医用X射线设备质量控制方法研究

林和文 谢少玲 张志芳 许新建 毛坤剑

目前，医用X射线设备在众多的诊断治疗中起着不可或缺的作用，与此同时也伴随着辐射危害的危险[1]。受检者在每一次诊断过程中所受到的照射剂量及照射时间长短等都关系到受检者和医学影像科工作人员的生命安全。总后勤部卫生部2011年出台的医用诊断X射线设备质量检测技术规范中明确了医用诊断X射线设备应用质量检测的项目、技术要求及检测方法[2]。按照国家质量监督检验检疫总局发布的国家标准GB/T 11755.1-11755.2-1989“医用诊断X射线机管电压和管电流测试方法”、GB/T 11757-1989“医用诊断X射线机曝光时间测试方法”以及“电离辐射防护和辐射源安全的基本标准”的技术要求，本研究对解放军第174医院X射线设备进行周期检测、验收检测和维修后检测，了解X射线诊断检测致患者的有效剂量，对受检者的防护和诊断检查中的质量保证进行数据分析和研究，为医用X射线诊断中对患者防护应遵循的基本原则提供实验数据[3]。

1 X射线设备质量检测方案

1.1 检测项目

根据医院的具体情况和检测设备配备条件，X射线设备质量控制检测项目主要包括管电压、曝光时间、空间分辨力、辐射输出的线性、辐射输出的重复性等，其技术要求见表1。

表1 X射线摄影设备检测项目与技术要求

1.2 检测方法

采用奥利科X射线检测装置(型号B-Piranha557)对数字X射线摄影(digit radiography，DR)、X射线计算机断层成像(computed tomography，CT)、数字减影血管造影技术(DSA)等医用X射线设备进行检测实验和数据对比分析，并对各设备的运行参数进行风险评估。

1.2.1 DR和移动式X射线机检测方法

(1)测量辐射输出的线性。对于诊断X射线机，如果其高压发生器标称X射线管电压≥100 kV时，将X射线管电压调至100 kV，其高压发生器标称X射线管电压＜100 kV时，将X射线管电压调至常规的工作电压，选择辐射时间、X射线管电流或电流时间积的任意连续两档，或者当预选是连续的，加载因素的预选值之比≤2的任意两档。测量时，将探测器放置于射束野的中心，每档测量3次，取其平均值，通过计算得出其线性。

(2)测量辐射的重复性，只要在常规的条件下，连续曝光10次，10次曝光需在1 h内完成，通过计算得出其重复性[4]。

(3)测量曝光时间。将探测器置于X射线照射野中心，射线束轴线与探测器截面垂直，选择常用的5个测量点，分别为50 ms、100 ms、200 ms、300 ms和400 ms，每个点重复测量3次，取其平均值[5]。

1.2.2 CT检测方法

按照医用诊断X射线设备质量检测技术规范的要求，CT设备主要对剂量率、CT值、高分辨率、低分辨率以及层厚等参数进行测量。

(1)剂量率测量。将插有电离室的水模体进行中间定位，电离室通过偏压模块连接探测器，水模上方有5个孔，在每一次测量中电离室分别放置5个孔上进行测量5次，而每一次的测量中，采用的条件为管电压120 kV，管电流250 mA，设置每一层为8 mm，每次轴扫一层的模式进行扫描。其连接如图1所示。

图1 X射线检测装置与体模连接图

(2)CT值、高分辨率、低分辨率以及层厚测量。主要测量水模的CT值层，高分辨率层、低分辨率层以及层厚，其水模指示层如图2所示。

综上，首先我们应当以长远的眼光，在追求经济利益的同时，注重环境的保护，以科研院所为主要依托，充分发挥知识经济的坚实后盾作用，将产学研链条有机结合起来，推进产业的转型升级，以消耗更少的资源，以造成更少的环境破坏和污染，来获得更大的经济效益，从而促进整体经济又好又快发展。

测试水模时，采用管电压120 kV、管电流250 ms的常规条件下，层厚为8 mm，每次轴扫一层的模式进行扫描，其操作如图3所示。

图2 水模测试指示图

图3 水模扫描示意图

1.2.3 DSA检测方法

按照数字减影血管造影技术(digital subtraction angiography，DSA)设备质量检测规范的技术要求，主要对DSA的剂量率进行测量。将探测器置于X射线照射野的中心，选择最大的照射野，最小的焦皮距，探测器的中心轴与射线束垂直，并放置于与影像探测器输入面距离为30 cm的位置。在自动控制方式下，采用最大帧数最大视野和最大帧数脉冲透视或连续透视的条件下进行测量，重复测量3次，取其平均值[6]。

2 数据计算和结果分析

2.1 DR检测数据计算及结果分析

采用相对偏差§kv表示管电压的误差，§mA表示管电流的误差，§t表示曝光时间的误差，其计算为公式1：

式中V为管电压预置值；V0为管电压实测值的平均值；I为管电流预置值；I0为管电流实测值的平均值；T为管电压预置值；T0为管电压实测值的平均值。

辐射输出的线性用L表示，重复性用S表示，其计算为公式2：

式中K1和K2为两档的空气比释动能测量平均值；Q1和Q2为两档预置的电流时间积(mAs)值；Ki为单次曝光的输出量；K为n次曝光的平均值；n为曝光次数[7]。

分别对医院的5台DR设备进行检测，日常主要对其管电压、曝光时间、辐射输出的线性以及辐射输出的重复性进行测试，且全部符合使用标准，其测试结果见表2。

检测结果显示，DR设备的各项性能随着使用年限的增加而有所下降，其中比较明显的是管电压、辐射输出的线性和重复性，曝光时间一般影响不大。型号为DR7500的DR主要用于体检，因此使用率较小，各项参数下降比较缓慢。因此，在日常的DR质量控制中，应加强对使用年限较长和使用频率较高的DR进行检测和维护保养，及时了解其运行参数，保障设备的安全运行。

2.2 CT与DSA参数数据计算及结果分析

2.2.1 CT参数计算与结果

CT剂量率的计算通过加权的方式，用M表示，其计算为公式3：

式中M为CT剂量率；M1为电离室放在中间时所测的剂量率；M 为电离室放在左上方、左下方、右上方以及右下方时所测的平均剂量率。

水模测试：①扫描第一层为测量CT值，用Mean表示，分别采集图像的中间、左上方、左下方、右上方以及右下方的CT值，取其平均值；②扫描第二层为测低分辨率，测量扫描图像的CT值，定义新的窗宽窗位，并根据新的窗宽窗位条件下查看代表低分辨率的点数[8-9]；③扫描第三层为测高分辨率，窗宽取1，窗位慢慢上调，至观看四条线对最清晰时为止，查看能否看清四条线对的个数；④扫描第四层为测层厚，窗宽取1，根据CT值和测量线消失时的窗位定义新的窗位。再根据新的窗位测量线的长度(L)，设备的层厚为0.42×L[10-11]。

表2 DR设备各项参数测试结果

分别对医院的2台16排CT和1台320排CT进行检测，测试结果显示，影响CT的剂量率大小不仅是曝光条件的选择，还包括设备本身探测器的个数，在同等曝光条件下，320排CT比16排CT的剂量小很多。在测量CT值、高分辨率、低分辨率以及层厚时，对水膜的准确定位、扫描层厚的选择、扫描视野的选择、窗宽窗位的选择等都会给所测结果造成较大的影响[12-14]。因此，在CT扫描过程中，对患者的准确定位及选择合适的计划有助于减少患者的辐射。在平时维护过程中，及时关注球管的曝光次数、CT值和探测器等参数的校正，确保设备稳定的运行。

2.2.2 DSA参数计算与结果

DSA剂量率用M表示，则计算为公式4：

式中M为DSA剂量率；M1为第一次所测剂量率；M2为第二次所测剂量率；M3为第三次所测剂量率。

分别对医院2台DSA设备进行检测，在测量剂量率时，选择最大视野和最大帧数脉冲透视或者连续透视的条件，其检测结果均符合设备的运行标准。其中，影响剂量率的主要为曝光条件的选择，在设备使用过程中，正确的选择曝光条件可以减少医务人员和患者的辐射。在设备维护过程中，主要查看球管的曝光次数、球管冷却系统的维护、曝光参数的校正等，才能确保设备稳定和精确的运行[15]。

3 结语

医用X射线设备质量控制贯穿于设备从购买到报废的全生命过程，由此，要时刻关注设备的运行状态，通过对设备的各项参数进行针对性的检测和数据分析，对其存在的问题结合实践经验进行安全有效的质量评估，为医务人员的操作提供指导意义。对于影响临床使用的设备其他因素，本研究将进一步研究测试，以期为临床应用提供更多参考依据[16]。

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