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以最低的X线辐射剂量满足临床诊断

时间: 2009-9-1 15:14:00 【打印页面】 【关闭窗口

当今,医学影像已全面步入数字化时代,可是什么样的照片才能算得上是一张好的X线照片?至今尚没有统一的质量标准。值此全军医学影像技术学第10次年会于3月30日至4月3日在雾都重庆召开之际,来自各地的专家对此进行了相关的阐述。

关注的焦点

联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)曾报告:20世纪末全世界每年接受X射线诊断的人次数已逾24.3亿,我国1998年接受X射线检查总人次数达2.45亿。2000年全球医用不同类型X射线检查集体剂量年度分析:CT检查占34%,消化道检查占17%,胸部摄影占15%,骨骼摄影占12%,血管造影占10%,腹部摄影占2%,头部摄影占1%。放射学、介入放射学等医用辐射所产生的医疗照射已成为公众所受各种电离辐射照射中不断增加的最大的人工来源,X射线诊断的放射卫生防护已成为关系所有公众成员及其后代的重要公共卫生问题,而目前国内医疗机构很少有人做这方面的研究。

辐射剂量加大的原因

目前全球总体X线剂量急剧增加的三个原因是:多层螺旋CT机的应用普及和多项技术的广泛应用(如:心脏冠脉扫描);采用薄层层厚锥形线束扫描,降低了射线剂量的利用率;接受CT检查的患者急剧增加。而在我国,循证医学的开展、医疗取证倒置的需要、迷信高精尖设备等,可能是辐射剂量加大的原因。

屏-片与数字摄影的区别

在屏-片系统中,摄影参数决定照片密度、对比、层次;而在数字摄影中,控制信噪比决定着图像质量。加之,数字摄影曝光条件的选择系统有较大宽容度,且图像的密度、对比度、层次都可以通过后处理来改变,从而使人们疏于对选择曝光条件严谨性的把握,常常是宁高勿低。此外,由于探测器较大的面积,使人们忽略了对照射野范围的严格控制。由此,对于能够同样满足诊断需要的照片来讲,剂量可以相差几十倍。数字图像不能单纯就图像的感观质量进行评价,系统之间的性能比较应以使用剂量为前提。

影响医学影像质量的因素

影响医学影像质量的因素很多,但与照射剂量相关的就是噪声,它是影响医学数字图像质量的重要因素。影像噪声是信号的随机波动导致的不准确性,在影像上是一种随机的、不规则的无用信号,它妨碍人的视觉对所要接收信息的理解,淹没病灶信息、干扰诊断信息传递,过量的噪声能淹没微小病灶信息,影响影像质量和疾病诊断的正确性。

噪声的主要来源

影像噪声主要来源于量子统计噪声,即在光量子产生和衰减过程中随机波动导致的辐射信号统计的不准确性。此外,还有结构噪声,是光电转换过程中产生的统计噪声;以及电子噪声、显示系统噪声、重建算法误差噪声等等。一句话:数字图像总是与噪声为伴,影响噪声的因素都考虑到了,噪声还是不可避免。

噪声的抑制

信噪比与X线光子量的平方根成正比关系,增加X线量能够抑制噪声、提高信噪比、提高图像质量,但高质量的图像要以病人过多接受剂量为代价,同时还意味着辐射剂量会增加受检者的风险。然而一定水平后,图像质量的改进可能不再具有临床意义。

辐射剂量加大的相关风险

从辐射诱癌和其他因素导致死亡概率来看:吸烟(仅诱癌死亡,一年)每万人死亡概率为12,肾脏和肝脏CT检查(一次检查)每万人死亡概率为12,泌尿X射线摄影(一次检查)每万人死亡概率为2,腰椎X射线摄影(前后位,一次检查)每万人死亡概率为0.2,胸部X射线摄影(后前位,侧位,一次检查)每万人死亡概率为0.02。

从男子生育力改变与受照剂量的关系来看:受照剂量为15~20 cGy时精子中度减少,当受照剂量为50 cGy时精子明显减少,当受照剂量为100 cGy时精子严重减少,当受照剂量为200~600 cGy时精子消失,当受照剂量为200~300 cGy时暂时不育(12~15个月),当受照剂量为400~500 cGy时短期不育(15~24个月),当受照剂量大于500~600 cGy时永久不育,卵巢部位一次受照射剂量为250~600cGy或分次照射总量为600cGy时,可造成终生不育。

牛津大学和英国癌症研究中心的科学家在对15个国家的统计数据进行分析后发现:英国每年诊断出的癌症病例中有0.6%是由X射线检查所致。在X射线和CT检查更为普遍的日本,每年新增癌症病例中有3.2%是由这两种检查造成的。负责此项研究的埃米·冈萨雷斯表示,此项研究并不是要抹杀X射线和CT检查的重要性,只是想提醒医生在采取这两种检查时应谨慎行事。为此,在数字X线摄影时不能单纯追求图像的高质量,这样会使患者过多地接受辐射剂量,应大力提倡低剂量检查。

适度噪声的可行性

图像质量以解决病人问题为准,不同病情要求不同质量的图像;在不影响疾病诊断的前提下,应允许适度噪声的存在,这一概念适用于所有辐射检查。这是因为,噪声主要影响低对比度分辨率,高对比影像可以容忍一定噪声水平的存在,如:有对比剂情况、天然对比良好。因此,低剂量摄影可以广泛使用,如:对于轻微骨折、原发性骨肿瘤等影像要在高密度环境下发现密度变化,需要高质量的图像;而对于显示脱臼、异物、退行性变及各种感染疾病、肿瘤仅需中等质量的影像即可;对于测量、假肢植入的观察,肺炎复查、跟踪观察只需要低质量的影像就可满足影像诊断。所以,要合理对待,平衡好这对矛盾是影像大夫,甚至是临床医生的责任。

CT检查

CT的发展为我们提供了有力的检查手段,其优越性能使人们忽略了它的负面影响,导致了部分过度使用,准确选择CT扫描参数可降低病人剂量。CT噪声的影响因素有:量子噪声,包括mAs(有效)、管电压、层厚、像素大小(FOV,矩阵)、受检者厚度、螺距;此外,还有重建算法、电子噪声、机械噪声等。CT影像质量掌握的原则:强调空间分辨率时,可容忍较大噪声存在;强调密度分辨率时,要求较低噪声水平。在临床应用中,厂家设置的扫描参数往往是产生优质图像的参数,对于高对比部位,如:颞骨、窦室、胸部,可逐个部位进行降低mA试验,得出不影响诊断的最低剂量。

质量控制的重点

全军医学会影像技术专业委员会常委、解放军总医院放射诊断科吴南洲主任在<多层螺旋CT扫描剂量报告>中指出:以现在的螺旋CT扫描剂量水平致癌风险是极小的,但病人在短期内的多次扫描,甚至1天内的几个部位CT检查所累积的剂量是不可忽视的,尤其是现在的心脏冠脉CT扫描1次就可达到10~14mSv的剂量当量,再加上其他部位的扫描,随机性效应的发生极有可能,随着剂量的增加辐射诱发癌症的风险越来越大。

中华医学会影像技术分会主任委员、山东省医学影像学研究所秦维昌教授一再强调:图像质量-剂量控制原则应以确保影像质量能满足临床检查需要下的最低剂量,任何无为地过多使用剂量都属失误。要像屏-片系统关注照片密度那样敏感的关注曝光指数,据此修正下次曝光条件;希望医生就像当年接受高kV胸部影像那样接受有适度噪声水平的数字图像。对不同的诊断目的,提供不同噪声水平的图像。当然,影像噪声可接受的水平需要医生的评价;各种疾病需要达到的图像质量水平,需要有丰富经验的医生总结,这也是今后医学影像质量控制应关注的重点。

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