胸部摄影技术要点及其质量综合评价标准的建立.doc

胸部摄影技术要点及其质量综合评价标准的建立首都医科大学北京同仁医院 燕树林(一) 胸部摄影技术要点根据记载，胸部X线荧光检查始于1907年，胸部X线摄影检查始于1918年。而今，1992年美国共拍胸片8500万张，花费超过30亿美元。1997年北京69所三级甲等医院，共拍胸片126万张，花费达415万元。如此推算，全国胸部照片可达4536万张，花费15亿元。可见，胸部X线摄影始终是放射影像学中永恒的主题。我们所以在这本管理书中，特意把胸部摄影技术要点和综合评价标准收纳进来，也正是基于这一现实。胸部摄影在常规摄影中占30%以上，抓住胸部摄影的质量评价与管理也就抓住了矛盾的主要方面。1、胸部X线照片的难点及质量改进的焦点(1)胸部X线照片的难点在同一张胸部X线照片，人们希望显示出密度不同的各组织结构，从相对X线透过率高的含气肺组织，到X线透过率低的心脏、大血管，直至很难穿透的骨骼组织。这些组织对X线的衰减程度有一个极广泛的范围，穿透肺组织的射线大于穿透纵隔的几千倍，在一张胸片中精确地反映存在如此广泛密度差异的信息量是极其困难的。 (2)胸部照片质量改进的焦点压缩肺组织与纵隔的X线透过比，使被记录的组织密度差异减小，而信息量增加。对心后区、横膈后的肺组织，以及纵隔，脊柱部都给予恰当的显示，增加胸片整体的诊断信息；为使细微病变能被显示，又需要在肺野内保持一个适当的对比度；减弱肋骨的对比，有助于更加突出显示与其相重叠的肺野病变。2、胸部摄影的技术要点(1)管电压胸部摄影的管电压应采用高电压(10025kVp)，理由是：高电压摄影可以减少纵隔、横膈与肺组织对X线的吸收差异。8090kVp，其X线透过比率为12000以上；120kVp，其X线透过比率为1400；140kVp，其X线透过比率为1300。高电压摄影可增加与心脏、纵隔、横膈重叠的肺组织影像的显示能力。据测定，正位胸片26%的肺容量、43%的肺面积重叠于心脏、纵隔和横膈之后。高电压摄影可抑制肋骨与肺野的对比，使肺纹理能从肺门到末梢连续追踪，突出与肋骨相重叠的肺部病变。同时，高电压摄影有助于均衡胸部照片中各组织之间的密度差异，在不破坏肺野影像的同时，能“看穿”致密的纵隔、心影、横膈后的肺纹理信息，呈现一种“概观摄影”的效果。 (2)滤线栅随着管电压的升高，散射线增加，散射角减小，至使一张不使用滤线栅的胸片，90%心后区的X线被散射，甚至在使用121滤线栅下，仍有通过肺组织的27%和通过纵隔的68%的X线被散射。因此，在不同X线发生器类型(单相或三相)下，根据管电压数值选择适当比值的滤线栅，是胸部高电压摄影应用的前题条件。如果，管电压与栅比匹配不当的话，将出现以下情况：高比值滤线栅与低电压、单相发生器匹配时，将产生高对比度影像，黑白分明，肺野变黑，可见细节被湮没；肋骨呈白色，纵隔几乎无法辨认。低比值滤线栅与高电压、三相发生器相匹配时，高电压的散射线将导致纵隔充分曝光的假像；肺野可见的细节被散射线产生的密度所遮盖，而肋骨被“看穿”。胸部高电压摄影，整流方式、管电压、栅比的正确匹配见表13-1。表13-1 滤线栅的选择高压发生器 管电压(kVp) 栅比(推荐) 栅比(替代)单 相 100114 6：1/5：1 8：1单 相 115134 8：1 10：1单 相 135150 10：1 12：1三 相 100114 8：1 10：1三 相 115134 10：1 12：1三 相 135150 12：1 (一) (3)自动曝光控制(AEC)的最短响应时间自动曝光控制(AEC)在高电压摄影使用中，必须建立AEC最短响应时间的概念。它被定义为，AEC能做出反应的最短时间限制(Minimum response time-MRT)。在没有病人(被照体)的情况下，曝光一张胶片，AEC就会突然切断X线。那么，这一时间限制即称AEC的最短响应时间。如果，一位瘦小的病人，采用的又是高电压摄影，在曝光时间最短的情况下，照片依然过黑。此时，即使调整密度控制旋钮，仍然不能产生比“最短响应时间”更短的曝光，则重复拍片同样会产生相同程度的曝光过度。如果，降低管电压会改变照片影像的整体面貌，对比度增加，肋骨影像突出，肺纹理追踪受到影响。此时，唯一正确的选择是降低管电流(mA)值。这一实例即说明AEC最短响应时间管理的意义。 (4)专用屏/片体系的选择结合胸部高电摄影的特点，应选择大宽容度的，而且是具有扁平颗粒技术的屏/片体系，相对感度在400。扁平颗粒技术的特点是，影像质量有较大幅度提高。因为，扁平乳剂颗粒本身散射小，受光面积大，且涂布有一层“防荧光交迭层”，可大大减少透射过来的荧光对感光乳剂散射的干扰。针对胸部各组织对X线吸收差异过大的特点，胸部高电压摄影应采用大宽容的胶片特性，其特点是肺野落在肩部的密度下降；而心脏、纵隔、横膈落于足部的密度上升，平均斜率减小，记录层次(信息量)增加。为了减少病人的辐射剂量，又要避免因照射量过少造成照片斑点，胸部高电压摄应选用X线吸收高的硫氧化钆增感屏，相对感度控制在400。 (5)X线的有效能量“管电电控制着影像对比度”，这一观点在教科书上已是定论。但是，管电压只是一个设定值，特别是工频X线机，它并不是发生器次级实际输出的测量值，应当更确切地讲“X线的有效能量控制着影像对比度”。同一管电压是否具有相同的X线有效能量?测试表明，同一管电压有效能量在37keV时，三相发生器同单相发生器的管电压数值相差30keV；同为三相发生器也存在着12keV的差别。当管电压设定于120kVp时，三相与单相有5keV，三相之间也有3keV的差别存在。所以，不同X线机加上相同的管电压，就会取得相同能量的X线，就会获得相同影像对比度的观点是不正确的。这也正是当前被忽略的问题，需要在质量管理中加以认真对待的问题。胸部高电压摄影应采用三相六脉冲的X线发生装置，这样X线有效能量会更高些，更稳定一些，彼此也更接近一些。为保持X线输出能量向单一线束靠近，要重视X线管总滤过的概念，以此调整X线的有效能量。建议胸部摄影要采用30mmAl以上的X线管总滤过。 (6)胸部摄影的常规技术要求取后前立位立位能正确反映胸部脏器的确切形态；立位能观察产生气液面的病理改变；后前向心脏放大率小，肺野相对被遮盖少；后前向后肋间隙增宽，肺野展现宽广；后前向肩胛骨易投影于肺野之外。呼吸方式取腹式深吸气后屏息摄影。X线中心线：取第六胸推高度。摄影距离：180cm。准直器：选用多叶复合式，光野与照射野要保持一致性。3、胸部摄影病灶检出率的影响因素 (1)胸部照片的诊断密度范围HT采用125kVp的管电压、121的栅比、180cm的距离，对胸部模体进行摄影。改变照射量使其胸片右上第二前肋间密度值从0.35到2.37之间变化，然后用数字化转换器扫描其密度分布，归纳出胸部照片诊断密度的范围。试验结果表明，胸部照片适合诊断的密度范围在0.51.8之间。此时，适用于胸部照片诊断密度的肺野面积占全肺野面积的75%。因此，据此得出结论，一幅符合诊断要求的胸片其肺野最高密度不应低于0.5，最高密度不应高于1.8。 (2)胸部照片密度分布状态采用125kVp的管电压、121栅比、180cm距离，分别对男性及女性的普通胸型、肥胖型的胸部进行X线摄影。在确定照片符合诊断密度范围后，计算出各自的诊断密度所占肺野的面积比例。结果表明：男性肥胖型照片密度在1.5以上的高密度范围的肺野面积比普通胸型要少；相反，0.5以下密度区多，且对比度不良。女性符合诊断密度所占肺野面积，受胸型影响要大于男性。胸部照片全肺野内，密度在05以上所占面积为：男性普通胸型65%；男性肥胖型53%。女性普通胸型68%；女性肥胖型55%。结论：同一管电压下，肺野密度分布的个体差异很大。在摄影时，要得到较均衡的密度，应根据性别、胸型、病变性质，用照射量(mAs)或AEC的密度调整旋钮调节照片密度。 (3)X线能量与照片密度分布的关系使用同一X线机，不同的X线管电压(能量)对胸部模体进行照射。将照片右上第二前肋间密度控制在1.70.05，求其各能量下的密度分布。结果表明：X线线能量上升的同时，肺野全体密度向高密度一侧移行；心脏、纵隔等低密度区的密度变化很小。因此，利用改变管电压的方法来取得不同病人胸部照片密度的均质比是不可取的。 (4)病灶位置、摄影距离、X线能量与病灶显示能力.以人体等价材料做成病灶、血管、支气管等模体，将其放在胸部模体的不同位置上。然后，使用不同X线能量、不同的摄影距离、不同栅比进行摄影。结果表明：在相同管电压(X线能量)、相同摄影距离下，病灶越靠近胶片显示能力越高；滤线栅比值越高，病灶显示能力也更靠近近位侧(靠近胶片一侧)的显示能力；栅比相同时，显示能力随栅密度值的增加而提高；其它摄影条件固定时，远位侧、近位侧病灶显示能力，则因X线能量的提高而下降；摄影距离越远，栅比值越高，则远位侧、近位侧病灶均有高的显示能力；在极端的10m摄影距离下，不加滤线栅的病灶显示能力却是最高的。结论：不管病灶在肺野的哪一位置，要想提高其显示能力，可采用提高栅比，加大摄影距离的方法获得，而不应采取提管电压的方法。 (5)X线能量与肺野部、纵隔部病灶的显示能力对模拟血管、病灶、肋骨的模体，使用不同的X线能量、不同栅比、不同的屏/片体系进行摄影。结果表明：从肺野、纵隔两部分的总体评价看，即使滤线栅比值不同，在所有5种X线能量的照射下，唯有100kVp、120kVp有较高的病灶显示能力；当使用135kVp时，滤线栅比值已不能肯定会对病灶显示能力的改善有明显的影响；如果使用135kVp摄影，则产生显示能力优劣交错或优劣差别消失的视觉误差。原因是X线能量过高，胸部组织同X线吸收差异消失，使观察者无法判断。结论：对于厚度大、散射线产生多的被照体，为扩大照片诊断密度的范围，过度加高管电压，而无视滤线栅的作用是绝对不可取的。 (6)屏/片组合与病灶显示能力使用不同的X线能量、不同的屏/片组合、不同栅比对病灶、血管模体进行摄影。结果表明：同一屏/片组合，同一X线能量，121与61滤线栅的变换，对病灶显示能力的改变几乎不明显。C型X线胶片(胸部专用片)可提高纵隔部的显示能力。但是，与其高对比度型的胶片相比，肺野部则呈现较低的病灶显示能力。故当前C型片已较少使用，为大宽容的L型胶片代替。结论：肺野部与纵隔部的病灶显示永远是一对矛盾。当前技术改进的趋势是提高被心脏、纵隔、横膈所遮盖的43%肺野显示能力的同时，注意增感屏对X线吸收效率的提高。在获得相同感度的同时，压薄屏的厚度提高影像清晰度，并保持肺野部、纵隔部对胶片对比度要求的均衡化。(7)散射线含有率与病灶显示能力鉴于散射线含有率随X线能量(管电压)、被照体厚度及照射野的增加而增加，不使用滤线栅胸部高电压摄影就不能成立。因为，照片不具备辨别软组织与等价吸收体(病灶)的对比度。 通过滤线栅的使用，可大幅度吸收高电压产生的散射线，从而大幅度增加影像对比度。当管电压相同，栅密度40线/cm与60线/cm相比，影像对比度无明显差异；栅密度不同，摄影管电压有20kVp的调整时，滤线栅比值也应有二个级数的变化。 (二)胸部照片影像综合评价标准的建立1、胸部照片影像质量的评价方法我国对X线照片影像的评价概念与方法还远未统一和普及，基本上还是视觉的主观评价。鉴于这一事实，我们对胸部影像的评价自然还要循序渐进，应分二步走。首先第一步，改变原有的单纯从影像技术学的角度去分析、评价，而应向诊断学要求转移。那么，对胸部影像来讲，应向着重于评价肺纹理的追踪及纵隔显示方向转移，要避免全部注意力都放在成像技术条件，如密度、对比度、锐利度、体位等方面。必须明确，X线摄影的目的是为临床诊断提供信息、依据。第二步，再进入影像的综合评价阶段。2、现阶段胸部照片影像评价标准的建立现阶段(第一步)胸部照片影像的评价标准，分为二类： (1)视觉评价标准肺门阴影结构可辨；锁骨下密度易于肺纹理的追踪；乳房阴影内可追踪到肺纹理；左心影内可分辨出肺纹理；肝肺重叠部可追踪到肺纹理；可显示纵隔阴影；肺尖充分显示；肩胛骨投影于肺野之外；两侧胸锁关节对称；膈肌包括完全，且边缘镜利；心脏、纵膈边缘清晰锐利；胶片尺寸使用适当；标志号码、日期正确；照片无污染、划痕、异物、静电等人工伪影。 (2)物理学评价标准密度肺野第二前肋间最高密度1.700.05；肺门密度(背景均匀无骨骼重叠处)0.750.05；肺周边部密度(近胸壁1cm处与单肋骨重叠处)0.650.05；心影部密度(左心影内肺纹理处)0.400.02；膈下部(肝肺重叠部)0.350.02。对比度肺野(最高密度)与肺门的对比度0.80.15；气管(透亮区)与附近纵隔的对比度0.05；肺野(最高密度)与气管分叉下纵隔的对比度1.300.15；肺野(最高密度)与邻近肋骨的对比度0.30.10；锐利度肋骨、锁骨骨棱，心脏与横膈边缘锐利；肺纹理边界清晰。颗粒性肩胛骨下方软组织无颗粒状阴影，即无照片斑点影。3、胸部照片影像综合评价标准的建立(1)胸部正位影像质量综合评价标准建立的程序取一定数量的标准正常胸部正位照片，请资深的诊断医生与高年技师，分析、确认胸部照片影像评价区域的划分，相应的符合诊断要求的解剖结构的显示标准，以及影像细节可见度的标准。将肺野部分为肺野末梢侧和纵隔侧二部分。并通过一定数量的男性、女性胸部CT扫描，计算出二部分在全肺野中所占比例，以便为这二部分影像评价分配点所占份额提供依据。取125kVp摄取的200份以上胸部正位照片，测量各解剖结构评价区的密度值，为影像质量的物理客观评价标准提供依据。抽样调查相当数量的正常男性、女性成人的身高、体重、胸厚，以及胸部正位摄影时的体表入射剂量，为正常成人标准体格的中国体表入射剂量标准的确定提供线索。 (2)胸部正位影像质量综合评价标准综合评价配点的分配诊断学要求应占主导比例(70)：肺野部评价区46(其中肺野末梢侧30，纵隔侧16)；纵隔部评价区24(其中主气管8，气管分叉8，心影、横膈重叠部8)。物理学因素(30)密度评价纳入各项解剖评价区域中确定；对比度10；锐利度10；颗粒度10；成像的技术条件50病人体表入射剂量50总计200分。胸部正位成像技术条件标准管电压取100125kVp；滤线栅取101以上的栅比；选用胸部专用大宽容度屏/片组合，相对感度400；X线管总滤过不低于3.0mmAl；采用自动曝光控制(AEC)。以上五项因素评价配点各占10，共50。胸部正位摄影体表入射剂量控制标准首先要确认什么是“标准成人”，要通过相当数量的，将我国划分成不同大地区进行调查统计，综合胸厚(中心线射入点的胸部前后径)、体重、身高三项指标，来确定成年国人的标准，而不应以体重做为衡量标准的唯一参数。根据我们的抽样测定结果是：测试条件：125kVp管电管、400相对感度的L型屏/片体系、180cm摄影距离、121滤线栅、自动曝光控制(AEC)三个探测点选用、X线管总滤过35mmAl。成人标准(平均值)：男性身高173cm，体重67.5kg，胸厚20cm；女性身高162cm，体重54.5kg，胸厚18cm。体表入射剂量(平均值)：男性0.117mGy；女性0.1mGy；照射量(平均值)：男性0.83mAs；女性0.73mAs。表2 胸部正位影像解剖结构的评价区域、标准与配点评价区域 诊断要求与评价标准 配点肺野部 重点是对血管(肺纹理)向肺野外带末梢连续追踪的评价 15肺野末梢侧1. 右(或左)肺野 1.清晰可见直径mm血管影末梢血管的追踪 2.能明显追踪到直径1mm以下的末梢血管影3.肺野外带密度标准1.760.