上海市数字化乳腺X射线摄影装置质量控制检测分析

卢顺琦 吴锦海 刘海宽 黄卫琴 史少飞 王力 王凤仙 顾乃谷

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上海市数字化乳腺X射线摄影装置质量控制检测分析

    通讯作者: 刘海宽, liuhk@fudan.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 11475047

Quality analysis of digital mammography facilities in Shanghai

    Corresponding author: Haikuan Liu, liuhk@fudan.edu.cn ;
  • 摘要: 目的 对上海市数字化乳腺X射线摄影装置使用情况与设备性能质量状况进行对比分析,为合理选择数字化乳腺X射线摄影装置提供参考。 方法 依据国家相关标准和规范,采用X射线检测仪和乳腺成像性能检测模体,对上海市53台数字化乳腺X射线摄影装置的9项技术指标进行质量控制检测,并将两类数字化乳腺X射线机——计算机X射线摄影装置(CR)与数字X射线摄影装置(DR)的性能检测结果进行统计学分析。在分析两类乳腺机各项性能指标合格率差异的基础上,对两类乳腺机的乳腺平均剂量与图像质量进行进一步的比较分析。 结果 两类乳腺X射线机的合格率及乳腺平均剂量差异无统计学意义;对于模体影像,两类设备的差异具有统计学意义,DR乳腺机的图像质量优于CR乳腺机。 结论 应加强对数字化乳腺X射线摄影装置的日常检测,从辐射防护最优化角度推荐选择DR乳腺机代替CR乳腺机开展数字化乳腺摄影工作。
  • 表 1  数字化乳腺X射线摄影装置检测项目合格率

    Table 1.  Qualified rate of tested technical parameters of digital mammography facilities

    检测项目 CR乳腺机合格数(台) CR乳腺机合格率(%) DR乳腺机合格数(台) DR乳腺机合格率(%) χ2 P
    胸壁侧的射野准直 31 96.88 21 100.00 0.67 0.41
    胸壁侧射野与台边准直 31 96.88 20 95.24 0.09 0.75
    光野射野一致性 32 100.00 21 100.00 - -
    管电压指示 27 84.38 19 90.48 0.41 0.52
    辐射输出量的重复性 32 100.00 21 100.00 - -
    乳腺平均剂量 23 71.88 18 85.71 1.38 0.23
    特定辐射输出量 31 96.88 21 100.00 0.67 0.41
    有用线束半值层 32 100.00 21 100.00 - -
    模体影像 26 81.25 20 95.24 2.16 0.14
    注:表中,“-”表示未进行χ2检验;CR:计算机X射线摄影;DR:数字X射线摄影。
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    表 2  CR与DR乳腺机的乳腺平均剂量比较

    Table 2.  Average glandular dose comparison between DR and CR mammography systems

    乳腺机型 乳腺平均剂量(mGy) 均值(mGy)
    CR乳腺机 2.28 1.10 2.37 1.83 1.77 1.29 1.14 1.82
    1.39 1.90 1.23 0.83 1.74 1.79 2.79
    1.90 2.85 1.99 2.12 2.82 2.32 2.00
    1.44 1.74 1.90 0.97 1.75 1.55 1.96
    1.71 1.70 3.12 0.89
    DR乳腺机 1.81 1.48 0.63 1.41 1.72 1.04 1.09 1.53
    2.50 1.19 1.10 1.90 1.18 1.56 1.23
    1.58 2.01 1.64 1.96 1.71 2.33 1.06
    注:表中,CR:计算机X射线摄影;DR:数字X射线摄影。
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    表 3  数字化乳腺X射线摄影装置模体影像测量结果

    Table 3.  Image quality comparison between DR and CR mammography systems

    乳腺机型 纤维条数分辨力(条) 块状物分辨力(块) 钙化点群组分辨力(组)
    CR乳腺机 4 4 4 4 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 5 4 4 3 3 3 3 3 4 4 5 3 4 4 4 3 4 4 3 3 3 3 3 3 4 3 5 3 3
    4 3 4 4 4 3 4 4 4 4 2 4 4 3 4 4 3 3 5 4 3 3 3 3 4 3 1 3 5 3 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 4 5 4 3 3
    DR乳腺机 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 3 3 5 3 5 5 5 5 5 5 5 5 6 5 5 5 5 3 5 5 4 4 5 5 4 5 5 5 4 5 4
    4 4 4 5 5 5 5 5 6 5 5 4 5 5 5
    注:表中,CR:计算机X射线摄影装置;DR:数字X射线摄影装置。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-24
  • 刊出日期:  2015-09-25

上海市数字化乳腺X射线摄影装置质量控制检测分析

    通讯作者: 刘海宽, liuhk@fudan.edu.cn
  • 200032 上海,复旦大学放射医学研究所
基金项目:  国家自然科学基金 11475047

摘要:  目的 对上海市数字化乳腺X射线摄影装置使用情况与设备性能质量状况进行对比分析,为合理选择数字化乳腺X射线摄影装置提供参考。 方法 依据国家相关标准和规范,采用X射线检测仪和乳腺成像性能检测模体,对上海市53台数字化乳腺X射线摄影装置的9项技术指标进行质量控制检测,并将两类数字化乳腺X射线机——计算机X射线摄影装置(CR)与数字X射线摄影装置(DR)的性能检测结果进行统计学分析。在分析两类乳腺机各项性能指标合格率差异的基础上,对两类乳腺机的乳腺平均剂量与图像质量进行进一步的比较分析。 结果 两类乳腺X射线机的合格率及乳腺平均剂量差异无统计学意义;对于模体影像,两类设备的差异具有统计学意义,DR乳腺机的图像质量优于CR乳腺机。 结论 应加强对数字化乳腺X射线摄影装置的日常检测,从辐射防护最优化角度推荐选择DR乳腺机代替CR乳腺机开展数字化乳腺摄影工作。

English Abstract

  • 根据全国32个肿瘤登记点收集的2003年~2007年资料显示,女性乳腺癌合计发病率为41.64/10万,位居女性癌症的首位;合计病死率为9.63/10万,位居女性癌症的第6位[1]。女性乳腺癌已经成为中国女性最常见的癌症之一,因此乳腺癌的诊断方法显得尤为重要。目前,乳腺X射线摄影仍然是乳腺疾病诊断不可替代的检查手段。乳腺X射线摄影装置在公立医院与民营医院中的应用日益增多,在体检门诊中的使用也越来越频繁。由于乳腺是辐射敏感器官,如何保证在尽可能低的辐射剂量下获得令人满意的诊断影像是目前普遍关注的热点问题。

    传统乳腺X射线机在投照过程中经常会因为曝光条件不适合或洗片机未调整到最佳状态,导致同一体位或不同体位的重复曝光,使用数字乳腺X射线机后重复曝光明显减少[2],因此数字化乳腺X射线摄影装置得以广泛应用。数字化乳腺X射线摄影装置包括计算机X射线摄影(computed radiography,CR)装置与数字X射线摄影(digital radiography,DR)装置。目前,尚未发现针对正在使用的数字化乳腺X射线摄影装置的研究报道,尤其是对于CR乳腺机与DR乳腺机之间的对比分析。因此,为进一步了解数字化乳腺X射线摄影装置的使用现状,本研究对上海市53台数字化乳腺X射线摄影装置的9项技术指标进行质量控制检测,并对CR乳腺机与DR乳腺机的每项技术指标进行对比分析。

    • 检测仪器使用瑞典Unfors公司生产的Xi型X射线检测仪;美国FLUKE公司生产的18-222组织等效乳腺成像性能测试模体。

    • 由于目前没有数字化乳腺X射线摄影质量控制检测规范,故本研究参照《乳腺X射线摄影质量控制检测规范》(GBZ186-2007)[3]和美国《乳腺X线摄影质量标准法案》[4],对上海市53台数字化乳腺X射线摄影装置进行质量控制检测,并对CR、DR两类乳腺机的使用情况进行分析。质量控制检测的具体技术参数包括胸壁侧的射野准直、胸壁侧射野与台边准直、光野射野一致性、管电压指示、辐射输出量的重复性、乳腺平均剂量、特定辐射输出量、有用线束半值层和模体影像等,其中重点检测乳腺平均剂量和模体影像。对乳腺平均剂量进行检测与评价,参照GBZ186-2007应<2 mGy;对模体影像检测与评价,参照美国《乳腺X线摄影质量标准法案》进行,包括模体影像纤维条数分辨力应≥4条,块状物分辨力应≥3个,钙化点群组分辨力应≥3组,其中有一项参数不合格即判定该指标不合格。

    • 使用SPSS17.0软件对检测的技术参数进行统计学分析。

    • 本研究调查了上海市53台数字化乳腺X射线摄影装置,其中CR乳腺机32台;DR乳腺机21台。公立医院的DR乳腺机有15台,使用率为62.5%;而民营医院的DR乳腺机有9台,使用率为20.7%。对CR、DR两类乳腺机在公立医院与民营医院的使用情况用χ2检验(χ2=9.596),差异具有统计学意义(P<0.01)。由此可见,公立医院DR乳腺机的使用率高于民营医院。

    • 在检测的53台数字化乳腺X射线摄影装置中,全部合格的检测项目有3项,即光野射野一致性、辐射输出量的重复性以及有用线束半值层;其余各项检测指标的合格率(表 1)经χ2检验,CR和DR乳腺机比较,差异无统计学意义。

      检测项目 CR乳腺机合格数(台) CR乳腺机合格率(%) DR乳腺机合格数(台) DR乳腺机合格率(%) χ2 P
      胸壁侧的射野准直 31 96.88 21 100.00 0.67 0.41
      胸壁侧射野与台边准直 31 96.88 20 95.24 0.09 0.75
      光野射野一致性 32 100.00 21 100.00 - -
      管电压指示 27 84.38 19 90.48 0.41 0.52
      辐射输出量的重复性 32 100.00 21 100.00 - -
      乳腺平均剂量 23 71.88 18 85.71 1.38 0.23
      特定辐射输出量 31 96.88 21 100.00 0.67 0.41
      有用线束半值层 32 100.00 21 100.00 - -
      模体影像 26 81.25 20 95.24 2.16 0.14
      注:表中,“-”表示未进行χ2检验;CR:计算机X射线摄影;DR:数字X射线摄影。

      表 1  数字化乳腺X射线摄影装置检测项目合格率

      Table 1.  Qualified rate of tested technical parameters of digital mammography facilities

    • 乳腺平均剂量和模体影像为衡量数字化乳腺X射线摄影装置质量的重要指标,根据前文分析,从满足相关标准要求的合格率角度,CR乳腺机与DR乳腺机比较差异无统计学意义。为了定量分析CR、DR两类乳腺机的性能,本研究对CR乳腺机与DR乳腺机的乳腺平均剂量和模体影像做了进一步统计学分析。

      CR、DR两类乳腺机在自动曝光情况下的乳腺平均剂量测量结果见表 2。由表 2可见,CR乳腺机与DR乳腺机的乳腺平均剂量均值分别为1.82 mGy和1.53 mGy,经ANOVA单因素检验(单因素方差分析),两者间差异无统计学意义(F=3.686,P>0.05)。

      乳腺机型 乳腺平均剂量(mGy) 均值(mGy)
      CR乳腺机 2.28 1.10 2.37 1.83 1.77 1.29 1.14 1.82
      1.39 1.90 1.23 0.83 1.74 1.79 2.79
      1.90 2.85 1.99 2.12 2.82 2.32 2.00
      1.44 1.74 1.90 0.97 1.75 1.55 1.96
      1.71 1.70 3.12 0.89
      DR乳腺机 1.81 1.48 0.63 1.41 1.72 1.04 1.09 1.53
      2.50 1.19 1.10 1.90 1.18 1.56 1.23
      1.58 2.01 1.64 1.96 1.71 2.33 1.06
      注:表中,CR:计算机X射线摄影;DR:数字X射线摄影。

      表 2  CR与DR乳腺机的乳腺平均剂量比较

      Table 2.  Average glandular dose comparison between DR and CR mammography systems

      对模体影像主要采用打分的方法,分析自动曝光条件下纤维条、块状物、钙化点等参数。具体方法:每看清一条纤维条数计1分、一个块状物数计1分、一组钙化点群组数计1分。其结果见表 3。采用秩和检验对纤维条数分辨力进行分析显示,两者差异具有统计学意义(F=4.403,P<0.05);对块状物分辨力(F=33.018)与钙化点群组分辨力(F= 50.941)进行分析显示,两者差异具有统计学意义(P均<0.01)。

      乳腺机型 纤维条数分辨力(条) 块状物分辨力(块) 钙化点群组分辨力(组)
      CR乳腺机 4 4 4 4 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 5 4 4 3 3 3 3 3 4 4 5 3 4 4 4 3 4 4 3 3 3 3 3 3 4 3 5 3 3
      4 3 4 4 4 3 4 4 4 4 2 4 4 3 4 4 3 3 5 4 3 3 3 3 4 3 1 3 5 3 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 4 5 4 3 3
      DR乳腺机 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 3 3 5 3 5 5 5 5 5 5 5 5 6 5 5 5 5 3 5 5 4 4 5 5 4 5 5 5 4 5 4
      4 4 4 5 5 5 5 5 6 5 5 4 5 5 5
      注:表中,CR:计算机X射线摄影装置;DR:数字X射线摄影装置。

      表 3  数字化乳腺X射线摄影装置模体影像测量结果

      Table 3.  Image quality comparison between DR and CR mammography systems

    • 数字化乳腺X射线摄影装置的使用分布情况显示,在公立医院,尤其是三级以上的大型医院中,DR乳腺机的使用率相对较高,而在民营医院,包括以体检为主营业务的门诊部则较多地选择CR乳腺机。这是因为DR乳腺机的价格要远高于CR乳腺机,民营医院往往追求利益的最大化而更倾向于选择CR乳腺机。

      本研究的上海市53台数字化乳腺X射线摄影装置中,其中9项检测指标完全合格的有36台,合格率仅为67.92%。不合格的技术指标主要表现在:有些乳腺机光源灯损坏导致指标无法测试,日常工作只能凭医生的经验设定视野大小,难免有所偏差,有可能会造成影像信息不全、废片或者重复拍片;还有不少乳腺机的自动曝光偏高,导致自动曝光情况下乳腺平均质量偏高,最高的达2.82 mGy/次,对于患者而言,自动曝光偏高会导致其受到不必要的剂量照射,考虑到乳腺是辐射敏感器官,应严格控制乳腺摄影所致受检者的辐射剂量。

      为了保证数字化乳腺X射线摄影装置的良好工作状态,应采取以下措施:①加强日常维护与管理。医院可建立常态化管理机制,每日进行质控,质控内容包括图像均匀度、信噪比、线性和探测器效率[5]。通过每日质控可以判断影像链是否满足临床诊断需要,同时,每日质控的记录可以在设备出现故障时为工程师提供维修参考,对于不能排解的异常状况应及时与厂方工程师联系,及时进行维修与保养。②加强对放射工作人员的培训。对数字化乳腺X射线摄影装置进行质量控制检测方能确保其性能,这就需要放射工作人员具备扎实的专业基础和实践经验,因此定期对放射工作人员进行培训尤为重要。此外,还应注意放射工作人员自身的保护,在检测过程中发现某些医院没有设置隔室操作的现象。与此同时,放射工作人员的防护意识也需要通过常态化的培训得以巩固与加强,在对患者进行检查时,应注意询问患者是否处在妊娠期,注意对其他部位进行防护做到趋利避害,最大限度地保障乳腺受检者的利益。在对患者进行检查时应注意维护女性患者的私密性,设置专门的更衣室,选择女性放射工作者进行操作。

      对CR乳腺机与DR乳腺机的设备性能进行对比分析发现,尽管总体上两类乳腺机在满足相关标准要求方面无明显差异,但通过对模体影像的定量分析发现,DR乳腺机的纤维条数分辨力、块状物分辨力以及钙化点群组分辨力均优于CR乳腺机,这是由两类装置的自身特性决定的。在成像速度上,数字乳腺X线机具有独特的成像模式以及快捷的操作界面,可简化临床人员的工作流程,提高临床摄片人员的工作效率[6]。CR乳腺机需要进行两次信号转换,相比于DR乳腺机的直接成像,DR乳腺机的成像速度也快于CR乳腺机。

      总体来说,CR乳腺机可以看作是从屏片系统向DR系统的一个过渡,对于实现乳腺X摄影的数字化,降低医院的运行成本曾发挥了积极的作用,但由于其自身的缺陷终将被DR乳腺机所取代。医院对于正在使用的数字化乳腺X射线摄影装置特别是CR乳腺机,应进一步加强对其质量控制检测,以保证其辐射剂量与影像质量能够满足相关技术要求。

      除此之外,由于目前没有数字化乳腺X射线摄影装置质量控制检测规范,故本研究参照《乳腺X射线摄影质量控制检测规范》(GBZ186-2007),而传统乳腺X射线摄影装置在实际应用中已经越来越少,建议有关部门是否可以出台针对数字化乳腺X射线摄影装置的质量控制检测规范,以便更好地进行质量控制管理。

参考文献 (6)

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