腰椎数字X射线摄影距离与图像质量的相关性研究

姚 云 邓雅梅 陈垄肸 麦家杰 张金山*

腰椎数字X射线摄影(digit radiography，DR)技术应用于临床疾病的诊断，主要体现在对椎体形态、椎间隙狭窄及骨质增生等内容的鉴别观察。除第3腰椎椎体无双边影现象外，其他椎体受到斜射线方向角度的几何因素影响，离中心线越远的椎体双边影现象越严重，一定程度上影响了图像质量。因此，临床检查过程中，对特殊情况下不能紧贴检查床的患者和肥胖患者，通过增加源图像距离(source image distance，SID)，且增加曝光量的方法改善图像质量，同时在射线硬化效应因素下提高了图像对比度[1-2]。

目前，随着医学影像设备的发展，优越的成像性能和后处理技术可以在一定程度上弥补曝光量不足而造成图像质量下降的结果。因此，放射技术人员非常关注在不增加患者辐射剂量的前提下，如何平衡摄影距离增加和图像质量保持之间的关系[3-4]。本研究应用标准化X射线模型开展理论研究，分析制定最优化SID值，并通过临床患者病例检查进行实证研究，为临床中改善摄影参数和降低患者辐射剂量提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 病例资料

随机选取2016年广州医科大学附属第三医院放射科接诊的腰椎检查患者，并在患者知情同意的前提下筛选67例常规腰椎检查患者，按照90 cm和150 cm两种不同的摄影距离分别进行摄影检查，条件设定为管电压80 kV和曝光量10 mAs。其中，SID=90 cm的影像资料设定为对照组，SID=150 cm的影像资料设定为观察组。

1.2 仪器设备

选用Definium 6000型DR设备(美国GE公司)进行腰椎检查，理论研究对象为PH-2D型全身X射线体模，可实现腰椎及椎旁软组织的成像，体模材料与人体解剖结构的X射线衰减系数高度一致，广泛应用于临床研究工作中。

1.3 研究方法

X射线模体研究采用仰卧位对模体进行腰椎正位摄影，按照摄影距离分别为90 cm、100 cm、110 cm、120 cm、130 cm、140 cm以及150 cm进行分组采集数据，每组数据均选择曝光条件为固定管电压80 kV，曝光量依次选择1 mAs、2 mAs、3 mAs、4 mAs、5 mAs、6 mAs、7 mAs、8 mAs、9 mAs、10 mAs、15 mAs以及20 mAs。

1.4 评价标准

采用双盲法进行图像打分，评分专家和打分标准与模体研究中相同。研究结果的数据分析由放射科3名医师和2名技师进行评价打分，评分内容包括椎体、椎间隙、骨小梁以及软组织的清晰程度，其中每项内容清晰可见得3分，可见得2分，隐约可见得1分，不可见得0分。

1.5 统计学方法

应用SPSS 19.0进行不同摄影距离分组间的差异性分析，方法采用秩和检验，统计与常规SID1=90 cm成像结果无显著差异的最大摄影距离SIDM，即模体研究的最优摄影距离。结果分析方法应用秩和检验，表明患者在SID1和SIDM两种不同条件下获得图像质量一致，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 模体研究数据及分析结果

2.1.1 模体图像评价结果

(1)按照7组不同SID值采集的图像，5名专家分别对不同摄影条件图像打分，取平均值后统计结果，应用SPSS软件对表1中图像数据进行差异性分析，SID(1～7)与常规SID1的秩和检验结果显示见表1。

(2)应用SPSS 19.0软件分析X射线模体的影像质量数据，分别对摄影距离为100 cm、110 cm、120 cm、130 cm、140 cm以及150 cm的影像评价结果与90 cm的影像评价结果进行秩和检验(Z=0.000，Z=0.000，Z=-1.342，Z=-1.633，Z=-1.633，Z=-1.890；P＞0.05)，见表2。结果表明，不同摄影距离对图像质量的影响不明显，从而确定最优SIDM=150 cm。

随着曝光量的增加，图像质量逐渐改善，评分值越高[5-6]。对于不同的SID参数，SID越大，图像质量和评分值均略有降低，其趋势变化如图1所示。

2.1.2 数据分析结果

曝光量选择10 mAs条件下，常规和最优摄影距离图像示例如图2所示。

图1 不同SID摄影图像质量随曝光量变化趋势图

2.2 临床应用研究数据及结果验证

2.2.1 临床图像评价结果

按照SID1和SIDM分别对临床67例患者进行图像采集，对比观察病例在不同SID值时获取图像质量的评价结果。

表1 7组不同SID摄影图像质量评价(分，x-)

表2 不同SID摄影图像质量的对比分析结果

图2 不同摄影距离的X射线模体腰椎DR影像图

2.2.2 数据分析结果

应用SPSS对67例患者图像评分数据进行秩和检验分析，Z=-1.730，P＞0.05，表明对照组和观察组差异性不显著，按照SID1=90 cm和SIDM=150 cm进行腰椎摄影，相同曝光量条件下可以获得一致性较好的图像质量，见表3。

表3 临床应用数据及对比分析结果±s)

表3 临床应用数据及对比分析结果±s)

注：表中SID为摄影距离，对照组为90 cm，观察组为150 cm。

组别 SID值(cm)管电压(kV)曝光量(mAs) 平均得分对照组 90 80 10 2.96±0.123观察组 150 80 10 2.94±0.163 Z值 - - - -1.730 P值 - - - 0.084

3 讨论

低剂量和图像质量是医学影像检查技术的两大研究方向，其中，低剂量摄影是降低患者辐射剂量、提高服务质量的主要途径，而图像质量是疾病诊断的重要保障因素[7-9]。在低剂量检查方面，通过减少曝光量和增加SID等方式解决，而在腰椎X射线检查方面，增加SID既可以实现低剂量检查的目的，同时可以通过提高对比度改善图像质量，这两个方面成为本研究在临床应用方面的价值体现。

本研究通过理论研究和实证研究，开展腰椎数字X射线SID与图像质量的相关性研究，理论研究不涉及患者辐射剂量问题，可进行多种条件曝光。统计分析显示，90 cm和不同距离的摄影图像的差异性结果P值均＞0.05，可确定最优化SID值为150 cm。同时，在实证研究方面，结合临床实际工作，通过不同SID参数下67例患者的影像数据分析，结果显示SID在90 cm和150 cm时，图像质量的秩和检验结果为P=0.084＞0.05，无显著差异，表明本研究结果在临床上具有较好的应用意义。

本研究考虑到X射线的衰减与摄影距离的平方成正比，因此在相同的摄影条件下，SID值不可能增加很多，建议临床上通过增加曝光量和图像后处理技术进一步提高最优化的SID值，为临床上开展腰椎数字X射线检查提供更具有意义的借鉴经验[10-12]。