醫(yī)用診斷X輻射源射線質(zhì)的檢定方法

柳歷波 / 泉州市計(jì)量所

醫(yī)用診斷X輻射源射線質(zhì)的檢定方法

柳歷波 / 泉州市計(jì)量所

0 引言

X射線質(zhì)（半值層）是指一束X射線的空氣比釋動能減弱到其初始值一半所需的吸收材料（通常為Al、Cu等）的厚度，它直觀反映了X射線束的穿透能力，是醫(yī)用X輻射源的重要性能指標(biāo)。但在實(shí)際應(yīng)用中，有關(guān)國家計(jì)量檢定規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）只對輻射質(zhì)的最小限值作出規(guī)定，而未對輻射質(zhì)的計(jì)算方法作明確說明。而且，隨著X輻射源信息化、自動化程度不斷提高，廣大計(jì)量檢定人員在全自動X輻射源和口腔全景X射線輻射源上如何進(jìn)行半值層檢定存在困惑。本文根據(jù)X射線的衰減原理，介紹如何進(jìn)行半值層計(jì)算，以及全自動X輻射源和全景牙科X射線輻射源半值層檢定的方法。

1 半值層檢定方法選取

目前半值層檢定的方法主要有直接測量法、計(jì)算法和作圖法三種。三種方法各有優(yōu)劣，實(shí)際工作時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選擇。

1.1 直接測量法

按規(guī)程要求設(shè)定好條件，曝光后，分別測量未加過濾片的空氣比釋動能率K0和加規(guī)程要求管電壓下可允許的最小半值層厚度過濾片的空氣比釋動能率，當(dāng)時(shí)則表明該X輻射源的半值層大于規(guī)程規(guī)定最小半值層，結(jié)果為合格；否則說明半值層小于規(guī)程規(guī)定的最小半值層，結(jié)果為不合格。

該方法測量簡單、方便，能快速確定X射線機(jī)在某一狀態(tài)下的半值層是否符合規(guī)程要求，但是不能給出測量數(shù)據(jù)。因此，建議在后續(xù)檢定或使用中檢查等不需半值層數(shù)值的時(shí)候使用此方法。

1.2 計(jì)算法

X射線質(zhì)的表述應(yīng)該是某一管電壓下X射線的半值層（某種材料的厚度）。

根據(jù)X射線束在物質(zhì)中的衰減規(guī)律可知：

式中：Ki—加厚度為di過濾片時(shí)的X射線空氣比釋動能率；

K0—未加過濾片時(shí)的X射線空氣比釋動能率；

u—X射線的衰減系數(shù)；

di—過濾片的厚度

取厚度分別為d1、d2、d3、d4、d5的標(biāo)準(zhǔn)過濾片，分別測得加與不加過濾片的空氣比釋動能率，并計(jì)算出u1、u2、u3、u4、u5和，結(jié)果如表1所示。

表1 半值層計(jì)算過程表

1.3 作圖法

按要求測得不加過濾片與加不同厚度過濾片的空氣比釋動能率，結(jié)果如表2所示。按表2數(shù)值作坐標(biāo)圖（圖1），并由坐標(biāo)圖求出。該方法相對簡單，而且結(jié)果直觀，但是所讀取的結(jié)果誤差相對較大，建議在儀器調(diào)修過程及調(diào)修后的檢定時(shí)使用此方法。

表2 不同厚度過濾片測得的空氣比釋動能率

圖1 半值層測量坐標(biāo)示意圖

2 檢定常見問題及解決辦法

2.1 全自動X射線機(jī)曝光條件的設(shè)定

全自動X射線機(jī)是根據(jù)其感應(yīng)到的照射對象密度、厚度來自動調(diào)整曝光條件。因此，用常規(guī)的檢定方法檢定半值層經(jīng)常遇到曝光條件達(dá)不到規(guī)程要求以及加過濾片與不加過濾片前后曝光條件不一致的問題。遇到這種情況應(yīng)先檢查X射線機(jī)是否處于自動曝光模式。若是，應(yīng)按下AEC鍵使其處于手動工作模式，這樣就可以自由調(diào)節(jié)kV值了。如果kV值只能自動設(shè)置，可使用模體（如自制一個(gè)水袋），通過模體（水袋）來調(diào)節(jié)X射線機(jī)的感應(yīng)條件，使其感應(yīng)到的曝光條件符合規(guī)程要求。檢定時(shí)把水袋放在探測器后面，然后在探測器和水袋之間放上過濾片（如圖2所示），曝光測得不加過濾片時(shí)的空氣比釋動能率。然后將過濾片移至探測器和球管焦點(diǎn)中間，并不改變水袋的厚度（如圖3所示），曝光測得加過濾片時(shí)的空氣比釋動能率。

用上述三種檢定方法中的一種求出半值層。

圖2 射線未經(jīng)過濾時(shí)的半值層測量示意圖

圖3 射線經(jīng)過濾片時(shí)的半值層測量示意圖

2.2 全景牙科X射線輻射源半值層檢定方法

全景牙科X射線輻射源的工作模式是通過旋轉(zhuǎn)掃描。為了保障在工作條件下進(jìn)行半值層檢定，并解決部分無靜態(tài)模式掃描功能的X射線輻射源的半值層檢定難題，在檢定全景牙科X射線輻射源時(shí)需制作過濾片支架。支架一端固定在影像探測器上，另一端放置過濾片，當(dāng)球管、探測器旋轉(zhuǎn)時(shí)過濾片能同時(shí)、同角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而保證旋轉(zhuǎn)掃描時(shí)所有射線均經(jīng)過濾片過濾。

3 結(jié)語

隨著X射線輻射源使用領(lǐng)域、使用范圍不斷擴(kuò)大，以及自動化、信息化程度的不斷提升，在半值層檢定過程中應(yīng)不斷總結(jié)檢定方法，有效保證檢定工作順利實(shí)施，更好地為我國醫(yī)療事業(yè)的健康發(fā)展提供服務(wù)，為構(gòu)建和諧社會創(chuàng)造條件。

[1]全國電離輻射計(jì)量技術(shù)委員會.JJG 744-2004[S].北京：中國計(jì)量出版社，2004.

[2]全國電離輻射計(jì)量技術(shù)委員會.JJG 1078-2012[S].北京：中國計(jì)量出版社，2012.

[3]全國電離輻射計(jì)量技術(shù)委員會.JJG 1101-2014[S].北京：中國計(jì)量出版社，2014.

[4]趙勇.曲線擬合法計(jì)算X射線半值層的探討[J].中國計(jì)量2015，02：103-105.