千伏效应成像技术与成人胸片高千伏影像学分析
作者：潘鄂武 冯飞 杨新红 殷响林 杨福文
单位：湖北省人民医院放射科(430060)
关键词：千伏效应；高千伏胸片影像评价标准；绿片高千伏摄影术
放射学实践990118 【摘要】 目的：评价不同屏胶组合，在不同电压下的成像技术、照片质量、影像特征性表现、肺野内细微结构显示率，并进行千伏效应分析。方法：3种屏胶组合，3种电压进行成人胸部X线摄影。运用诊断学及技术学评审观点，经双盲法评审，通过统计学处理。结果：500例胸片肺野内细微结构显示率中，钙屏蓝片100例普通电压为15%；100例准高电压为80%；100例高电压为98%；100例快速屏蓝片准高电压为95%；100例绿屏绿片为100%。经统计学处理，P<0.01，检验有显著意义。结论：1.中速屏蓝片高电压成人胸部X线摄影影像质量，明显优于普通电压及准高电压；2.绿屏绿片高电压成像技术将领先于传统屏胶组合，为传统X线摄影及照片质量开创了一个崭新的技术路线。
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Kilovoltage Effect and Analysis of Chest Film Quality using High KV Technique
Pan Ewu,Feng Fei,Yang Xinghong,et al.Department of Radiology,People's Hospital of Hubei Province,Wuhan 430060
【Abstracts】 Purpose:To evaluate the image-forming Technique under different kilovoltage with different screen-film combinations. Methods:X-ray films were taken using 3 kinds of screen-film combination and 3 different KV-values.The film quality,X-ray appearance,details of lung structures were analysed.Results:Of 500 chest filmes, the demonstration rate of fine lung pattern was 15% using calcium-screen-blue film combination with conventional KV,80% with mid-high KV,98% with high KV;95% using fast-blue film combination with mid-high-KV;100% with green screen-green film combination.P<0.01.Conclusions:1.Mid-speed-blue film combination with high KV revealed better chest film quality than with conventional and mid-high KV.2.Green-green-film and high KV combination is superior to conventional screen-film combination.
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【Key words】Kilovoltage effect High KV chest film Standard of evaluation Green film.
采用3种增感屏与胶片(屏胶组合)，应用普通千伏、准高千伏、高千伏进行胸部X线摄影，对500例成人胸片进行千伏效应分析。讨论不同千伏照片影像特征性表现，比较肺野内细微结构显示率。
材料与方法
飞利蒲TC-800mAX线照片机，电离室技术，12∶1固定滤线删，墙式胸片架，0.6IEC球管焦点，2mmAl+0.1mmCu滤波板，富士RAY.FPM3000洗片机，Kodak.omAt套药，显影温度为33.5℃，国产XMD-5数字式黑白透视密度计，21级铝梯投照法密度测试。
钨酸钙中速增感屏(钙屏)和氟氯化钡、铕高速增感屏(氟/铕屏)与富士Rx感蓝胶片组合；硫氧化钆稀土增感屏(绿屏绿片)组合。胸部照片均为站立后前位，摄片各100例。条件：普通电压60～70KV，1.8～3.6mAs；准高电压85～106KV，3～8mAs。高电压125～150KV，14～25mAs；氟/铕屏准高电压96KV，0.92～1.43mAs；绿屏绿片高电压125～150KV，0.62～1.26mAs。焦片距180cm，用胶片女14×14英寸、男14×17英寸。照射野略大于所用胶片。
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随机抽取1998年干部体检胸片500例(男305，女195)，年龄在23～72岁之间，胸厚在18～29cm之间。由2位胸部放射学教授参评。用诊断学及技术学评审标准评审[1]，经医用数理统计学处理方法计算。以肺野内细微结构显示最佳，最能充分表现病灶为基准(表1)。按高电压胸片物理学客观评价标准[1]，测试胸片各点物理密度值(表2)，用21级铝梯投照法进行光楔片密度测试，分析所评照片影像的对比度、层次性、清晰度。
表1 不同千伏视觉主观评价胸部各部位细微结构显示 肺纹理延续
至外带，清晰
主支气管、气管隆突
清楚边缘锐利
肺阴影结构清晰
, 百拇医药 层次性好
左心后区肺
纹理清楚
胸壁软组织
层次丰富
肝肺重叠处
纹理清楚
乳房影内肺
纹理清楚
血管心缘纵隔
锐利，界线分明
与肋骨、锁骨重叠区
病灶清楚不易遮盖
, 百拇医药
颗粒性(照片斑点)少或无
对比度略低
灰雾度不大
表2 准高电压 、高电压胸片各点物理密度值 标准值[1]
钙屏125KV
钙屏96KV
钙屏70KV
绿屏绿片125KV
最小值平均值最大值
最小值平均值最大值
最小值平均值最大值
, 百拇医药
最小值平均值最大值
肺野第二前肋间
1.45～1.80
1.14 1.46 1.52
0.75 1.07 1.51
0.63 0.95 1.59
1.27 1.50 1.60
肺周边部近胸壁
1cm处0.45～0.70
0.33 0.48 0.61
0.35 0.45 0.70
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0.32 0.72 0.96
0.47 0.63 0.86
右膈下1cm处
0.25～0.40
0.22 0.33 0.40
0.20 0.27 0.41
0.18 0.26 0.37
0.22 0.42 0.56
肺门处0.60～0.90
0.64 0.83 1.07
0.31 0.74 0.90
, 百拇医药
0.36 0.97 1.20
0.53 0.92 1.26
气管分叉处
0.31～0.74
0.26 0.39 0.55
0.21 0.30 0.45
0.20 0.28 0.72
0.25 0.47 0.75
左心后区肺纹理
0.45～0.60
0.35 0.50 0.64
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0.32 0.42 0.57
0.23 0.36 0.54
0.32 0.53 0.74
结 果
500例胸片肺野内细微结构显示率对比组中，钙屏蓝片100例普通电压为15%；100例准高电压为80%；100例高电压为98%；100例快速屏蓝片准高电压为95%；实验组100例绿屏绿片显示率为100%。对比组百分比经统计学处理计算后检验得到数据P<0.01有显示意义。
物理学客观评价标准，经光学密度值测定，高电压胸片影像各点密度均在标准值内[1]。
21级铝梯投照法测试3种电压光楔片：低千伏所示低密度级数少，对比度高；高千伏所示低密度级数多，层次丰富，对比度低。
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讨 论
千伏效应 X线摄影的千伏效应，就是X线与物质吸收、相互作用的效应[2]，千伏增高则胶片的感光度增加，照射量明显降低。即提高了X线的品质因素，因此，控制千伏可决定产生何种千伏效应。
低千伏产生的X线以光电效应居多。60～70KV是成人胸部X线摄影中能够穿透欲照部位的最低千伏值，因光电效应对人体穿透不均匀，使肋骨与软组织的吸收差异增加，而对比度高、层次少。
高千伏则以康-吴效应居多，其效应与物质的原子序数无关，取决于物质单位体积的重量。高电压千伏值高、穿透力强、肋骨与软组织及气体的吸收差异减少，而对比度减低、层次丰富。
视觉主观评价结果经统计学处理 应用诊断学及技术学评价观点，通过视觉主观评价标准16项(正常阅片评价标准)[1]及X线照片评价标准，列出表1的12项评片指标，评出各种千伏所摄胸片肺野内细微结构显示百分比。经医用数理统计学处理方法进行计算，用行列表(m×k表)资料的卡方检验后得出：(n’=16 x20.05=26.30 x20.01=32)本例x2=59.5>x20.01=32∴P<0.01，其差别有非常显著意义，故可认为此评片指标及计算结果正确。
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物理客观评价，反映出摄片电压愈高，对自然密度反差愈敏感 应用技术学主观评价照片影像质量，经物理学评价标准(照片质量的客观指标)[1]，用光学密度值来测定照片影像各点物理密度值[1]得出表2具体数据。知道普通电压的最大值与最小值的差异大(相差3倍，准高电压中相差2倍，高电压最大与最小值相差1.2倍。这反映出摄片电压愈高，对自然密度的反差则缩小，对比度减低、层次丰富、锐利度提高。
试验数据说明铝梯各级灰阶密度高低受KV值控制 经21级铝梯投照法对3种电压所摄3种屏胶组合光楔片对应级间灰阶密度值进行对比即70KV对比最高(10/16级≈3，1/16级≈10)，125KV对比最低(10/16级≈2，1/16级≈3)。
铝梯灰阶密度值与照片影像的关系 低千伏：灰阶密度显示13级(3～15)，级与级间密度差大，低密度区级数少，高对比区颗粒粗。照片影像：高对比、层次少，黑白反差大，病变检出率低，诊断信息量少，与肋骨、锁骨、心脏、纵隔、乳房等重叠的病灶表现不出，且废片率高，重照复照多。
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准高千伏：显示16级(2～17)，级与级间密度差减小，低密度区级数增多。照片影像：对比度略低、层次丰富，肺野内细微结构显示较清楚，病变检出率增高，诊断信息量增多，废片率减少。
高千伏：钙屏蓝片与绿屏绿片灰阶密度显示19级(3～21)，级与级间密度差小，低密度区可观察到21级。照片影像：对比度低、层次丰富，肺野内细微结构显示很清晰，病变检出率高，诊断信息量大，废片率为零(除责任及机器故障外)。
高千伏胸片影像特点(技术与诊断) 高千伏胸部摄影有普通条件无法比拟之优势(除表1所示外)，扩宽信息量，增加诊断范围，提高胶片影像的分辨率，使照片质量上升到新的层次。可减少X线管热容量，有效地延长球管使用率，因毫安秒减少，可相对的减少病人的X线照射剂量。
对纵隔肿瘤、支气管肿瘤，胸部实质性与间质性影像的改变有着重要的诊断价值。在一定程度上可给予CT和MR重要的诊断参考资料。
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高千伏胸部影像诊断注意点是：因电压高，影像对比度低，肋骨阴影密度与肺野密度相近，使肋骨微小的局限性骨破坏不易显示，特别是肋骨与肩胛骨重叠区的恶性骨转移病变易漏诊。
大力开展高电压胸部摄影术 为了推进我国普通医院应用高千伏技术摄片的进程，为了使X线胸片高千伏技术接近国际领先水平，要改变我国一直沿用普通千伏的观点。改变高电压摄片会损坏X线球管，会加大对受检者的辐射剂量，会使照片质量差等模糊认识。要大力开展高电压摄片技术，采用钙屏与高清晰感蓝片组合，现最好采用绿屏绿片进行胸部高千伏摄影[3]。
绿屏绿片摄影术影像10大特点 1.具有钙屏蓝片高千伏摄影所具有的12项标准(表1)；2.高电压胸片影像各点物理密度标准值，均大于钙屏与氟/铕屏蓝片；3.显示出最佳的成像效果；4.提高了影像的信息传递功能；5.提高照片影像的清晰度；6.照片量子斑点的控制[4]；7.对显影剂药液的宽容性高于感蓝胶片；8.胶片特性对摄影条件的选择性大；9.有着广泛的社会效益与经济效益；10.稳定优质的照片质量，增强工作人员自信心。
, 百拇医药
氟/铕高速增感屏准高电压所摄胸片 有着钙屏高千伏摄影之效果，但照片斑点较多，有待解决[4]。试用125KV摄胸片，照片黑白反差大，对比度高，信息量丢失多，量子斑点更多，有碍于细微病变的观察。
结 论
1.低千伏所摄胸片不能达到临床诊断要求，应有选择的应用；2.准高千伏胸片摄影有拟高千伏摄影之效果，但仍不满足临床诊断要求；3.稀土氟/铕高速增感屏不宜用于胸部高千伏摄影；4.钙屏蓝片高千伏胸部摄影，其影像质量明显优于普通电压及准高电压。并且改变了传统视片习惯及常规摄片技术观点；5.绿屏绿片高千伏胸部摄影术将领先于传统屏胶组合，为传统X线摄影及照片质量开创了一个崭新的技术路线；6.绿屏绿片成像技术为我国高电压胸部摄影，为临床X线诊断接近国际先进水平确定了正确方向。
参考文献
1 本刊编辑委员会.全国放射科 QA、QC 学术研讨会纪要.中华放射学杂志，1993，27(2)∶134.
2 费登珊.降低X线照射条件最优化的探讨.中华放射学杂志，1989，23(2)∶104.
3 杜萃文.T颗粒感绿片与感蓝片各100例高电压胸片临床分析.中华放射学杂志，1995，29(2)∶20.
4 袁韦德.X线摄影化学与暗室技术.全国中等卫生学校教材.
(1998-10-25 收稿), 百拇医药
单位：湖北省人民医院放射科(430060)
关键词：千伏效应；高千伏胸片影像评价标准；绿片高千伏摄影术
放射学实践990118 【摘要】 目的：评价不同屏胶组合，在不同电压下的成像技术、照片质量、影像特征性表现、肺野内细微结构显示率，并进行千伏效应分析。方法：3种屏胶组合，3种电压进行成人胸部X线摄影。运用诊断学及技术学评审观点，经双盲法评审，通过统计学处理。结果：500例胸片肺野内细微结构显示率中，钙屏蓝片100例普通电压为15%；100例准高电压为80%；100例高电压为98%；100例快速屏蓝片准高电压为95%；100例绿屏绿片为100%。经统计学处理，P<0.01，检验有显著意义。结论：1.中速屏蓝片高电压成人胸部X线摄影影像质量，明显优于普通电压及准高电压；2.绿屏绿片高电压成像技术将领先于传统屏胶组合，为传统X线摄影及照片质量开创了一个崭新的技术路线。
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Kilovoltage Effect and Analysis of Chest Film Quality using High KV Technique
Pan Ewu,Feng Fei,Yang Xinghong,et al.Department of Radiology,People's Hospital of Hubei Province,Wuhan 430060
【Abstracts】 Purpose:To evaluate the image-forming Technique under different kilovoltage with different screen-film combinations. Methods:X-ray films were taken using 3 kinds of screen-film combination and 3 different KV-values.The film quality,X-ray appearance,details of lung structures were analysed.Results:Of 500 chest filmes, the demonstration rate of fine lung pattern was 15% using calcium-screen-blue film combination with conventional KV,80% with mid-high KV,98% with high KV;95% using fast-blue film combination with mid-high-KV;100% with green screen-green film combination.P<0.01.Conclusions:1.Mid-speed-blue film combination with high KV revealed better chest film quality than with conventional and mid-high KV.2.Green-green-film and high KV combination is superior to conventional screen-film combination.
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【Key words】Kilovoltage effect High KV chest film Standard of evaluation Green film.
采用3种增感屏与胶片(屏胶组合)，应用普通千伏、准高千伏、高千伏进行胸部X线摄影，对500例成人胸片进行千伏效应分析。讨论不同千伏照片影像特征性表现，比较肺野内细微结构显示率。
材料与方法
飞利蒲TC-800mAX线照片机，电离室技术，12∶1固定滤线删，墙式胸片架，0.6IEC球管焦点，2mmAl+0.1mmCu滤波板，富士RAY.FPM3000洗片机，Kodak.omAt套药，显影温度为33.5℃，国产XMD-5数字式黑白透视密度计，21级铝梯投照法密度测试。
钨酸钙中速增感屏(钙屏)和氟氯化钡、铕高速增感屏(氟/铕屏)与富士Rx感蓝胶片组合；硫氧化钆稀土增感屏(绿屏绿片)组合。胸部照片均为站立后前位，摄片各100例。条件：普通电压60～70KV，1.8～3.6mAs；准高电压85～106KV，3～8mAs。高电压125～150KV，14～25mAs；氟/铕屏准高电压96KV，0.92～1.43mAs；绿屏绿片高电压125～150KV，0.62～1.26mAs。焦片距180cm，用胶片女14×14英寸、男14×17英寸。照射野略大于所用胶片。
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随机抽取1998年干部体检胸片500例(男305，女195)，年龄在23～72岁之间，胸厚在18～29cm之间。由2位胸部放射学教授参评。用诊断学及技术学评审标准评审[1]，经医用数理统计学处理方法计算。以肺野内细微结构显示最佳，最能充分表现病灶为基准(表1)。按高电压胸片物理学客观评价标准[1]，测试胸片各点物理密度值(表2)，用21级铝梯投照法进行光楔片密度测试，分析所评照片影像的对比度、层次性、清晰度。
表1 不同千伏视觉主观评价胸部各部位细微结构显示 肺纹理延续
至外带，清晰
主支气管、气管隆突
清楚边缘锐利
肺阴影结构清晰
, 百拇医药 层次性好
左心后区肺
纹理清楚
胸壁软组织
层次丰富
肝肺重叠处
纹理清楚
乳房影内肺
纹理清楚
血管心缘纵隔
锐利，界线分明
与肋骨、锁骨重叠区
病灶清楚不易遮盖
, 百拇医药
颗粒性(照片斑点)少或无
对比度略低
灰雾度不大
表2 准高电压 、高电压胸片各点物理密度值 标准值[1]
钙屏125KV
钙屏96KV
钙屏70KV
绿屏绿片125KV
最小值平均值最大值
最小值平均值最大值
最小值平均值最大值
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最小值平均值最大值
肺野第二前肋间
1.45～1.80
1.14 1.46 1.52
0.75 1.07 1.51
0.63 0.95 1.59
1.27 1.50 1.60
肺周边部近胸壁
1cm处0.45～0.70
0.33 0.48 0.61
0.35 0.45 0.70
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0.32 0.72 0.96
0.47 0.63 0.86
右膈下1cm处
0.25～0.40
0.22 0.33 0.40
0.20 0.27 0.41
0.18 0.26 0.37
0.22 0.42 0.56
肺门处0.60～0.90
0.64 0.83 1.07
0.31 0.74 0.90
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0.36 0.97 1.20
0.53 0.92 1.26
气管分叉处
0.31～0.74
0.26 0.39 0.55
0.21 0.30 0.45
0.20 0.28 0.72
0.25 0.47 0.75
左心后区肺纹理
0.45～0.60
0.35 0.50 0.64
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0.32 0.42 0.57
0.23 0.36 0.54
0.32 0.53 0.74
结 果
500例胸片肺野内细微结构显示率对比组中，钙屏蓝片100例普通电压为15%；100例准高电压为80%；100例高电压为98%；100例快速屏蓝片准高电压为95%；实验组100例绿屏绿片显示率为100%。对比组百分比经统计学处理计算后检验得到数据P<0.01有显示意义。
物理学客观评价标准，经光学密度值测定，高电压胸片影像各点密度均在标准值内[1]。
21级铝梯投照法测试3种电压光楔片：低千伏所示低密度级数少，对比度高；高千伏所示低密度级数多，层次丰富，对比度低。
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讨 论
千伏效应 X线摄影的千伏效应，就是X线与物质吸收、相互作用的效应[2]，千伏增高则胶片的感光度增加，照射量明显降低。即提高了X线的品质因素，因此，控制千伏可决定产生何种千伏效应。
低千伏产生的X线以光电效应居多。60～70KV是成人胸部X线摄影中能够穿透欲照部位的最低千伏值，因光电效应对人体穿透不均匀，使肋骨与软组织的吸收差异增加，而对比度高、层次少。
高千伏则以康-吴效应居多，其效应与物质的原子序数无关，取决于物质单位体积的重量。高电压千伏值高、穿透力强、肋骨与软组织及气体的吸收差异减少，而对比度减低、层次丰富。
视觉主观评价结果经统计学处理 应用诊断学及技术学评价观点，通过视觉主观评价标准16项(正常阅片评价标准)[1]及X线照片评价标准，列出表1的12项评片指标，评出各种千伏所摄胸片肺野内细微结构显示百分比。经医用数理统计学处理方法进行计算，用行列表(m×k表)资料的卡方检验后得出：(n’=16 x20.05=26.30 x20.01=32)本例x2=59.5>x20.01=32∴P<0.01，其差别有非常显著意义，故可认为此评片指标及计算结果正确。
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物理客观评价，反映出摄片电压愈高，对自然密度反差愈敏感 应用技术学主观评价照片影像质量，经物理学评价标准(照片质量的客观指标)[1]，用光学密度值来测定照片影像各点物理密度值[1]得出表2具体数据。知道普通电压的最大值与最小值的差异大(相差3倍，准高电压中相差2倍，高电压最大与最小值相差1.2倍。这反映出摄片电压愈高，对自然密度的反差则缩小，对比度减低、层次丰富、锐利度提高。
试验数据说明铝梯各级灰阶密度高低受KV值控制 经21级铝梯投照法对3种电压所摄3种屏胶组合光楔片对应级间灰阶密度值进行对比即70KV对比最高(10/16级≈3，1/16级≈10)，125KV对比最低(10/16级≈2，1/16级≈3)。
铝梯灰阶密度值与照片影像的关系 低千伏：灰阶密度显示13级(3～15)，级与级间密度差大，低密度区级数少，高对比区颗粒粗。照片影像：高对比、层次少，黑白反差大，病变检出率低，诊断信息量少，与肋骨、锁骨、心脏、纵隔、乳房等重叠的病灶表现不出，且废片率高，重照复照多。
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准高千伏：显示16级(2～17)，级与级间密度差减小，低密度区级数增多。照片影像：对比度略低、层次丰富，肺野内细微结构显示较清楚，病变检出率增高，诊断信息量增多，废片率减少。
高千伏：钙屏蓝片与绿屏绿片灰阶密度显示19级(3～21)，级与级间密度差小，低密度区可观察到21级。照片影像：对比度低、层次丰富，肺野内细微结构显示很清晰，病变检出率高，诊断信息量大，废片率为零(除责任及机器故障外)。
高千伏胸片影像特点(技术与诊断) 高千伏胸部摄影有普通条件无法比拟之优势(除表1所示外)，扩宽信息量，增加诊断范围，提高胶片影像的分辨率，使照片质量上升到新的层次。可减少X线管热容量，有效地延长球管使用率，因毫安秒减少，可相对的减少病人的X线照射剂量。
对纵隔肿瘤、支气管肿瘤，胸部实质性与间质性影像的改变有着重要的诊断价值。在一定程度上可给予CT和MR重要的诊断参考资料。
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高千伏胸部影像诊断注意点是：因电压高，影像对比度低，肋骨阴影密度与肺野密度相近，使肋骨微小的局限性骨破坏不易显示，特别是肋骨与肩胛骨重叠区的恶性骨转移病变易漏诊。
大力开展高电压胸部摄影术 为了推进我国普通医院应用高千伏技术摄片的进程，为了使X线胸片高千伏技术接近国际领先水平，要改变我国一直沿用普通千伏的观点。改变高电压摄片会损坏X线球管，会加大对受检者的辐射剂量，会使照片质量差等模糊认识。要大力开展高电压摄片技术，采用钙屏与高清晰感蓝片组合，现最好采用绿屏绿片进行胸部高千伏摄影[3]。
绿屏绿片摄影术影像10大特点 1.具有钙屏蓝片高千伏摄影所具有的12项标准(表1)；2.高电压胸片影像各点物理密度标准值，均大于钙屏与氟/铕屏蓝片；3.显示出最佳的成像效果；4.提高了影像的信息传递功能；5.提高照片影像的清晰度；6.照片量子斑点的控制[4]；7.对显影剂药液的宽容性高于感蓝胶片；8.胶片特性对摄影条件的选择性大；9.有着广泛的社会效益与经济效益；10.稳定优质的照片质量，增强工作人员自信心。
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氟/铕高速增感屏准高电压所摄胸片 有着钙屏高千伏摄影之效果，但照片斑点较多，有待解决[4]。试用125KV摄胸片，照片黑白反差大，对比度高，信息量丢失多，量子斑点更多，有碍于细微病变的观察。
结 论
1.低千伏所摄胸片不能达到临床诊断要求，应有选择的应用；2.准高千伏胸片摄影有拟高千伏摄影之效果，但仍不满足临床诊断要求；3.稀土氟/铕高速增感屏不宜用于胸部高千伏摄影；4.钙屏蓝片高千伏胸部摄影，其影像质量明显优于普通电压及准高电压。并且改变了传统视片习惯及常规摄片技术观点；5.绿屏绿片高千伏胸部摄影术将领先于传统屏胶组合，为传统X线摄影及照片质量开创了一个崭新的技术路线；6.绿屏绿片成像技术为我国高电压胸部摄影，为临床X线诊断接近国际先进水平确定了正确方向。
参考文献
1 本刊编辑委员会.全国放射科 QA、QC 学术研讨会纪要.中华放射学杂志，1993，27(2)∶134.
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(1998-10-25 收稿), 百拇医药