医用诊断X辐射源射线质的检定方法

2015-01-03柳历波泉州市计量所

上海计量测试 2015年4期

柳历波 / 泉州市计量所

医用诊断X辐射源射线质的检定方法

柳历波 / 泉州市计量所

0 引言

X射线质（半值层）是指一束X射线的空气比释动能减弱到其初始值一半所需的吸收材料（通常为Al、Cu等）的厚度，它直观反映了X射线束的穿透能力，是医用X辐射源的重要性能指标。但在实际应用中，有关国家计量检定规程（以下简称规程）只对辐射质的最小限值作出规定，而未对辐射质的计算方法作明确说明。而且，随着X辐射源信息化、自动化程度不断提高，广大计量检定人员在全自动X辐射源和口腔全景X射线辐射源上如何进行半值层检定存在困惑。本文根据X射线的衰减原理，介绍如何进行半值层计算，以及全自动X辐射源和全景牙科X射线辐射源半值层检定的方法。

1 半值层检定方法选取

目前半值层检定的方法主要有直接测量法、计算法和作图法三种。三种方法各有优劣，实际工作时应根据需要选择。

1.1 直接测量法

按规程要求设定好条件，曝光后，分别测量未加过滤片的空气比释动能率K0和加规程要求管电压下可允许的最小半值层厚度过滤片的空气比释动能率，当时则表明该X辐射源的半值层大于规程规定最小半值层，结果为合格；否则说明半值层小于规程规定的最小半值层，结果为不合格。

该方法测量简单、方便，能快速确定X射线机在某一状态下的半值层是否符合规程要求，但是不能给出测量数据。因此，建议在后续检定或使用中检查等不需半值层数值的时候使用此方法。

1.2 计算法

X射线质的表述应该是某一管电压下X射线的半值层（某种材料的厚度）。

根据X射线束在物质中的衰减规律可知：

式中：Ki—加厚度为di过滤片时的X射线空气比释动能率；

K0—未加过滤片时的X射线空气比释动能率；

u—X射线的衰减系数；

di—过滤片的厚度

取厚度分别为d1、d2、d3、d4、d5的标准过滤片，分别测得加与不加过滤片的空气比释动能率，并计算出u1、u2、u3、u4、u5和，结果如表1所示。

表1 半值层计算过程表

1.3 作图法

按要求测得不加过滤片与加不同厚度过滤片的空气比释动能率，结果如表2所示。按表2数值作坐标图（图1），并由坐标图求出。该方法相对简单，而且结果直观，但是所读取的结果误差相对较大，建议在仪器调修过程及调修后的检定时使用此方法。

表2 不同厚度过滤片测得的空气比释动能率

图1 半值层测量坐标示意图

2 检定常见问题及解决办法

2.1 全自动X射线机曝光条件的设定

全自动X射线机是根据其感应到的照射对象密度、厚度来自动调整曝光条件。因此，用常规的检定方法检定半值层经常遇到曝光条件达不到规程要求以及加过滤片与不加过滤片前后曝光条件不一致的问题。遇到这种情况应先检查X射线机是否处于自动曝光模式。若是，应按下AEC键使其处于手动工作模式，这样就可以自由调节kV值了。如果kV值只能自动设置，可使用模体（如自制一个水袋），通过模体（水袋）来调节X射线机的感应条件，使其感应到的曝光条件符合规程要求。检定时把水袋放在探测器后面，然后在探测器和水袋之间放上过滤片（如图2所示），曝光测得不加过滤片时的空气比释动能率。然后将过滤片移至探测器和球管焦点中间，并不改变水袋的厚度（如图3所示），曝光测得加过滤片时的空气比释动能率。

用上述三种检定方法中的一种求出半值层。

图2 射线未经过滤时的半值层测量示意图

图3 射线经过滤片时的半值层测量示意图

2.2 全景牙科X射线辐射源半值层检定方法

全景牙科X射线辐射源的工作模式是通过旋转扫描。为了保障在工作条件下进行半值层检定，并解决部分无静态模式扫描功能的X射线辐射源的半值层检定难题，在检定全景牙科X射线辐射源时需制作过滤片支架。支架一端固定在影像探测器上，另一端放置过滤片，当球管、探测器旋转时过滤片能同时、同角度进行旋转，从而保证旋转扫描时所有射线均经过滤片过滤。