上气道DR管电压与辐射剂量和图像质量的关系

目的 探讨成人上气道DR管电压选择与辐射剂量和图像质量的关系.方法 用聚甲基丙烯酸甲酯( PM MA)模拟成人上气道厚度和对比度细节体模(CDRAD2.O)组合,以不同管电压自动曝光控制系统(AEC)摄影,记录入射体表剂量(ESD)、剂量面积乘积(DAP)和曝光量(mAs),计算体模图像质量因子(IQF值),选定适宜管电压.结果 ESD、DAP、mAs随着管电压升高而下降,IQF值却增大,其间差异有统计学意义(F =45.15、26.41、29.26、56.53,P＜0.05).75 kV以下ESD、DAP、mAs明显增大,75 kV以上逐渐降低,75～80 kV趋于平衡.50～75 kV之间IQF值差异无统计学意义,75～90 kV之间IQF值差异有统计学意义(F=11.35,P＜0.05).不同管电压的正常人体上气道的图像质量无明显差异.结论 成人上气道DR的适宜管电压范围为75～80 kV,用IQF值对照图像质量评分可为临床评价图像质量提供依据.     

数字化X线胸部摄影管电压选择对影像质量影响的研究

目的 研究数字X线摄影系统胸部管电压选择与影像质量的关系.方法 固定摄影管电流为4 mAs;摄影管电压的选择从60 kV开始,然后逐级增加,每次增加10 kV,至摄影管电压达120 kV;用X线摄影系统对CDRAD2.0对比度细节体模和正常人体胸部进行曝光,测量体模表面x射线入射剂量.结果 由5名3年以上工作经验的放射科医师对显示器的影像进行独立阅读,计算其图像质量因子(IQF)值和阅片得分.采用随机区组设计的方差分析(ANOVA),在不同管电压条件下,对5名观察者阅读后计算的IQF均数进行F检验,任意两曝光条件组之间的比较采用LSD-t检验(多重比较),以此结果确定最佳摄影管电压范围.正常人体胸部两种管电压条件下图像质量评分的比较采用配对t检验方法.结果 (1)体模表面X射线入射剂量随管电压的升高而增加,管电压从60 kV增加到120 kV,体模表面X射线入射剂量从63,4μGy增加到328.7 μGy.(2)随着摄影电压从60 kV增加至120 kV时,观察者在显示器观察到的CDRAD2.0体模IQF值分别为75.0±10.4、57.1±6.4、52.7±2.5,47.9±4.5,46.0±3.8、46.0±2.8、45.2±3.5,差异有统计学意义(F=19.10,P<0.01).(3)管电压90和120 kV两种摄影条件所得人体胸部图像的综合评分分别为(12.4±0.9)、(13.0±0.7)分,两者差异无统计学意义(t=1.500,P>0.05).结论 (1)随着X线摄影管电压的增大,显示器对图像细节的显示能力逐渐增强,摄影电压90 kV时,其显示分辨能力增加不明显.(2)在获得适当辐射剂量条件下,数字化X线胸部摄影适宜的摄影管电压为90 kV左右.     

数字乳腺X线摄影中管电流量与影像质量的关系

目的探讨数字乳腺X线摄影中不同乳腺压迫厚度时管电流量与影像质量的关系。方法全数字乳腺摄影机中采用钼-铑靶滤过组合,对2~7 cm厚度的CDMAM模体选择适宜的管电压,不同管电流量下,进行手动曝光,参数(压迫厚度、管电压、管电流量)设定分别为2 cm、27 kVp、10~90 mAs,3 cm、29 kVp、20~120 mAs,4 cm、29 kVp、20~200 mAs,5 cm、30 kVp、40~220 mAs,6 cm、31 kVp、40~260 mAs和7 cm、32 kVp、80~280 mAs,计算图像影像质量因子(IQF)、对比噪声比(CNR),记录平均腺体剂量(AGD)。通过计算品质因子(FOM),找出各种厚度下最优管电流量及对应的AGD。根据2~7 cm压迫厚度下优化参数表和机器在各种厚度下自动曝光特性,列出2~7 cm厚度下自动曝光参数调整表。同时对不同厚度下IQF、CNR和AGD进行Pearson相关分析,对CNR和管电流量进行曲线拟合。结果在钼-铑靶滤过组合下,不同压迫厚度时,随着管电流量增加,AGD线性增加,FOM先增加后下降或平缓变化。AGD和CNR在2~7 cm厚度下均呈高度正相关,r值均>0.97,P均<0.01。AGD和IQF在2~6 cm时呈高度正相关,r值均>0.87,P均<0.01。参考IQF和FOM因子,不同压迫厚度下,管电压和管电流量适宜匹配参数分别为2 cm、27 kVp、20~30 mAs,3 cm、29 kVp、30~50 mAs,4 cm、29 kVp、80~100 mAs,5 cm、30 kVp、80~120 mAs,6 cm、31 kVp、100~140 mAs,7 cm、32 kVp、80~120 mAs。压迫厚度-自动曝光档的设置对应关系为2 cm-1档、3 cm-2档、4 cm-3档、5 cm-2档、6 cm-0档、7 cm--1档。结论不同乳腺压迫厚度下,具有适宜的管电流量范围,临床实践中应选择相应的自动曝光条件。     

X射线胸部摄影曝光剂量与图像质量相关性研究

目的 研究数字化X射线胸部高千伏摄影曝光剂量与图像质量的关系,确定数字化X射线摄影最佳曝光剂量。方法 选择胸部高千伏摄影管电压120 kV,摄影mAs从1 mAs逐档增加至25 mAs,对模拟人体胸部厚度摄影体模与CDRAD 2.0对比度细节体模进行摄影,测量体模表面X射线入射剂量,由5位观察者独立阅读体模影像,比较任意两曝光条件组之间的图像质量因子（IQF）,确定高千伏胸部摄影最佳条件。比较4和10 mAs条件下正常人体胸部摄影图像质量评分。结果 胸部高千伏摄影体模曝光条件从1 mAs增加到25 mAs,体模表面X射线入射剂量从0.067 mGy增加至1.468 mGy。随着X射线入射剂量的增加,影像质量影响因子IQF值不断减小,观察者阅读体模信号的IQF差异有统计学意义（F=31.00,P<0.05）,曝光剂量条件选择在1~4 mAs时所对应的IQF均值差异有统计学意义（F=15.3,P<0.05）,4~10 mAs时所对应的IQF差异无统计学意义,10~25 mAs时所对应的IQF均值差异有统计学意义（F=9.74,P<0.05）。曝光剂量条件选择4和10 mAs所对应的体模表面入射剂量为0.250和0.606 mGy,两种条件下胸部图像质量的综合评分分别为（24.8±1.64）、（25.8±2.05）分,差异无统计学意义。结论 随着数字化X射线摄影剂量的增加所获得图像信息量增加。满足临床诊断的标准人体胸部高千伏数字化X摄影最佳剂量为0.250 mGy左右。     

骨盆数字化X射线摄影曝光剂量的优化研究

目的研究直接数字化X射线摄影照射剂量与成像质量的关系，确定骨盆X射线摄影的最佳摄影条件。方法以对比度一细节体模CDRAD2．0在不同照射剂量下所获取的影像的图像质量因子IQF，进行ANOVA及SNK统计学分析，确定最佳照射条件。应用X射线摄影模拟人拍摄骨盆X射线影像，按照欧共体（CEC）图像质量标准验证最佳摄影条件与常规摄影条件下照射剂量与成像质量的差别。结果不同照射剂量条件下，对比度一细节体模影像质量因子IQF有显著性差别（P=0．0001），照射剂量大于0．61mGy时，不同剂量组间IQF差异无统计学意义。对以最佳照射条件和常规照射条件所拍摄的X射线摄影模拟人影像按照CEC标准评判，两者影像质量的差异无统计学意义。结论直接数字化X射线摄影时通过增大照射剂量可以提高影像质量，但是当曝光剂量达到足够大时，再增大曝光剂量并不能显著改善图像质量，影像质量与曝光剂量间存在一个优化剂量。标准体模骨盆X射线摄影的优化剂量为0．61mGy。     

X线曝光量对显示器影像质量的影响

目的 观察数字X线摄影(DR)系统不同曝光量与影像质量的关系.方法 选择摄影管电压90 kV、曝光量从0.5～16.0 mAs变化时,使用X线摄影系统对Cdrad 2.0对比度细节体模进行曝光,观察者对显示器的影像进行阅读,计算其影像质量因子(IQF).统计方法采用随机区组设计的方差分析(ANOVA),对8名检查者不同曝光量下测得IQF均值进行F检验,P＜0.05为差异有统计学意义.结果 (1)管电压90 kV,曝光量从0.5～8.0 mAs变化时,随着曝光量的增大,观察者在显示器上观察到IQF逐渐减小,最小为38.54±2.82,曝光量从8.0～16.0 mAs变化时,IQF逐渐增大,最大为44.33±2.35.(2)不同曝光条件下,IQF差异有统计学意义(F=60.35,P＜0.01).结论 随着X线摄影曝光量的增大,显示器图像分辨能力逐渐提高,摄影曝光量为8.0 mAs,影像质量最佳,曝光量＞8.0 mAs,显示器对图像细节的显示能力开始下降.     

最佳kVp与体模表面剂量和体模厚度关系的实验研究

目的在保持一定的X射线图像信噪比的前提下,探讨管电压（kVp）与体模表面剂量和体模厚度的关系.方法应用自制人体模型模拟X射线数字减影血管造影,在特定的X射线影像增强器表面剂量下,采用不同的kVp和毫安秒组合曝光,采集相关数据并绘制成体模表面剂量-kVp曲线、体模厚度-kVp曲线以及体模厚度和kVp的关系式.结果体模表面剂量-kVp曲线提示,kVp越大,体模表面剂量越低,但斜率渐趋于零;体模厚度-kVp曲线提示,体模越厚,所需kVp越大;体模厚度和kVp的关系式为：kVp=64＋0.89D（D为体模厚度,cm）.结论随着kVp的不断增高会导致体模表面剂量的逐渐降低,理想的kVp值与体模的厚度直接相关.     

实性肺结节低剂量CT影像组学图像质量控制的体模研究

目的探讨影像组学在低剂量CT扫描条件下实性肺结节CT图像质量控制中的应用价值。方法使用CT750 HD CT分别在不同管电压及不同管电流下对胸部肺结节人体仿真模型进行扫描,记录不同扫描条件下的容积CT剂量指数(CTDIvol),测量并计算图像中结节的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),分析辐射剂量、噪声与管电压管电流变化的规律,将所有扫描数据通过影像组学分析软件对实性结节的全部特征进行提取,使用R语言统计学软件对提取的特征参数进行主成分分析,选取主成分中对图像质量贡献较大的特征进行分析。对确定的重要特征参数进行单因素方差分析,揭示不同管电压下特征参数的差异,再进一步通过事后检验对不同管电压组之间进行两两比较,找出组间差异。结果辐射剂量在研究的范围内随管电压、管电流的增加而线性增加。肺结节的SNR和CNR总体变化趋势虽然与管电压及管电流的变化呈线性关系,但在低剂量下没有明确的变化趋势阈值存在,无法准确评价低辐射下图像质量。影像组学提取的所有特征参数中均质性、体素值总和及Haralick相关性是3个主要成分,其方差累计的贡献率为89.2%,且特征值均>1。特征参数均质性曲线显示出其变化趋势与管电压及管电流变化成相关性,且稳定性和一致性较好。均质性单因素方差分析结果显示在管电压140及120 kVp时,两组间的均质性值的变化差异无统计学意义(P=0.117),而在其他管电压间均质性值变化差异均有统计学意义(P<0.001)。当管电压在100 kVp、管电流≥60 mA时或管电压在80 kVp、管电流≥90 mA时,均质性无明显变化,可以得到满意的图像质量。结论影像组学分析方法可以有效定量化地评价和控制低辐射剂量下实性肺结节CT图像质量。     

数字X射线摄影中散射线滤除模板成像质量与辐射剂量学评价

目的比较散射线滤除模板及常规滤线栅对数字X射线影像进行散射线校正所成影像质量与辐射剂量差异。方法 以对比度-细节体模(CDRAD 2.0)及ROC统计学体模(ALVIM TRS)为成像对象,分别使用散射线滤除模板技术和常规滤线栅技术,获取经散射线校正的体模数字X射线影像,比较两种散射线滤除方法所得的体模影像图像质量因子(IQF)和信号检出概率,分析两种方法图像质量及体模表面入射剂量差别。结果 在不同体模表面照射剂量条件下,应用散射线滤除模板技术和常规滤线栅技术,消除散射线后的数字影像其图像质量因子(IQF)和信号检出概率(P_det)差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 数字X射线摄影时,应用散射线滤除模板技术(SFTT)可以有效滤除散射线。与滤线栅相比,相同照射条件下SFTT能够明显改善图像质量;在获得相同图像质量前提下,应用SFTT,体模表面入射剂量比使用滤线栅降低30%;SFTT为数字X射线摄影中有效滤除散射线、提高X射线图像质量、降低患者剂量的可选择方法。     

低管电压结合迭代重建腹部CT低剂量扫描的体模研究

【摘要】目的：评价低管电压结合适应性统计迭代重建（ASIR）对腹部体模低剂量扫描图像质量的影响,探讨适合临床应用的腹部低剂量扫描方案。方法：采用100kVp、120kVp分别对体模进行重复扫描,应用自动管电流调节(ATCM)技术,100kVp扫描时预设噪声指数(NI)分别为11、12、13、14、15、16、17、18、19、20,每组图像均进行30%、50%、70%、90%ASIR重建。120kVp组为常规剂量组,扫描时预设NI为11,30%ASIR重建,测量不同扫描条件下肝脏、脊柱的CT值、客观噪声,并计算信噪比(SNR),记录不同扫描条件下的CT容积剂量指数（CTDIvol）。由两位高年资医师采用盲法对所有序列图像进行主观评价。结果：100kVp条件下,随着NI增大,CTDIvol明显下降;同一NI条件下随着ASIR比例增加,图像噪声减少,SNR增加;NI≥17时图像质量下降,无法满足临床诊断要求;NI=15、70%ASIR组图像噪声、SNR与120kVp常规组差异无统计学意义（P>0.05）,主观评分相当,但辐射剂量较常规组下降43.8%。NI=15、90%ASIR组及NI=16、90%ASIR组的图像噪声及信噪比优于常规组（P<0.05）,但图像质量主观评分下降。结论：低管电压结合ASIR可以在降低辐射剂量的同时保证图像质量满足临床诊断要求。辐射剂量明显降低时,需要增加ASIR在图像重建中的权重。     

Optimization of the chest exposure condition with a contrast-detail phantom: evaluation of the flat-panel versus computed radiography systems

In this study, we evaluated the performance of a digital chest imaging system using a contrast-detail (C-D) phantom. In the initial step, 76 sample images of the C-D phantom were produced by changing the doses from 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, to 2.0 times the dose for a screen-film (S/F) system. The sample images were analyzed by five radiological technologists and two medical physicists, and the image quality figure (IQF) was determined. The quality of each image was examined, and appropriate doses were determined from the calculated IQF to obtain the same image quality for other digital chest imaging systems. The method of determining IQF from C-D phantom analysis was very useful for comparing image quality and determining radiographic techniques.     

Investigation of reduction of exposure dose in digital mammography: relationship between exposure dose and image processing

In digital mammograms, granularity is an important image property for the detection of microcalcifications and masses. Therefore, we investigated the relationship between the conditions of various exposure doses and the detectability of RMI156 phantom images with and without image processing for the reduction of exposure dose. The images are processed with Gaussian filter and unsharp-masking filters to evaluate the effects on image properties by using the digital Wiener spectrum (WS) presampled modulation transfer function (MTF). In addition, observer performance tests for the detectability of microcalcifications and masses are performed. With Gaussian filtering, the WS value decreased to 50% at 2.0 cycles/mm and the detectability score of masses increased 80% and 12%, on 1.34 mGy and 2.62 mGy, respectively (p<0.05). With unsharp-masking (7 x 7 pixels), the MTF value increased to 126% at 2.0 cycles/mm, and the detectability of microcalcification to 32% and 5%, on 1.34 mGy and 5.28 mGy, respectively (p<0.05) compared with the original image. The optimal dose of simulated lesions with unsharp masking became 5.25 mGy. The unsharp masking could reduce 37% of the exposure dose without a loss of detectability of microcalcifications and masses.     

Storage phosphor versus screen-film radiography: effect of varying exposure parameters and unsharp mask filtering on the detectability of cortical bone defects

Diagnostic performance with storage phosphor radiography is influenced by exposure parameters and digital filtering algorithms. The authors compared the detectability of cortical lesions in excised human femoral shafts on state-of-the-art screen-film radiographs and storage phosphor digital radiographs. For the digital system, the effect of varying exposure parameters (photon flux and tube voltage) and unsharp mask filtering (kernel size and enhancement factor) was tested. Analysis of receiver operating characteristics was performed for 10,560 observations made by eight radiologists. Under identical exposure conditions, storage phosphor imaging yielded no significant advantages over conventional screen-film radiography. Although large variations in exposure dose are possible with storage phosphors, the potential for dose reduction was limited even by means of an increase in tube voltage. The performance with unsharp masked images declined with decreasing kernel size and pronounced enhancement.     

医学成像系统显示器性能的对比研究

目的 通过对不同医学成像系统显示器性能的研究,定量分析显示器性能在显示临床图像时对图像解读的影响.方法 使用亮度及照度测量器L100和美国医学物理师协会(AAPM)所提供的显示器性能测试图对3种类型显示器(球面、纯平、液晶显示器)的亮度响应进行测试,并与AAPM所提供的评价标准比较.管电流为100 mA,管电压为80 kVp,曝光时间分别为6、10、12、16 ms的条件下使用数字X线摄影系统(DR)对CDRAD 2.0对比度细节体模进行模拟胸部的曝光,记录体模表面入射剂量,计算其图像质量因子,应用ANOVA检验方法 进行统计学分析.结果 球面显示器亮度最大值为170 cd/m2,亮度比为257.纯平显示器亮度最大值为59.305 cd/m2,亮度比为99.液晶显示器亮度最大值为231.73 cd/m2,亮度比为350.3种显示器的亮度响应和亮度对比响应均超出AAPM所设定的允许偏差范围.液晶显示器上显示图像所获得的图像质量因子(IQF)值与其他2种显示器上获得的IQF值之间差异有统计学意义(P＜0.05).结论 测试性能好的液晶显示器所显示的图像质量相对好些.     

两种平板探测器X线摄影系统的成像剂量与成像质量的比较研究

目的 定量分析、比较非晶硅平板探测器X射线摄影系统与非晶硒平板探测器X射线摄影系统在不同成像剂量条件下成像质量的差别。方法 以非晶硅平板探测器系统和非晶硒平板探测器系统分别摄取对比度-细节体模CDRAD2.0在相近曝光剂量条件下的X射线影像,由4位独立观察者分别阅读影像,并计算所对应的曝光剂量下图像质量因子（image quality figure,IQF）,应用ANOVA分析两成像系统对比度及细节检测能力。使用X射线摄影统计学体模（TRG）测量两系统在不同曝光剂量条件下操作者特性曲线（receive operating characteristics,ROC）,应用Wilcoxon检验分析、比较两种成像技术的影像信息检测能力的差别。结果 在低曝光剂量条件下,两系统CDRAD体模影像IQF值及ROC曲线AZ值差别有显著意义,在对比度、组织细节检测能力上非晶硅平板探测器系统优于非晶硒平板探测器系统。在高曝光剂量条件下,两系统差异无统计学意义。结论 在低曝光剂量条件下,成像质量非晶硅平板探测器系统优于非晶硒系统。在获得相同的影像质量的前提下,使用前者进行X射线摄影可以降低被检者受照剂量。