潘慧紅，胡立偉，段海波，周宇，曹少平，鐘玉敏

1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心 a.放射科；b.設(shè)備科，上海 200127；2.上海奕瑞光電子科技股份有限公司 臨床部，上海 201206

引言

當(dāng)前，兒童胸部疾病仍以X線平片作為首選檢查方法[1]。每年，我國接受X線檢查者達(dá)2.45億人次以上[2]。其中，新生兒床邊胸部數(shù)字X線是診治過程中一項(xiàng)不可缺少的指標(biāo)，以了解患兒的心肺情況[3-4]，其攝片流程和方法是臨床檢查中常見的難點(diǎn)。新生兒胸壁薄脂肪軟組織多，相對肺組織少，肺含氣量小，心胸比例遠(yuǎn)大于成人，軟組織與氣體的天然對比度較差[5]，同時，新生兒不能自主屏氣，依從性較差且易哭鬧、不配合，檢查中多用沙袋固定后攝片[6]。這些不利因素導(dǎo)致新生兒床邊胸部X線檢查難度系數(shù)較大，攝片的圖像質(zhì)量明顯下降。隨著國內(nèi)平板技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展，已實(shí)現(xiàn)非晶體硅技術(shù)實(shí)現(xiàn)高分辨率小型數(shù)字平板的定制。因此，本研究的目的是使用最新國產(chǎn)高分辨率小型數(shù)字平板，探討硬件應(yīng)用對于優(yōu)化新生兒床邊胸片圖像質(zhì)量的價值，旨在提高圖像質(zhì)量的同時簡化攝片操作流程，針對安置在暖箱內(nèi)的早產(chǎn)兒及不可隨意搬動危重患兒可置于暖床下檢查，在低劑量的攝片條件下能夠?yàn)樾律鷥旱男夭考不荚\斷提供精準(zhǔn)的影像攝片診斷信息。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

前瞻性隨機(jī)入組2020年6～10月在本院新生兒監(jiān)護(hù)室懷疑肺部感染的63例患兒，年齡0～1月。其中28例新生兒（男16例，女12例）納入實(shí)驗(yàn)組，35例新生兒（男24例，女11例）納入對照組，納入者家屬簽訂知情同意書。

1.2 檢查方法

研究采用泰克威TMB-300rdr的移動床邊X線機(jī)，攝片距離60～70 cm，管電壓50 kV，管電流量0.5 mA進(jìn)行床邊胸片檢查。實(shí)驗(yàn)組使用奕瑞Mars1012V高分辨率小型數(shù)字平板，具體參數(shù)如下：尺寸250 mm×300 mm；像素：125 μm；分辨率4 lp/mm；轉(zhuǎn)化時間6 s；后處理軟件型號IRay DR，對新生兒圖像進(jìn)行降噪、邊緣增強(qiáng)、銳化，對比度提升等后處理。對照組使用DRX 2530C數(shù)字平板，具體參數(shù)如下：尺寸：250 mm×300 mm；像素：139 μm；分辨率：3.6 lp/mm；后處理軟件V5.6，同樣對圖像進(jìn)行降噪、邊緣增強(qiáng)、銳化，對比度提升等后處理。

1.3 圖像主觀評價

數(shù)字X線胸片拍攝完畢傳入PACS系統(tǒng)，由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生采取雙盲法對兩組新生兒胸片質(zhì)量進(jìn)行分析評價。評價按照《全國放射科（Quality Assurance，QA）（Quality Control，QC）學(xué)術(shù)研究會紀(jì)要》制定的標(biāo)準(zhǔn)[7]對圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評分。評估標(biāo)準(zhǔn)為氣管和支氣管顯示、雙肺紋理清晰度、心影后和膈肌顯示清晰度、對比度和噪聲水平、椎體等5項(xiàng)。每項(xiàng)滿意得1分，不滿意0分，總分5分，圖像評分越高則圖像質(zhì)量越好。

1.4 圖像客觀評價

使用Image J后處理軟件評價實(shí)驗(yàn)組和對照組的圖像質(zhì)量。分別測量6組圖像中的噪聲、信號強(qiáng)度和信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）和對比噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）。具體方法為在圖1中，選定空氣、軟組織、氣道，左右肺，椎體分別測量信號強(qiáng)度和噪聲，測量時設(shè)置感興趣區(qū)（Range of Interest，ROI）面積為0.1～0.5 mm2。重復(fù)測量3次取平均值。CNR的計算公式為CNR=|感興趣區(qū)信號強(qiáng)度-背景組織信號強(qiáng)度|/SD，背景噪聲的平均值為空氣信號強(qiáng)度的噪聲，SD指背景噪聲，為空氣信號強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。

圖1 高分辨率小型數(shù)字平板對新生兒胸片的客觀評價方法

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計算6個感興趣區(qū)信號強(qiáng)度以及噪聲的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并且計算感興趣區(qū)的SNR和CNR。使用Kappa檢驗(yàn)對不同觀察者比較兩組數(shù)據(jù)的一致性。比較兩組數(shù)據(jù)間的正態(tài)分布數(shù)據(jù)，用獨(dú)立t檢驗(yàn)；比較非正態(tài)分布數(shù)據(jù)，用連續(xù)變量的Mann-Whitney U檢驗(yàn)。P<0.05表示有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

主觀評價中，兩個觀察者在實(shí)驗(yàn)組和對照組的主觀評分沒有統(tǒng)計學(xué)差異（0.749vs.0.766），且兩個觀察者之間的一致性很好（Kappa=0.86vs.Kappa=0.82，表1）?？陀^評價中，ROI空氣，ROI氣道，ROI胸椎在兩組之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異。在ROI軟組織，ROI左肺，ROI右肺，實(shí)驗(yàn)組的信噪比和對比噪聲比都優(yōu)于對照組且有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.001，表2）。

表1 主觀評價圖像質(zhì)量（分）

表2 客觀評價圖像質(zhì)量

3 討論

普通胸部X線平片由于價格低廉、檢查方便，是目前應(yīng)用最廣泛的兒童胸部影像學(xué)檢查方法[8-9]。本研究中，固定焦片距為60～70 cm這樣可以通過距離的縮短減少X線能量從而保證使用較短的曝光時間，減少呼吸運(yùn)動對影像質(zhì)量的影響。兒童胸部攝影由于兒童依從性較差，無法進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，運(yùn)動模糊是造成重拍[10]的重要原因，兒童受照劑量就會成倍增長影響其生長發(fā)育[11-12]，所以新生兒攝影原則為高mA、短時間，攝片時應(yīng)盡量降低mAs。王憲凱等提出使用70～80 kV管電壓用于1歲以內(nèi)新生兒床邊攝片，可降低皮膚表面輻射劑量[13]。但70～80 kV管電壓用于1歲內(nèi)新生兒會因其生理特點(diǎn)及個體差異產(chǎn)生圖像質(zhì)量下降，出線量較低造成部分病例圖像的對比度降低、量子噪聲水平增大[14]。曝光時間越短，運(yùn)動模糊產(chǎn)生的概率也會越小，大大降低了重拍率，相應(yīng)的來說患兒所受的輻射劑量也減少了[15]。在本次研究中，我們對兩組病例均采用50 kV、0.5 mAs進(jìn)行攝片，確保相對低劑量的前提下評價高分辨率小型數(shù)字平板組的圖像質(zhì)量。因高分辨率小型數(shù)字平板在參數(shù)上有了較大的提高和改進(jìn)，具有125 μm的像素間距，其具有的高分辨率使影像細(xì)節(jié)探測力上升，成像品質(zhì)細(xì)膩清晰，同時足夠的空間分辨率對于圖像后處理的能力大大提高。

本研究中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組和對照組的主觀評分沒有統(tǒng)計學(xué)差異，證明使用高分辨率小型數(shù)字平板的圖像質(zhì)量可以滿足臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，實(shí)驗(yàn)組在軟組織、肺部組織的信噪比和對比噪聲比優(yōu)于對照組。在同樣的曝光條件下對于新生兒胸部感染的診斷征象明顯，因其對肺紋理的清晰顯示可充分顯示胸部病變時肺紋理增多模糊紊亂，高對比度可顯示肺野內(nèi)是否出現(xiàn)小斑點(diǎn)實(shí)變，心影后或橫隔邊緣的病變也可顯示，證明高分辨率平板確實(shí)可以在滿足臨床應(yīng)用時盡可能地降低輻射劑量[16]，又在同類產(chǎn)品中有較高的圖像質(zhì)量，為臨床的診斷和治療提供重要的依據(jù)。

高分辨率小型數(shù)字平板尺寸非常適合本院新生兒的暖箱外攝片，除去曝光范圍內(nèi)的常規(guī)異物，對于患兒的移動減少，對其擺位相對舒適，安靜狀態(tài)下完成檢查可提高攝片成功率，減少因重拍帶來的輻射，特別是小年齡患兒對射線敏感度高[17-18]，同時也提高了技師的工作效率[19]。

4 結(jié)論

在控制輻射劑量的前提下，高分辨率小型數(shù)字平板可有效提高新生兒床邊胸片的圖像質(zhì)量，同時也以小巧方便的體積滿足暖箱內(nèi)新生兒及早產(chǎn)兒胸片投照的特殊需求，在暖箱床下的攝片可避免患兒的搬動接觸造成的交叉感染風(fēng)險，因此具有廣泛的推廣和應(yīng)用前景。