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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。


Device The CoV value of SNR for the first image of projection on different devices/% The CoV values of SNR for the projection 0° position images from different devices/% P value
Phantom thickness/mm Equivalent breast thickness/mm M1-N M1-W M2 M3 M1-N M1-W M2 M3 P1 P2 P3 P4
20 21 1.542 0.551 0.423 1.240 1.201 0.442 0.760 1.244 0.373 0.742 0.225 0.693
30 32 0.422 0.237 0.414 0.893 1.047 0.545 0.559 1.298
40 45 1.369 0.600 0.149 1.194 1.869 0.802 1.010 1.089
50 60 1.043 0.677 0.370 0.935 0.958 0.563 0.604 1.108
60 75 2.277 1.814 0.206 1.329 1.338 1.474 0.539 0.799
70 90 1.392 0.596 0.976 0.113 1.017 1.089 0.790 0.673
80 103 1.553 0.513 1.187 - 0.432 0.630 0.936 -
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表3 不同乳腺X线摄影设备在DBT曝光模式下断层第一张投影图和0°投影图SNR的CoV
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DBT曝光模式下断层第1张投影图和0°投影图SNR的CoV变化范围见表3,其中设备1小角度的CoV为0.422%~2.277%和0.432%~1.869%,差异无统计学意义(P=0.373)。设备1大角度的CoV为0.237%~1.814%和0.442%~1.474%,差异无统计学意义(P=0.742)。设备2的CoV为0.149%~1.187%和0.539%~1.010%,差异无统计学意义(P=0.225)。设备3的CoV为0.113%~1.329%和0.673%~1.298%,差异无统计学意义(P=0.693)。P值是不同乳腺X线摄影设备在DBT曝光模式下断层第1张投影图和0°投影图的SNR的CoV两两比较的结果。在DBT曝光模式下断层第1张投影图和0°投影图的CoV变化差异无统计学意义(P>0.05,图4)。
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