数字胸片在尘肺诊断中的应用

DR －直接数字X线成像
• 直接或间接转换方式DR的共同的优点：有较高 的X线转换效率，量子检测效率（QDE）60%， 传统X线成像仅为20～30%。 • 泰山医学院王鹏程等用不同摄影条件于体模， 计算图像质量因子（IQF）、分析对比度和细节 检测能力，比较了直接转换和间接转换系统的成 像质量。显示：在低曝光时间接转换系统优于直 接转换系统，在高曝光时，两者无显著差异。在 相同的影像质量前提下，使用间接转换系统可降 低病人和工作人员的受线量。
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经过多次转换空间分辨率较差，但现代技术已大大提高了其量子探测效率。
直接转换和间接转换系统示意图
DR －直接数字X线成像
平板探测器上不同的闪烁体或荧光体层各有其优缺点： • CsI+a-Si+TFT 采用了柱状晶体，图像质量相对较高，但受湿度 影响大，制造工艺复杂，成品率低，价格较贵。 • GdSO+a-Si+TFT 不是柱状晶体图像，图像质量较差，但受外界 环境影响小，稳定性强，，制造工艺较成熟，价格相对低廉。
高电压是否适用于数字化胸片
• 北大医院郭雪梅等对60 例正常人分别用80、100、 150kV，对人体模型用80、100、120、150kV拍摄DR胸 片。结果显示成人胸片和肺内模拟病变病变的显示均随管 电压增高而图像质量降低，80 kV对比度最好，认为DR胸 片的适宜电压为80-100kV，高千伏摄影不再适用于DR。
CR、DR和传统胸片的比较
• 6， 传统胸片需用工作人员3－4人，从登记到取报告的 病人等候时间95分钟。 CR、DR仅需工作人员1－2人，等候时间CR为69 分钟、DR为45分钟。 7， 传统胸片需有贮存空间，数字化胸片存贮于计算机内 可作远程会诊，无化学污染。 • 8， 数字化胸片优片率90％，废片率0％；传统胸片优 片率30.6%， 废片率3.3 ％。 • 9， 数字化胸片101.64元／张，常规胸片42元／张（北 京地区）。
CR、DR和传统胸片的比较
• 1， 采用数字技术，动态范围广，曝光宽容度大， 允许照片过程中的技术误差。 • 2， 可进行各种后处理，如图像滤波、窗宽窗位调整， 有利于观察不同的组织结构，如可分别显示肺和纵膈 的最佳图像。 • 3， 照射剂量小，CR为常规胸片的1／7～1／20， DR为1／4。 • 4， CR采集的图像通常为1204×1204像素，而普通胶 • 片可达2048×2048，理论上胸片的空间分辨率要高于 CR。 • 5， CR图像灰阶范围较胸片广，密度分辩率高于胸片 （1024灰阶：26灰阶）。
DR －直接数字X线成像
• 就DR的探测器而言，有直接型平板探测器，间 接型平板探测器，电荷耦合器件（CCD）探测器， 金属氧化物半导体（CMOS）探测器等多种。 • 目前使用的主要为3种技术：非晶硅平板探测器 （间接型，动态范围好，是目前的主流技术）， 非晶硒平板探测器（直接型，像素尺寸小，空间 分辨率高）和电荷耦合器件（CCD）（稳定性好， 空间分辨率高）。
数字化胸片用于尘肺诊断
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Mannino等对108例同时有常规胸片和对它作了数字化的胸片的煤工作了比 较，结果证实数字化胸片的照片技术质量要比传统胸片为好，照片技术为1级 的分别为48%和37%（p<0.001）。 在小阴影的形态和密集度的判定上两者无显著差别，可同样用于尘肺诊断。 Zähringer 等报告50例工人的常规胸片和CR胸片按ILO分类的比较，CR在 尘肺表现上无过诊或低诊，认为可以取代常规胸片。
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高电压是否适用于数字化胸片
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山东医学影像研究所李清军等的实验数据显示在拍摄 DR胸片时，100kV以上影像灰度值增加幅度明显下降， 此时，应改变mAs，不应再增加kV，以避免不必要的辐射 损伤。 • 另有泰山医学院作者报告：摄影千伏从80 kV到90 kV增 加10 kV时，观察者阅读信号能力（IQF值，图像质量因子） 增加9.04%，而摄影千伏从90 kV到120 kV增加30 kV时， IQF值仅增加5.74%。认为数字X线胸部摄影适宜千伏选择 应为90 kV左右 ，可获得较好的影像质量。 • 北京宣武医院齐向东等比较3种数字胸片机不同投照条 件的60幅体模和12例正常人的胸片质量，认为 胸部数字 的优化摄影条件为90～110kV，10～20mAs。
IP板放在暗盒中成像，然后 人工操作放入激光扫描器内 读出潜影，IP板经强光照射 后消除影像后可重复使用
一体化CR系统 IP板成像，信号读出，消除IP板上的 潜影的过程自动完成
CR图像形成过程流程图
DR －直接数字X线成像
• DR通过安装在机器上的平板探测器或电荷耦合 器件（CCD）等对透过人体的X线扫描，不通过 中间介质直接将X线转化为数字信号，由计算机 读出、处理，再转换为肉眼可见的灰阶图象。 • DR使用固定的探测器，原有X线机不能再加以 利用。 • 现在有多种直接数字化X线技术，因生产厂家 而异，各有风采。
（图中的a-Si应为 a-Se）
直接转换FPD无散射，空间分辨率高，但X线成像速度慢。
DR －直接数字X线成像
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DR －直接数字X线成像
1995年在RSNA会上第1台平板探测器FPD问世，迄今，已有了很 大进展。 • FPD技术按其能量转换方式分为直接转换和间接转换两种。 • 1，直接转换 • FPD主要由非晶体硒层（a-Se)+薄膜晶体管（TFT）构成，X线照 射非晶体硒层，产生正负电子，用高电压使电子沿电场移动，形成电 流，其电荷量与X线剂量有关，贮存在TFT阵列中，并直接转换为电 信号，最后传输到计算机获得数字图像。 •
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Takashima比较了同时有HRCT的20例接尘工人和10例正常人的CR、DR和 传统胸片的应用结果：以HRCT所见为准，3种方法在尘肺的检出上无差异； 在小阴影读片一致性上依次为DR、CR和传统胸片；DR在影像质量和小阴影 密集度上和传统胸片一致，CR在小阴影密集度上较DR和传统胸片为低。 Sugahuma在用日本厚生省推荐的DR技术条件后比较了175例模拟胸片和 DR的小阴影的密集度：FS＞DR 5.7%；FS＜DR 15.4%；FS＝DR 78.9%
全球医疗机构拥有DR、CR的平均比例为1：8，而在我国则为2： 1。这除了说明国内对接受新技术，新产品的意识强外，还反映了我 国的经济实力上的雄厚。 在未来5-10年内，CR和DR将共存，但最终CR将被DR完全取代。
高电压是否适用于数字化胸片
浙大二院揭丽勇等对48例分别在90、125、 150kV时摄取DR胸片，5位专家打分评估影像质 量，结果绝大部分解剖结构在90kV时得分最高。 • 另有研究固定摄影管电流为4mAs，用改变摄 影kV对CDRAD2.0对比度细节体模和正常人体胸 部进行DR曝光，由5位专家对显示器上的影像进 行阅读，计算其图像质量因子值（IQF） ，结果 显示随着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，但摄影千伏大于90kV 以上时，其显示分辨能力增加不明显。
（广州医学院 曾庆思，等）
（南京大学鼓楼医院 李世怀）
CR、DR的比较
• 1， DR没有通过IP板的模数转换是直接成像， X线转换效率高。CR 是间接成像，为二次成像，增加了成像环节，会丢失部分图像信 息。 • 2， DR无CR中的光学散射引起的图像模糊，分辨率高。 • 3， CR价廉（100万元），可与现有的多台X线机共同配套使 用，特别有利于床旁照片，但IT板较贵（ 1万元），寿命短（1 年，3000-10000次曝光）。DR价贵（200万元），只能与一台 X线机配合使用，探测器寿命长（10年）。 • 4， CR劳动强度大，成像时间长（180秒），DR劳动强度 小，成像时间短（45秒）。
X线数字胸片在尘肺诊断中 的应用
卫生部北京医院放射科 潘纪戍
胸片的作用
• 100多年来，传统的模拟信号胸片一直是检出、 诊断尘肺的最正统、最主要的工具。原先为用于 尘肺流行病学研究而设计 的胸片ILO尘肺分类， 用的就是模拟胸片，现在也已用于临床和工伤补 偿。 • 模拟胸片由于它的成本低廉，就近可得和ILO 分类得到的广泛认可，在全世界范围内仍是当今 尘肺诊断、随访及在接尘工人中作尘肺筛选和流 行病学研究的主要工具。
胸部DR摄影采用较低电压（80～90kV）可增加组织对比，提高量 子检出效率，改善图像质量，比使用高kV能获得更好的影像质量。
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广州医学院何建勋等用E-comDR 2000机对33例分别用 125kV、100kV、80kV摄片，不同管电压的胸片质量以 125kV最优。主要在显示气管、纵隔、胸椎、肋骨上质量 好，噪音较少，而在显示肺纹理上无差异。
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徐州矿务局总医院比较了225例工人的高千伏胸片和CR胸片，CR片 优片率78.7%，高千伏片优片率15.8%，有显著差异，在优、良片中 的尘肺分期上无差异。
75例接尘工人同时给予高千伏胸片和DR胸片检查结果：DR组:优 片73例,优片率达97% ,诊断尘肺病57例,检出率76%;高千伏组:优片27 例,优片率36% ,诊断尘肺病45例,检出率60%。两种方法的优片率以及 对尘肺病的检出率在统计学上差异具有显著性( P < 0. 05) 。（乔鹏飞， 等；内蒙古医学院）
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数字化X线成像
• CR，DR ， CT等现代X线成像技术的图像已经 数字化。其基本原则是由探测器接受透过人体的 X线，将其转变为可见光后，由光电转换器转变 为电信号，再经模拟/数字转换器转变为数字，输 入计算机处理，最后经数字/模拟转换器把每个数 字转为由黑到白不同灰度的图像。
数字化X线成像
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传统胸片和DR胸片的比较
按日本厚生省推荐的DR技术参数投照
175例的小阴影密集度的比较中： FS＞DR FS＜DR FS＝DR 5.7% 15.4% 78.9%
(Sugahuma,2008)
数字化胸片用于尘肺诊断
• 北京朝阳医院比较了48例工人的高千伏胸片和CR胸片，在总体密 集度、分期、小阴影形态上的相关系数上呈正相关，在诊断一致性的 Kappa值上呈中等水平（0.565，0.598，0.461）。CR片在平均总体 密集度、平均肺区密集度和平均期别上均显著高于高千伏胸片 （≤0.01）。
• CR（计算机X线成像） • 上世纪80年代开发 • DR（直接数字X线成像） • 上世纪90年代开发 • 它们的开发和应用，一改传统X线成像方法， 使无胶片化成为可能，适应了现代的图像处理、 存档、传输（PACS）和远程放射学的发展。
CR-计算机X线成像
• CR使用含氟卤化钡晶体制成的影像板（IP板） 代替传统胶片，在普通X线机上使用，通过激光 读片器将IP板中的潜影转化为数字信号，再经计 算机处理转换成肉眼可见的灰阶图象，显示在屏 幕上，需要时也可打印在胶片上。 • 数字化信号经图像处理系统处理，在一定范围 内可调节图像： • 灰阶处理－观察不同的组织结构，如肺或纵 隔； 窗位处理－提高对比度，观察细小的结构， 如小结节、骨小梁。 • 最大的优势为可充分利用原有的X线设备，使 用方便，适用于包括床旁照相在内的各种检查。
新技术的出现
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• • 医学的进步和技术的发展导致了新成像方法的不断出 现。X线数字胸片、CT、MRI、US、SPECT和PET/CT都 已经或曾用于尘肺的诊断和研究。 尘肺（职业性肺病）影像学将不再是模拟胸片一支独秀， 新技术在尘肺中的作用必将越来越大。 传统的X线成像是使透过人体的X线投射在夹在两侧增 感屏之间的胶片上，其图像是模拟信号，影像信息只能记 录在胶片上。 胶片为数字图像显示终端完全取代，是X线诊断技术发 展的必然趋势。 虽然影像技术在飞速发展，但它在尘肺的诊断和对接尘 工人的监护上的作用并未与之并驾齐驱。