附加铝质滤过板对X线图像质量和患者吸收剂量的影响

1、附加铝质滤过板对X线图像质量和患者吸收剂量的影响            附加铝质滤过板对X线图像质量和患者吸收剂量的影响    2008-5-9 12:17:41                       &

2、#160;                                   作者：赫英辉，邓振生，高凯，余厚军，张学昕，贺洪德，牟轩沁，孙立军         【关键词】  X

3、线;投影成像；,附加滤过板；图像质量    Effect of increase in thickness of additional Al filtration on Xray image quality and patient doses    【Abstract】 AIM: To investigate the effect of different thickness of additional Al filtration on image quality and patient doses in diag

4、nostic radiology. METHODS: A series of additional Al filtrations of 0, 1, 2, 3, and 4 mm in thicknesses were attached to the Xray collimator respectively, and the radiographs of the phantoms with thicknesses of 8, 10, 13, 15, 20, and 25 cm, each thickness of which combines with different thickness o

5、f additional Al filtration mentioned above were acquired employing different Xray tube voltage (kVp) with Xray dose of about 1 Gy/frame at the input of image intensifier. The effects of additional Al filtrations on the skin entrance dose, image quality, and Xray tube loading were assessed. RESULTS:

6、The entrance doses of the phantoms decreased squareinversely and tube current (mAs) used to get the images with the same ratio of signal to noise increased linearly with the increase in thickness of additional Al filtration. Receiver Operating Characteristic (ROC) assessment, showed that both effect

7、s of focus "blooming" on the image definition due to mAs increasing and the beam hardening on image contrast were not significant visually. CONCLUSION: The increase in thickness of additional Al filtration within a certain range may decrease the skin entrance dose of the patients relativel

8、y and not affect significantly the Xray image definition.    【Keywords】 Xray; projectimaging; additional filtration; image quality    【摘要】 目的: 研究不同附加滤过板厚度对图像质量和患者吸收剂量的影响. 方法： 在X线准直器上分别添加0，1，2，3和4 mm厚的铝质附加滤过板，影像增强器表面的输入剂量约为1 Gy/帧. 采用不同的管电压（kVp）分别对8，10，13，15，20和

9、25 cm厚的体模成像，分析上述附加滤过板对体模表面剂量、图像质量以及X线管负荷的影响. 结果: 随着附加滤过板厚度的增加，体膜表面剂量呈平方关系下降；若获得同样的图像信噪比，则管电流（mAs）呈线性增加；图像ROC分析显示，X线管焦点胀增对图像清晰度影响不大，射束硬化效应对图像对比度的影响不明显. 结论: 一定范围内的附加滤过板厚度增加可以减少患者表面剂量，同时不会造成X线图像质量下降.    【关键词】 X线;投影成像； 附加滤过板；图像质量    【中图号】 R814   

10、60;0引言    当利用通用X线设备产生的X线束进行摄影时，X线束中的线光子在与人体相互作用的过程中有三种可能的结局： 不与人体发生作用而穿过人体直接到达X线探测器； 与人体发生相互作用的过程中被人体组织吸收而达不到探测器； 与人体发生相互作用时，改变原有的方向穿出人体. X线束中的软射线成分（低能X线光子）越多，在与人体发生相互作用的过程中，被人体吸收的可能性也越大，因此人体接受到的线剂量也就越大. 根据线性无阈值放射线风险模型（the linear nothreshold radiation risk model），受检查者受到的辐射剂量越大，则产

11、生癌症的风险以及将风险遗传给下一代的可能性也越大. 为了降低放射摄影对患者造成的损害，有关法规规定必须设法减少用于摄影的X线束中的软射线成分. 其中利用适当厚度的附加滤过板是减少X线束中软射线成分的有效手段之一. 我们研究利用滤过板降低X线束中的软射线成分后，对患者剂量、图像质量以及X线管负荷的影响.    1材料和方法    1.1材料            1.2方法根据体厚的需要，将不同数量

12、的丙烯酸体模组块放置于检查床上，打开准直器上的定位灯，将X线球管的中心线对准体模的中心位置. 为了保证在不同体模厚度下，体模管的几何放大倍数接近一致，将带有体模管的有机玻璃块调整到离检查床面固定的高度. 将X线技术选择开关设置在手动操作功能档，将管电流固定在400 mA，利用30.48 cm直径的影像增强器获得X线图像. 不同体厚条件下的管电压（kVp）利用经过验证的优化公式3计算：kVp=64+0.89D，其中D为体模厚度（D=528 cm）. 根据上面提供的管电压优化公式，各试验体模厚度及其计算得到的相应的kVp值如下：厚度为8 cm，kVp=71；厚度为10 cm，kVp=73；厚度为1

13、3 cm，kVp=75；厚度为15 cm，kVp=77；厚度为20 cm，kVp=82；厚度为25 cm，kVp=86）.        2结果    在体模厚度为25 cm，管电压为86 kVp条件下，随着附加铝质滤过板厚度（mm）的增加，体模表面剂量与达到影像增强器（II）表面的剂量的比值下降（图1A,B）. 这表明患者皮肤表面所接受的剂量减少. 随着附加滤过板厚度的增加，在管电压（kVp）不变的条件下，达到同样的II表面剂量所需管电流（mAs）增加（图1C），实验结果达

14、到预期目的（表1）.    图1体模表面的剂量、X线球管负荷与铝质滤过板厚度的关系（略）    3讨论    我们实验表明，随着附加滤过板厚度的增加，体模表面的剂量与到达II表面的剂量之间的比值缩小. 这意味着随着滤过板厚度的增加，X线束中的软射线成分减少，X线束中高能成分相对增加. 这样的直接好处是减少了体模表面的剂量，在临床上有利于降低患者发生随机效应的风险. 对所有到达II表面剂量相对于附加滤过板厚度为零时做归一化处理后，计算所得要达到同样的II表面剂量，所需的体模表面

15、剂量（Gy/帧）. 在体模厚度为20 cm,管电压为82 kVp的条件下，加4 mm铝质滤过板后，达到同样的II表面剂量，体模表面的剂量减少约30%. 可见，适当增加附加滤过板厚度，对将放射线剂量降低到合理可达到的程度，即ALARA（as low as reasonably achievable），以保护患者免遭癌症风险和将放射线引起的危害遗传给下一代的风险是有重要意义的.    表1试验数据记录及处理结果（略）    经过归一化处理后计算得到的X线管输出量与附加滤过板厚度的关系曲线表明，随着附加滤过板厚度的增加，要到达同样的II表面剂量，所需X线管的输出量（mAs）也近似线性地增加.    增大mAs的途径有固定曝光时间，加大管电流； 固定管电流，延长曝光时间. 在固定曝光时间增大管电流，保持kVp不变的条件下，mA的增加，则会引起X线管阳极靶面实