尺寸估计

从胸部X光片的DICOM头信息中计算出的病人的X光衰减，并与CT的黄金标准尺寸测量进行比较。(Courtesy: Hilde Bosmans)

全球每年进行超过36亿次的诊断成像检查，医疗辐射的使用占人口人工来源剂量的98%。为了跟踪这种辐射负担，放射科采用了剂量管理系统，从X光检查中提取信息来估计病人的辐射水平或标记可疑的剂量异常值。

病人的体型会影响其个人器官的剂量。但对于投射式放射摄影(二维X射线成像)，剂量管理系统通常无法获得此类信息。相反，他们使用基于参考病人的转换系数，导致剂量计算不太准确。

为了解决这一不足，比利时的研究人员开发了一个指标，直接从X光图像中估计病人的尺寸。重要的是，这个新指标只使用病人的DICOM文件(存储医疗图像和相关数据)的标题中的参数。他们在《医学与生物学物理学》中描述了这种方法。

"鲁汶大学附属医院的Hilde Bosmans解释说："拥有一种结构化的、经过验证的、使用DICOM文件头信息进行尺寸估计的方法，为数字放射摄影中的自动特定尺寸剂量测定铺平了道路。"随着追踪病人剂量测定记录的剂量管理系统的广泛采用，专利特定的有效器官剂量计算将使辐射引起的风险方面的数据更加完善。这对所有病人都很有价值，特别是对肥胖或较瘦的病人以及定期接受X光检查的病人"。

度量衡定义

Bosmans及其同事提出了一个与病人吸收的剂量有关的衰减度量--基于入射空气克尔玛与探测器空气克尔玛的比率--与病人的尺寸相关。他们使用137张胸腔和137张腹腔投影图像作为输入数据，为胸腔和腹腔投影放射学定义了这个指标。这些病人也有最近同一身体部位的CT检查，作为病人尺寸的金标准。

衰减指标

研究人员假设，与探测器气孔与入射气孔之比(DAK/IAK)有关的衰减指标将与病人的尺寸成反比。(Courtesy: Phys. Med. Biol. 10.1088/1361-6560/ac0d8c)

为了建立真实的病人尺寸，研究人员使用CT扫描来计算所有病人的水当量直径(WED)和水当量厚度(WET)。然后他们将这些真实的WED和WET值与衰减指标的自然对数绘制在胸腔和腹部扫描上。这产生了四条相关曲线，然后可以应用于仅根据投影射线照片的DICOM信息来估计病人的大小。

研究小组指出，这种方法所需的一些DICOM字段(曝光指数、角膜面积积、曝光面积和源-探测器距离)是可选的。"然而，它们通常在DICOM头中可用，或者可以由系统供应商提供，"Bosmans说。"在一些国家，显示这些数据甚至是强制性的。毕竟，它们是监测实践和设备的重要指数，它们可以揭开问题或偶尔的不当行为。"

研究人员使用四种不同的放射摄影系统验证了该技术估计病人尺寸的能力。对于所有设备，他们检查了50名新病人的X光检查，并根据DICOM信息使用相关曲线来估计WED和WET值。

其中三个系统(Carestream的DRX Evolution、西门子的Axiom Luminos dRF和佳能的CXDI-11)包括一个标准化的曝光指数，其中曝光指数与探测器的空气角膜成线性比例(而不是特定于供应商)，从而使各设备和部门的性能评估保持一致。

对于这些系统上的胸腔检查，估计值和地面实测的WED之间的差异都在±15%以内，绝对差异平均为4%。对于DRX Evolution、Axiom Luminos dRF和CXDI-11，估计的WET值的绝对差异分别为8%、7%和7%。在用于进行腹部扫描的两个系统中，估计值和地面真实值之间的平均绝对差异是：WED为4%和6%，WET为6%和8%。

研究人员还检查了一个没有标准化暴露指数的系统：Oldelft的Triathlon DR。对于胸部检查，该技术低估了WED和WET，与地面真相的平均差异分别为-36%和-57%。对于腹部扫描，该算法给出了与其他系统类似的结果，WED的偏差为3%，WET为5%。

提高准确性

研究人员建议，与使用通用的转换系数相比，新的衡量标准可以使个性化的风险评估具有更好的准确性。他们强调，他们的方法原则上适用于所有获取X光投影的设备。将病人体型纳入剂量管理平台将改善剂量测定数据，并通过减少超重病人的假阳性和因体重不足病人的假阴性来改善剂量离群管理。

Bosmans指出，这项开发是一个更大项目的一部分，该项目旨在与个性化的CT剂量估计一起，为二维投影成像创建自动化的个性化剂量测定。这项研究是与医疗软件公司Qaelum合作进行的，并由佛兰德VLAIO资助。其目的是在Qaelum公司的剂量和质量监测软件中实施自动化的尺寸估计指标。

她告诉《物理世界》："最终，医院和病人将从一个整体解决方案中受益，这个解决方案一方面可以自动评估检查质量，另一方面可以在X射线成像中提供先进的有效和器官剂量估计，"。