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基于模体的乳腺X线摄影质量控制中SNR变异系数的分析
沈茜刚, 柴青焕, 姜婷婷, 沈悦, 肖勤, 顾雅佳
中国癌症杂志    2025, 35 (8): 784-791.   DOI: 10.19401/j.cnki.1007-3639.2025.08.007
摘要   (19 HTML1 PDF(pc) (1053KB)(28)  

背景与目的:在乳腺X线摄影质量控制中,信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)是指图像中有用的信号强度与背景噪声的比值,是衡量图像质量好坏的重要指标之一。变异系数是描述SNR一致性和可重复性的常用指标。本研究通过分析不同厂家的3台乳腺X线摄影设备在不同曝光模式下的二维图像和X线断层摄影(tomography,Tomo)图像(简称断层图像)中SNR变异系数的变化情况,旨在评估乳腺X线摄影设备性能的稳定性和可重复性。方法: 选用乳腺X线摄影质量控制专用的聚甲基丙烯酸甲酯模体(polymethylmethacrylate phantom,PMMA),分别在全数字化乳腺X线摄影(full-field digital mammography,FFDM)、低剂量乳腺X线摄影和数字乳腺断层摄影(digital breast tomosynthesis,DBT)3种曝光模式下行PMMA厚度从20~80 mm,实际压迫厚度等效于乳腺平均密度的压迫厚度21~103 mm的自动曝光检测。计算不同乳腺X线摄影设备在不同曝光模式、不同压迫厚度时二维图像和断层图像中SNR的变异系数变化情况。结果: 在FFDM、低剂量乳腺X线摄影、DBT曝光模式下,等效于乳腺平均密度的压迫厚度21~103 mm时,分析乳腺X线摄影设备1、2、3在不同曝光模式下二维图像的SNR变异系数间的差异,仅DBT曝光模式下不同设备间的二维图像差异有统计学意义(P=0.003),设备1、2、3中二维图像的SNR变异系数分别为0.188%~0.720%、0.368%~1.073%和0.402%~1.662%。FFDM和低剂量曝光模式下设备1、2、3中二维图像的SNR变异系数差异均无统计学意义(P=0.060)。在DBT曝光模式时不同乳腺X线摄影设备的断层第一张投影图和0°投影图的SNR变异系数变化范围在设备1(2种角度)、2、3中差异均无统计学意义(P=0.373,P=0.742,P=0.225,P=0.693)。结论: 不同乳腺X线摄影设备、不同曝光模式时二维图像和断层图像的SNR变异系数变化范围各不相同,没有固定和标准的数值,但都在乳腺X线摄影设备质量控制要求范围内。在FFDM和低剂量曝光模式时乳腺X线摄影设备二维图像的稳定性、可重复性更好;在DBT曝光模式时断层第一张投影图和0°投影图的变异系数值差异无统计学意义,均显示设备的稳定性良好。



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图2 设备和数据的纳入及排除标准流程图
正文中引用本图/表的段落
在等效于乳腺平均密度的压迫厚度21~103 mm范围内,不同乳腺X线摄影设备在FFDM、低剂量乳腺X线摄影和DBT曝光模式下二维图像的SNR的CoV变化见表2。在FFDM曝光模式下,设备1、2、3二维图像SNR的CoV范围分别为:0.257%~0.807%、0.437%~1.279%和0.238%~1.001%,差异无统计学意义(P=0.370)。在低剂量乳腺X线摄影曝光模式下设备1、2、3二维图像的SNR的CoV分别为:0.274%~1.404%、0.555%~1.814%和0.518%~1.192%,差异无统计学意义(P=0.060)。在DBT曝光模式下设备1、2、3二维图像的SNR的CoV分别为0.188%~0.720%、0.368%~1.073%和0.402%~1.662%,差异有统计学意义(P=0.003)。
上述差异主要存在于设备1、3,可能是曝光参数不同的原因导致,因为设备1本身的CoV值基数较小,导致与设备3的CoV差异在DBT曝光模式下进一步变大。设备和数据的纳入及排除标准流程图见图2。CoV的具体数值分布情况和统计结果见图3。
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