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暴露的问题

数字放射照相设备的宽曝光纬度可导致患者剂量的大范围, 从极低到极高. “适当”的患者剂量需要提供“可接受”的图像质量,以自信地做出准确的鉴别诊断. 如果探测器曝光不足,由于不适当的射线照相技术因素, 尽管图像可以被放大和重新缩放以呈现良好的灰度再现, 图像中的量子斑点也同样被放大了, 导致一个嘈杂和颗粒状的图像. 这导致低对比度分辨率灵敏度受到损害, 而且经常需要重拍. 至少在这种情况下,根据图像的外观很容易识别曝光不足.

更有问题的情况是由于不适当的高射线照相技术因素导致探测器过度曝光, 导致不必要的患者剂量. 除了过度曝光, 所产生的图像通常具有优异的放射质量,具有高对比度分辨率灵敏度和低量子斑, 由于数字探测器系统的能力,以重新调整高信号的灰度范围优化观看软拷贝显示器或硬拷贝电影. 不幸的是, 在这种情况下,病人受到了不必要的辐射照射, 通常情况下,没有任何参与收购或阅读案件的人知道. 在某些情况下, 三到五倍或更多的过度曝光可能会发生, 没有任何人抱怨. 一种被称为“剂量蠕变”的现象可能发生在曝光不足对图像外观产生明显负面影响的基础上, 当病人过度曝光,但有漂亮的电子图像时,没有感觉到负面影响. 在模拟屏幕-胶片检测器范例中, 探测器的固定速度要求曝光是正确的, 否则,胶片光密度在处理图像中的响应不是太亮(曝光不足)就是太暗(曝光过度)。. 由于在数字图像采集中,与图像外观和灰度再现(亮度/对比度)没有直接的相关性, 即时反馈丢失了. 幸运的是, 大多数数字探测器系统都有一个“曝光指示器”,根据对原始图像数据强度的分析和随后产生具有适当亮度和对比度设置的图像所必需的缩放,提供有关入射到探测器上的相对曝光的一些反馈. 不幸的是, 每个制造商都有一个独特的方式来指示这个曝光指示器的反馈信号. 直到所有制造商都采用正式的暴露指数标准, 这是必要的技术专家 放射科医生熟悉了给定的数字探测器设备指示和报告获得图像的相对曝光强度的具体方式. 这可以识别暴露不足和过度的检查(和患者),并协助技术人员对放射照相技术进行调整,以达到辐射暴露的一致性,并在对患者安全的同时优化图像质量.

图1显示了各种屏膜探测器“速度”作为入射曝光函数的经典特征曲线响应的比较, 并与普通数字x线照相术探测器的响应进行比较. 很明显, 数字探测器的纬度跨越了“等效速度级”屏膜探测器的大范围. 值得注意的是,非常大的曝光范围(红色椭球)落在数字探测器的线性响应曲线上, 当数字反馈信号(暴露指数)没有被跟踪时,哪一点值得关注.

图1. 不同照相速度的屏膜探测器和数字射线探测器的特性曲线响应.

数字放射照相设备的宽纬度响应结果如图2所示, 展示了一组不同曝光水平下的胸影图像(1倍的曝光水平相当于200速度的屏幕胶片检测器的响应). 光密度方面的屏膜图像响应受入射曝光水平变化的强烈影响. 数字x线摄影图像是均匀缩放的, despite the incident exposure variation; however, 如下一行的对比度分辨率幻像所示, 较大的统计变化在曝光不足的图像有较大的影响,以解决小, 低对比度信号, 而在非常高的暴露下(比较2.5X至5X图像)图像对比度分辨率/灵敏度反应不明显受益于增加剂量给病人. 事实上, 在更高的曝光下, 由于包含了其他非随机噪声源,对比度分辨率会下降.g.(探测器缺陷)和信号的饱和.

图2. 用屏幕胶片拍摄的数字放射照相虚像(上排), 计算机x线摄影(中排), 从数字图像中提取并放大的插入(最下面一行). 每一列的入射曝光变化对应于典型的“200速度”屏膜探测器曝光的一半到五倍的范围.

图3显示了一个暴露不足的临床例子, 显示图像中缺乏细节和颗粒的优势, 斑驳的外观. 这种曝光不足可能是由于不适当的射线照相技术(ma过低)或自动曝光控制光计时器故障. 图4显示了同一患者的重复暴露, 清楚地显示改善的图像质量和诊断信息没有显示在曝光不足的图像.

图3. 腹部未曝光的计算机x线摄影图像(点击图片查看完整尺寸).

同样的病人,适当的暴露如图4所示.

图4.适当暴露腹部的计算机x线摄影图像. (点击图片查看完整版).

在某些情况下, 特别是在图像中衰减很小或没有衰减的区域, 患者和数字检测器的过度曝光会导致超出检测器线性工作范围的图像信息的饱和和丢失, 如图5所示,肺区和临近患者解剖的未准直区域.

图5. 数码影像部分的过度曝光和饱和, 其中数字数据丢失且无法恢复(点击图片查看完整尺寸版本).