不同附加滤过组合对球管负荷和辐射剂量的影响

朱纯生， 赵虹， 陈庆容， 张晶， 林晓锐

·影像技术学·

不同附加滤过组合对球管负荷和辐射剂量的影响

朱纯生， 赵虹， 陈庆容， 张晶， 林晓锐

目的：探讨不同附加滤过组合对球管负荷和辐射剂量的影响，旨在合理选择附加滤过组合，既能有效减少辐射剂量又不过分损耗X线球管。方法：以设备自带设定膝关节正位、腰椎正位和胸部正位摄影曝光模式，分别进行不同附加滤过组合[无附加滤过(A组)、2mm铝(B组)、0.1mm铜+2mm铝(C组)、0.2mm铜+2mm铝(D组)]对自制模体进行三组曝光，每组模式的曝光因子(除滤过组合外)相同，每个滤过组合进行5次曝光，记录每次曝光的曝光量(mAs)和剂量面积乘积(DAP)值，并进行统计学分析。结果：随着附加滤过厚度的增加，球管负荷随之增大；辐射剂量(DAP)随之减小；两两比较显示，球馆负荷(mAs值)D组>C组>B组>A组(P<0.001)，辐射剂量(DAP值)D组

放射摄影术； 附加滤过； 辐射剂量

X线球管窗口发出的射线是混合射线，其中低能(长波)部分不能穿透人体而直接被人体吸收，造成辐射损伤。利用附加滤过板能吸收低能射线，减少辐射危害，在胸部高仟伏摄影中得到广泛应用[1-3]，但是附加滤过有多种组合，多数是单一铝或者铜滤过板，而复合滤过的不同组合与球管负荷、辐射剂量之间关系的研究较少。本文旨在探讨不同附加滤过双球管负荷、辐射剂量的影响。

材料与方法

采用Philips digital diagnost数字摄影系统，43 cm×43 cm碘化铯平板探测器，像素尺寸143 μm，设备自带剂量监测系统，自制水膜。

选择日常工作中常见是具有代表性的摄影体位如膝关节正位、腰椎正位和胸部正位，运用设备自带设置模式分别进行模体3组曝光，每个摄影位体分别进行无附加滤过(A组)、2mm铝(B组)、0.1mm铜+1mm铝(C组)、0.2mm铜+2mm铝(D组)四个模式曝光，其他曝光因子不变，每个模式曝光5次。记录每次的曝光量(mAs)和剂量面积乘积(dose area product，DAP)

表1 不同附加滤过时球管负荷、辐射剂量值比较

注:括号内数值为与无附件滤过比较的变化值，-表示减少。

图1 无附加滤过的X线图像，曝光量为0.92mAs，DAP为0.747dGy·cm2。图2 B组X线图像，曝光量为1.18mAs，DAP为0.684dGy·cm2。 图3 C组X线图像，曝光量为1.21mAs，DAP为0.585dGy·cm2。 图4 D组X线图像，曝光量为1.41mAs，DAP为0.544dGy·cm2。

值。膝关节正位扫描参数：自制水模体(28 cm×19 cm×14 cm的泡沫盒子盛9 cm厚度水模体)，视野18 cm×25 cm，源片距( source-imgae distance,SID)110 cm，66 kV，S400+2,自动控制曝光 (automatic exposure control,AEC)，中间电离室。腰椎正位：水模加水至12 cm厚度，视野22 cm×25 cm，SID 110 cm，77 kV，S400+2，AEC曝光，中间电离室。胸部正位扫描参数：水模厚度19 cm，视野25 cm×30 cm，SID 80 cm，125 kV，S400+2，1AEC曝光，两侧及中间电离室。

记录每次实时曝光量和DAP值，并分析每组的曝光量及DAP值变化。

采用SPSS 13.0软件进行统计学分析，对各组滤过模式中的mAs和DAP值行单因素方差(ANOVA)分析，然后利用LSD法对各组间mAs、DAP值进行两两比较，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

随着附加滤过厚度的增加，球管负荷(曝光量)随之增大；辐射剂量(DAP)随之减小(表1)；球馆负荷mAs值D组>C组>B组>A组(P<0.001)；DAP值D组

2mm铝与0.1mm铜+1mm铝滤过比较：曝光量mAs较无附加滤过分别增加18.063%～24.185%和37.312%～48.369%；DAP较无附加滤过分别减少11.600%～30.844%和23.163%～45.675%，组间两两比较差异均有统计学意义P值均<0.001)，表明0.1mm铜较1mm铝滤过能力更强。

讨 论

由不同X线发生器产生的、供诊断和治疗用的X线，均为连续能谱的射线。当射线通过人体时，绝大部分低能光子停留在皮肤和表浅组织中，通过光电作用而被吸收，连续能谱射线中的低能成分不能穿过人体，对X线诊断不起任何作用，却大大增加了受检者皮肤和浅层组织的辐射剂量。为保护受检者和患者，减少低能射线，必须在X线机出口处增设滤线装置[4]。X线的过滤包括固有滤过和附加滤过，附加滤过常选择铝板或铜板，也可将两者复合使用。复合滤过板应按照原子序数由高到低，从X线管窗口由里向外进行排列，这样排列的原因是过滤板被X线照射后将产生一定强度的特征辐射、散射和电子，可增加患者的辐射剂量，按这样排列后，这些二次射线就会被外层原子序数低的过滤板吸收。铜的原子序数高，因此铜板面向X线管，即铜在里、铝在外。

本组研究显示，随着附加滤过厚度的增加，球管负荷随之增大；辐射剂量随之减小，这是因为厚的滤过板大量吸收低能软射线的同时，也吸收部分原发高能射线，在AEC自动曝光中，AEC系统接受的X量相应减少，通过信号控制反馈，使得球管需要增加负荷输出量以达到预先设置的密度值，当达到预先设置的密度值就发出X线停止信号，停止X线输出。所以，特别强调采用附加滤过会增加球管负荷的前提必须是AEC曝光。本组研究在胸部正位摄影中采用0.2mm铜+1mm铝滤过时曝光量增加50.071%，与文献报道胸部采用0.3mm铜滤过曝光量增加45.6%的结论较为接近[1]。但是在非高KV曝光中(膝关节和腰椎正位)，曝光量在2mm铝、0.1mm铜+1mm铝、0.2mm铜+1mm铝滤过时分别增加18.063%和24.185%、48.369%和39.918%、88.385%和69.546%。

DAP值随滤过板厚度增加而减小，0.2mm铜+2mm铝组合滤过效果最好。X线通过物质衰减时主要通过线性减弱系数和质量减弱系数进行衡量，衰减幅度与物质厚度和原子序数有关，所以用厚的滤过板更能吸收低能射线而降低辐射剂量，采用复合滤过比单纯使用铝板更能有效滤过软射线。相对而言，在高千伏胸部摄影中低能线更少，所以滤过效果并不十分显著，因此，在实际应用中选用0.1mm铜+1mm铝滤过板更合适。

从表1看出，通过比较B组(2mmAL)与C组(0.1mmCu+1mmAL)滤过板的差异，实际上可反映出1mmAL与0.1mmCu的差异，曝光量与DAP都有差异，说明铜的滤过能力比铝强，这是因为铜的原子序数更高，在非高仟伏摄影中滤过效果更显著，原因是非高仟伏摄影中低能射线更多。

由于条件限制，本文未将滤过能力与图像质量之间的关系进行研究，有研究表明，增加附加滤过不会影像图像质量[5]，我们采集一志愿者不同附加滤过的4幅胸部正位图像，主观判断图像质量无明显差异(图1～4)，客观评价将进一步深入研究。

综上所述，在实际工作中，虽然增加附加滤过会增大球管负荷，但可以大大降低患者的辐射剂量，必须加以重视。

[1] 王占宏，于薇，毕涛.胸部摄影附加滤过对辐射剂量的影响[J].中国医学影像学杂志，2012,20(2)：100-102.

[2] 黄光辉.滤过板对受检者X线防护中作用的研究[J].浙江临床医学，2005，7(3)：250-251.

[3] 章伟敏，丁文洪，王志康.胸部高仟伏摄影过滤方式与表面剂量相关性的试验研究[J].中华放射医学与防护杂志，2003，23(1)：55-56.

[4] 马延洪.X线物理与防护[M].北京：人民卫生出版社，1988：63-67.

[5] 赫英辉，邓振生，高凯.附加铝质滤过板对X线图像质量和患者吸收剂量的影像[J].第四军医大学学报，2006，27(11)：1002-1004.

The influence of different additional filtration assemblies on X-ray tube load and radiation dose

ZHU Chun-sheng,ZHAO Hong,CHEN Qing-rong,et al.

Department of Radiology,Zhuhai Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine，Guangdong 523000,China

Objective:The purpose of this study was to investigate the effect of different additional filtering on X-ray tube load and radiation dose in order to select a reasonable assembly that could effectively reduce the radiation and not increase excessive wear of X-ray tube.Methods:A-P radiography of knee joint,lumbar,and chest of self-made molds was performed based on the built-in settings of the diagnostic X-ray source device by adding different filtering assemblies,0Al,2mmAl,0.1mmCu+2mmAl,and 0.2mmCu+2mmAl with other exposure parameters unchanged.A total of 5 exposures were performed under each assembly.The mAs and DPA value of each exposure were documented for statistical analysis.Results:With the increase of additional filtration thickness the tube load (mAs value) increased by 18.063%～88.385% and the radiation dose (DAP value) reduced by 11.600%～55.407%.The results of single factor analysis of variance and pairwise comparison showed that the tube load (mAs value) was 0.2mmCu+1mmAl>0.1mmCu+1mmAl>2mmAl>0Al (P<0.001);the amount of radiation (DAP value) was 0.2mmCu+1mmAl<0.1mmCu+1mmAl<2mmAl (P<0.001).The result of contrast analysis of 0.1mmCu+1mmAl and 2mmAl indicated that the 0.1mmCu was better than 1mmAl in filter capacity (P<0.001).Conclusion:Additional filtration must be selected by users in radiography.The assembly of 0.2mmCu+2mmAl is of the best filtration effect.It can minimize the radiation dose but the wear is also noticeable,which provides as an alternative in practical work.

Radiography; Additional filtration; Radiation dose

519000 广东，珠海市中西医结合医院,南方医科大学附属珠海医院影像科(朱纯生、赵虹、陈庆容、张晶、林晓锐)

朱纯生(1974-)，男，湖北人，副主任技师，主要从事影像技术工作。

赵虹，E-mail：zhaohong.mda@163.com

R814.2

A

1000-0313(2017)05-0526-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.05.020

2016-04-25

2016-08-12)