1]，平板探测器采集到数字信息后，通过组织均衡等后处理得到的是由原始数据经过计算机重新拟合的图像[6]，是某种程度上的伪像，影响影像的清晰度。此成像方式应用在脊柱、骨盆等组织层次丰富的厚部位投照是很有优势的，但在拍摄四肢关节等薄部位时就难以获得质量稳定的图像。小儿患者的骨组织发育尚未成熟，骨骼中有机和无机化合物约各占1/2[7]，与成人骨骼的解剖形态、骨密度等有着较大的差异。而且AXIOM Aristos MX DR的平板探测器位于检查床下，其成像介质闪烁体涂层与检查部位之间隔有检查床床板、探测器缓冲保护层等，含有诊断信息的X线光子从人体射出到闪烁体涂层还有相当的一段距离，物片距要大于传统平片系统的暗盒和CR的IP，出射X线光子容易发生散射和衰减，不利于儿童四肢这些薄部位的肢体成像。这些组织学、工程学上的原因使得AXIOM Aristos MX DR通过四肢器官程序获得的图像质量不尽如人意，图像颗粒粗，软组织与骨组织对比度差，只有通过增大mAs来增加到达碘化铯/非晶硅涂层的X线光子的数量来获得满意的影像质量。锐珂DRX-1无线平板探测器的涂层结构为硫氧化钆+非晶硅+薄膜晶体管阵列，硫氧化钆的荧光转换效率略高于碘化铯，DQE在所有类型的平板探测器中最高，可达66.5%，它的尺寸和厚度与14×17英寸传统屏片暗盒相当，可将平板探测器直接垫于肢体下，尽可能的减少了物片距。我科用GE Proteus XR/a 500mA医用诊断X线机作为X线源与其匹配使用，专用于小儿四肢投照，获得的图像影像细腻，软组织与骨组织对比良好。

3.2 成像剂量 数字X线摄影的优势之一是曝光宽容度大，曝光量在一定范围内变化时仍能获得满意的图像质量，但从辐射防护角度考虑，仍应制定和遵循适宜的曝光参数[8]。曹国全等[2]认为2种探测器的结构决定了成像剂量和图像质量的无差别。刘建新等[8]认为硫氧化钆探测器数字X线系统的适宜曝光量大。我科将硫氧化钆涂层的无线平板探测器应用于小儿四肢等薄部位成像，取摄影条件为50 kV/1 mAs，以较低的辐射剂量获得了满意的图像质量。

3.3 在体位摆放方面，由于锐珂DRX-1无线平板探测器的无线暗盒设计，通过加载无线标准802.11 n的Wi-Fi(短距离无线传输)模块，DRX-1无线平板探测器有着灵活的移动性，当患者行动不便无法配合时可按需要变换平板探测器的空间位置，使平板探测器迎合患者，更适用易于哭闹的小儿患者，确保门诊和住院患者放射检查的舒适度。

无线平板探测器是DR技术最新的发展应用，DRX-1无线平板探测器内部CPU控制、Wi-Fi、图像采集处理重力传感器、温度传感器这些新技术的应用有力的保障了DRX-1的成像质量，在小儿四肢X线摄影中有着独特的优势。

1 于兹喜主编.医学影像检查技术学.第2版.北京: 人民卫生出版社,2010.272.

2 曹国全,许化致,潘克华,等.2种非晶硅DR平板探测器成像剂量与图像质量的比较分析.实用放射学杂志2011,27：777-779.

3 Bacher K,Smeets P,Vereecken L,et al.Image quality and radiation dose on digital chest imaging:comparison of amorphous silicon and amorphous selenium flat-panel systems.AJR，2006,187:630-637.

4 李金霞,杨旭,赵宏波.DR不同类型平板探测器性能的比较研究.中国医学装备，2011,8：26.

5 朱立祥,潘永泉,赵政文.DR技术与临床应用.中国医学影像技术,2004,20：153.

6 苏炎城,郭代珠,周湘涛,等.组织均衡技术在DR胸部影像中的应用优势.实用放射学杂志，2004,20:745-747.

7 易晓玲,吴礼胜.直接数字化X线摄影在儿童青枝骨折摄影中的应用.海南医学，2008,19：50.

8 刘建新,徐同江,邓刚.数字X线摄影系统适宜曝光量差别的研究.中华放射学杂志,2010,44：744-746.

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.03.009

项目来源：河北省医学科学研究重点课题(编号：20120332)

050051 石家庄市，河北医科大学第三医院放射科

吴文娟，050051 河北医科大学第三医院；

E-mail：wenjwu@163.com

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1002-7386(2014)03-0347-03

2013-06-18)