医用X射线成像设备的质控流程

河北大学附属医院 设备科，河北 保定 071002

医用X射线成像设备的质控流程

李增友

河北大学附属医院 设备科，河北 保定 071002

随着现代科技的发展，医用X射线成像系统的结构和功能正在逐步升级。患者和医护工作者在不断享受技术进步带来便利的同时，也需要承担复杂设备功能失调带来的风险。据此，1977年美国医学物理师协会第一次针对医用X射线成像系统推出了质量控制标准，并在此后不断修正。本文中，作者根据自身从业经验，参考业界的先进思想，总结归纳了一套X射线成像系统质控流程。

医用X射线成像设备；X射线球管；质量控制

质量控制（Quality Control，质控）是医院为保障医疗设备正常运行、提高其工作效果而采取的必要措施，包括定期检查及系统参数调试。在医疗设备结构日益复杂、功能日益强大的今天，为保证患者和医护人员的安全与便利，医院有必要从自身实际情况出发，制定质控流程。

1 医用X射线成像设备质控的定义

X射线成像设备经过安装和验收，进入医院后，应当由医院负责保证其在使用期间一直处于功能正常的状态[1]。达到此目的的方法便是定期的质控流程。对于X射线成像设备而言，质控流程的目的是检查成像质量的降低和射线剂量的提高[2-3]。

X射线成像设备的使用者一般会设定一个图像增强器剂量输入（Image Intensifier Input Exposure Rate, IIIER）范围，它有一个上限值和一个下限值。上限是指，超越该数值的射线剂量提升也不会显著提高成像质量。下限是指，低于该数值的射线剂量会降低成像质量，使其不满足医学诊断的需要。而X射线成像设备质控的目的就是将X射线的IIIER值控制在设定范围以内[4]。

2 医用X射线成像设备质控的频率

X射线成像设备中，不同的组件需要不同的质控频率[5-6]。一个组件的质控频率应当由其功能的变化性、使用年限、使用频率、可靠性及该组件的功能在成像过程中的重要程度决定。一般来说，一个组件的变化性越大，使用年限越长，可靠性越低，其质控操作的频率就应当相应提高。另外，对成像系统的关键性组件，医院应当进行频繁的质控测试。

另外，新购买的X射线成像设备，最初的一年内也应当进行比较频繁的质控测试。一方面，可在仪器状态较好的时候测定大量的基线数据，另一方面有利于质控人员积累经验。

3 医用X射线成像设备质控的内容

3.1 每日的肉眼观察

每天工作开始之前和结束之后，X射线成像设备的操作人员都应当仔细检查该设备所有的重要组件，重点检查各个部件的机械性破损等。

3.2 X射线球管和平行光校准器的质控[7]

本部分中，所有测试每年至少进行一次。

3.2.1 X射线质量

X射线质量下降是造成患者接受的放射剂量提高的主要原因之一。随着X射线球管老化，其内部的靶材料会逐渐移位，偏离球管窗口的中心位置，进而影响X射线质量。

X射线质量应当每年至少检测一次。另外，每次更换或维修球管和准直仪时，都应当检测X射线质量。

3.2.2 X射线光野和射野的重合度

X射线光野和射野的完美重合，可以帮助医生把对病人的X射线照射限制在所需的最小范围内，而重合度不够则会导致不必要甚至重复的放射曝光。对于新购买的X射线成像设备，该指标的测试频率应每年至少一次，而随着设备的老化，检测频率应当相应提高。按照规定，X射线光野和射野边界之间的距离不应超过光源-探测器距离的2%。

3.2.3 准直仪二维标尺准确性[8]

准直仪二维标尺是用于划定X射线射野的重要手段。在准直仪光野难以观察的情况下，准直仪二维标尺可用于X射线射野的定位和尺寸调整。准直仪二维标尺准确性的检测应当每年至少进行一次。按照规定，X射线射野和准直仪二维标尺之间的偏差不应超过光源-探测器距离的2%。

3.2.4 X射线射野与成像探测器间的重合度

X射线束的中心位置应当与成像探测器的中心重合，以此保证X射线射野与成像探测器间的重合度，进而避免成像结果的一部分由于偏离中心部分而被切除。大部分X射线成像设备通过机电装置和指示光线两种手段去确定射线与探测器之间的重合程度。按照规定，X射线射野和探测器边缘之间的距离不应超过光源-探测器距离的2%。

3.2.5 聚焦点尺寸[9]

X射线源尺寸对成像分辨率影响甚大，而通过控制聚焦点尺寸，可以有效保证分辨率的水平。一般情况下，对于普通成像（包括头部、颈部、腹部、长骨等成像项目），聚焦点尺寸应当保持在光源-探测器距离的0.1%以内，而对于精细成像（儿科、四肢等成像项目），聚焦点尺寸则需要降低到光源-探测器距离的0.05%才能满足要求。

3.3 X射线发射器[7,10]

3.3.1 电压校准

正常情况下，电压校准过程由非介入性的电压测试仪确定。该仪器并非直接测量电路中的电压，而是通过测量X射线硬度来计算在检测过程中使用的电压。但是X射线发射器中的正极偏角、正极点蚀程度及内在和外置的射线屏蔽装置，均会影响到非侵入装置测得的电压数据。尤其是用于血管和心脏成像的X射线成像设备中，其射线屏蔽层往往非常厚重，有时甚至用铜板作为屏蔽材料，因此会极大地影响非侵入方法测得的电压数据。

侵入式电压测试仪器（例如高压分配器）也可以用于测定X射线发射器的电压。然而由于将这种仪器安装到X射线发射器中时，操作人员有可能会受到辐射威胁，因此该方法不推荐用于日常质控流程。

在验收一台X射线成像设备时，质控人员应当测量并记录X射线发射器的电压变化曲线。按照规定，X射线发射器的电压应当在100 ms内保持在±5%的浮动范围内，而且不应当有任何突然增强或减弱的情况。另外，曲线上升和下降时间应当分别保持在总波形的1%和10%以内。

3.3.2 曝光时间控制

功能正常的X射线成像设备应当可以在开始工作一段时间后自动停止。对于曝光时间的控制，可参考以下标准：曝光时间≤10 ms，误差控制在±5%；曝光时间＞10 ms，误差控制在±10%。另外曝光时间的控制应当具有稳定性，其变异系数应≤0.05。

3.3.3 X射线质量（mR/mAs）

X射线的质量可以用单位mR/mAs来衡量。该参数应当在X射线发射器电流改变的时候保持恒定不变。按照规定，在不同的发射器电流下，X射线质量应保持在±20%的变化范围以内，其变异系数应≤0.10。

3.3.4 自动曝光控制（Automatic Exposure Control, AEC）[11]

AEC系统可将X射线强度控制在标准范围以内。该系统的主要部件是X射线强度测量装置，可以在X射线强度到达一定标准时及时停止X射线源的工作。由于该系统通过控制射线强度来有效保障患者和医护人员的安全，因此对该系统的质控也应定期进行。质控检测的主要内容包括：在不同的电压和电流设置下，AEC系统应当保证X射线成像设备的射线强度一致、控制系统的响应时间、放射剂量上限的设定等。

3.4 滤线栅标记物

3.4.1 滤线栅伪影

在进行质控检测时，工作人员应当对滤线栅进行X射线成像，并观察成像结果中是否存在会影响疾病诊断的伪影。

对于经常使用的X射线滤线栅，工作人员应当每季度进行一次伪影的质控，而对于备用、辅助用的滤线栅，质控也应当每年进行一次。

3.4.2 X射线-滤线栅方位校准

一台功能正常的X射线成像设备中，X射线的方位和滤线栅应当可以完美契合。对于该项目的质控检测应当保证X射线的中轴线垂直于滤线栅平面，并且位于成像范围的中心。如果X射线和滤线栅之间的方位有偏差，则会导致成像结果边缘部分缺失，或者患者接受的放射剂量过高。

4 总结

X射线成像设备是现代医院所倚重的重要诊断技术，而且随着技术的发展，X射线成像技术也逐渐向数字化、计算机重建等方向倾斜。随着更复杂、更强大的功能和结构的加入，X射线成像设备出现功能失调的可能性也越来越大，而且由于医护人员对该系统依赖程度的提高，可能的功能失调会带来越来越严重的后果。质控流程应当按照一定的时间间隔准时进行，并且覆盖所有重要的组成结构。

[1] Joel E Gray,Gary T Barnes,Michael J Bronskill,et al．The role of the clinical medical physicist in diagnostic radiology[M]．New York:American Institute of Physics,1994．

[2] Hendee W R．The selection and performance of radiologic equipment[M]．Baltimore,MD:Williams and Wilkins,1985．

[3] Rossi RP．"QC program documentation:the University of Colorado Approach"in specification,acceptance testing,and quality control of diagnostic X-ray imaging equipment[A]．Proceedings of the 1991 AAPM Summer School[C]．New York:American Institute of Physics,1994:1075-1112．

[4] Lambert M Surhone,Mariam T Tennoe,Susan F Henssonow．National council on radiation protection and measurements[M]．Bethesda:Betascript Publishing,1988．

[5] Burkhart R L．Checklist for establishing a diagnostic radiology quality assurance program[M]．Washington DC:US Department of Health and Human Services,1984．

[6] Norlin T Winkler．Quality control in diagnostic radiology[A]．Proceedings of the Higher Level Quality Assurance in Diagnostic Radiology[C]．New York:American Institute of Physics,1980．

[7] US Government Printing Office．Code of federal regulations,title 21(Food and Drug)part 1020(performance standards for ionizing radiation emitting products)[S]．Washington DC．

[8] P P Lin,R J Kriz,R Stortzum．"An alignment testing device for compliance testing of PBL automatic collimators" in acceptance testing of radiological imaging equipment[A]．Proceedings of the AAPM/ACR/SRE Symposium[C]．New York:American Institute of Physics,1982:183．

[9] NEMA Standard XR 5-1992,measurement of dimensions and properties of focal spots of diagnostic X-Ray tubes[S]．Rosslyn,Virginia:NEMA,1992．

[10] Roeck W W．"X-Ray source assembly acceptance testing" in specification,acceptance testing, and quality control of diagnostic x-ray imaging equipment[A]．Proceedings of the 1991 AAPM Summer School[C]．New York:American Institute of Physics,1992:205．

[11] Rossi R P,P P Lin,P L Rauch, et al．Performance specifications and acceptance testing for x-ray generators and automatic brightness control devices[R]．New York:American Institute of Physics,1985．

Quality Control Protocol of X-ray Diagnostic Systems

LI Zeng-you
Department of Equipment, Affiliated Hospital of Hebei University, Baoding Hebei 071002, China

The functions of X-ray diagnostic systems are being improved together with the development of modern science. However, despite the benefits brought by the new technologies, patients and medical personnel have to suffer from mulfunctionality of complex X-ray instruments. In 1977, the American Association of Physicists in Medicine published a quality control protocol, and made several improvements thereafter. In this paper, the author raised a protocol that is suitable for local hospital uses based on own experience and international publications.

X-ray diagnostic systems, X-ray tube, quality assurance

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.05.004

1674-1633(2013)05-0012-03