附加鋁質濾過板對X線圖像質量和患者吸收劑量的影響

1、附加鋁質濾過板對X線圖像質量和患者吸收劑量的影響            附加鋁質濾過板對X線圖像質量和患者吸收劑量的影響    2008-5-9 12:17:41                       &

2、#160;                                   作者：赫英輝，鄧振生，高凱，余厚軍，張學昕，賀洪德，牟軒沁，孫立軍         【關鍵詞】  X

3、線;投影成像；,附加濾過板；圖像質量    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: 研究不同附加濾過板厚度對圖像質量和患者吸收劑量的影響. 方法： 在X線準直器上分別添加0，1，2，3和4 mm厚的鋁質附加濾過板，影像增強器表面的輸入劑量約為1 Gy/幀. 采用不同的管電壓（kVp）分別對8，10，13，15，20和

9、25 cm厚的體模成像，分析上述附加濾過板對體模表面劑量、圖像質量以及X線管負荷的影響. 結果: 隨著附加濾過板厚度的增加，體膜表面劑量呈平方關系下降；若獲得同樣的圖像信噪比，則管電流（mAs）呈線性增加；圖像ROC分析顯示，X線管焦點脹增對圖像清晰度影響不大，射束硬化效應對圖像對比度的影響不明顯. 結論: 一定范圍內的附加濾過板厚度增加可以減少患者表面劑量，同時不會造成X線圖像質量下降.    【關鍵詞】 X線;投影成像； 附加濾過板；圖像質量    【中圖號】 R814   

10、60;0引言    當利用通用X線設備產生的X線束進行攝影時，X線束中的線光子在與人體相互作用的過程中有三種可能的結局： 不與人體發(fā)生作用而穿過人體直接到達X線探測器； 與人體發(fā)生相互作用的過程中被人體組織吸收而達不到探測器； 與人體發(fā)生相互作用時，改變原有的方向穿出人體. X線束中的軟射線成分（低能X線光子）越多，在與人體發(fā)生相互作用的過程中，被人體吸收的可能性也越大，因此人體接受到的線劑量也就越大. 根據(jù)線性無閾值放射線風險模型（the linear nothreshold radiation risk model），受檢查者受到的輻射劑量越大，則產

11、生癌癥的風險以及將風險遺傳給下一代的可能性也越大. 為了降低放射攝影對患者造成的損害，有關法規(guī)規(guī)定必須設法減少用于攝影的X線束中的軟射線成分. 其中利用適當厚度的附加濾過板是減少X線束中軟射線成分的有效手段之一. 我們研究利用濾過板降低X線束中的軟射線成分后，對患者劑量、圖像質量以及X線管負荷的影響.    1材料和方法    1.1材料            1.2方法根據(jù)體厚的需要，將不同數(shù)量

12、的丙烯酸體模組塊放置于檢查床上，打開準直器上的定位燈，將X線球管的中心線對準體模的中心位置. 為了保證在不同體模厚度下，體模管的幾何放大倍數(shù)接近一致，將帶有體模管的有機玻璃塊調整到離檢查床面固定的高度. 將X線技術選擇開關設置在手動操作功能檔，將管電流固定在400 mA，利用30.48 cm直徑的影像增強器獲得X線圖像. 不同體厚條件下的管電壓（kVp）利用經過驗證的優(yōu)化公式3計算：kVp=64+0.89D，其中D為體模厚度（D=528 cm）. 根據(jù)上面提供的管電壓優(yōu)化公式，各試驗體模厚度及其計算得到的相應的kVp值如下：厚度為8 cm，kVp=71；厚度為10 cm，kVp=73；厚度為1

13、3 cm，kVp=75；厚度為15 cm，kVp=77；厚度為20 cm，kVp=82；厚度為25 cm，kVp=86）.        2結果    在體模厚度為25 cm，管電壓為86 kVp條件下，隨著附加鋁質濾過板厚度（mm）的增加，體模表面劑量與達到影像增強器（II）表面的劑量的比值下降（圖1A,B）. 這表明患者皮膚表面所接受的劑量減少. 隨著附加濾過板厚度的增加，在管電壓（kVp）不變的條件下，達到同樣的II表面劑量所需管電流（mAs）增加（圖1C），實驗結果達

14、到預期目的（表1）.    圖1體模表面的劑量、X線球管負荷與鋁質濾過板厚度的關系（略）    3討論    我們實驗表明，隨著附加濾過板厚度的增加，體模表面的劑量與到達II表面的劑量之間的比值縮小. 這意味著隨著濾過板厚度的增加，X線束中的軟射線成分減少，X線束中高能成分相對增加. 這樣的直接好處是減少了體模表面的劑量，在臨床上有利于降低患者發(fā)生隨機效應的風險. 對所有到達II表面劑量相對于附加濾過板厚度為零時做歸一化處理后，計算所得要達到同樣的II表面劑量，所需的體模表面

15、劑量（Gy/幀）. 在體模厚度為20 cm,管電壓為82 kVp的條件下，加4 mm鋁質濾過板后，達到同樣的II表面劑量，體模表面的劑量減少約30%. 可見，適當增加附加濾過板厚度，對將放射線劑量降低到合理可達到的程度，即ALARA（as low as reasonably achievable），以保護患者免遭癌癥風險和將放射線引起的危害遺傳給下一代的風險是有重要意義的.    表1試驗數(shù)據(jù)記錄及處理結果（略）    經過歸一化處理后計算得到的X線管輸出量與附加濾過板厚度的關系曲線表明，隨著附加濾過板厚度的增加，要到達同樣的II表面劑量，所需X線管的輸出量（mAs）也近似線性地增加.    增大mAs的途徑有固定曝光時間，加大管電流； 固定管電流，延長曝光時間. 在固定曝光時間增大管電流，保持kVp不變的條件下，mA的增加，則會引起X線管陽極靶面實