不同附加濾過組合對球管負荷和輻射劑量的影響

朱純生， 趙虹， 陳慶容， 張晶， 林曉銳

·影像技術(shù)學·

不同附加濾過組合對球管負荷和輻射劑量的影響

朱純生， 趙虹， 陳慶容， 張晶， 林曉銳

目的：探討不同附加濾過組合對球管負荷和輻射劑量的影響，旨在合理選擇附加濾過組合，既能有效減少輻射劑量又不過分損耗X線球管。方法：以設備自帶設定膝關(guān)節(jié)正位、腰椎正位和胸部正位攝影曝光模式，分別進行不同附加濾過組合[無附加濾過(A組)、2mm鋁(B組)、0.1mm銅+2mm鋁(C組)、0.2mm銅+2mm鋁(D組)]對自制模體進行三組曝光，每組模式的曝光因子(除濾過組合外)相同，每個濾過組合進行5次曝光，記錄每次曝光的曝光量(mAs)和劑量面積乘積(DAP)值，并進行統(tǒng)計學分析。結(jié)果：隨著附加濾過厚度的增加，球管負荷隨之增大；輻射劑量(DAP)隨之減小；兩兩比較顯示，球館負荷(mAs值)D組>C組>B組>A組(P<0.001)，輻射劑量(DAP值)D組

放射攝影術(shù)； 附加濾過； 輻射劑量

X線球管窗口發(fā)出的射線是混合射線，其中低能(長波)部分不能穿透人體而直接被人體吸收，造成輻射損傷。利用附加濾過板能吸收低能射線，減少輻射危害，在胸部高仟伏攝影中得到廣泛應用[1-3]，但是附加濾過有多種組合，多數(shù)是單一鋁或者銅濾過板，而復合濾過的不同組合與球管負荷、輻射劑量之間關(guān)系的研究較少。本文旨在探討不同附加濾過雙球管負荷、輻射劑量的影響。

材料與方法

采用Philips digital diagnost數(shù)字攝影系統(tǒng)，43 cm×43 cm碘化銫平板探測器，像素尺寸143 μm，設備自帶劑量監(jiān)測系統(tǒng)，自制水膜。

選擇日常工作中常見是具有代表性的攝影體位如膝關(guān)節(jié)正位、腰椎正位和胸部正位，運用設備自帶設置模式分別進行模體3組曝光，每個攝影位體分別進行無附加濾過(A組)、2mm鋁(B組)、0.1mm銅+1mm鋁(C組)、0.2mm銅+2mm鋁(D組)四個模式曝光，其他曝光因子不變，每個模式曝光5次。記錄每次的曝光量(mAs)和劑量面積乘積(dose area product，DAP)

表1 不同附加濾過時球管負荷、輻射劑量值比較

注:括號內(nèi)數(shù)值為與無附件濾過比較的變化值，-表示減少。

圖1 無附加濾過的X線圖像，曝光量為0.92mAs，DAP為0.747dGy·cm2。圖2 B組X線圖像，曝光量為1.18mAs，DAP為0.684dGy·cm2。 圖3 C組X線圖像，曝光量為1.21mAs，DAP為0.585dGy·cm2。 圖4 D組X線圖像，曝光量為1.41mAs，DAP為0.544dGy·cm2。

值。膝關(guān)節(jié)正位掃描參數(shù)：自制水模體(28 cm×19 cm×14 cm的泡沫盒子盛9 cm厚度水模體)，視野18 cm×25 cm，源片距( source-imgae distance,SID)110 cm，66 kV，S400+2,自動控制曝光 (automatic exposure control,AEC)，中間電離室。腰椎正位：水模加水至12 cm厚度，視野22 cm×25 cm，SID 110 cm，77 kV，S400+2，AEC曝光，中間電離室。胸部正位掃描參數(shù)：水模厚度19 cm，視野25 cm×30 cm，SID 80 cm，125 kV，S400+2，1AEC曝光，兩側(cè)及中間電離室。

記錄每次實時曝光量和DAP值，并分析每組的曝光量及DAP值變化。

采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計學分析，對各組濾過模式中的mAs和DAP值行單因素方差(ANOVA)分析，然后利用LSD法對各組間mAs、DAP值進行兩兩比較，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

隨著附加濾過厚度的增加，球管負荷(曝光量)隨之增大；輻射劑量(DAP)隨之減小(表1)；球館負荷mAs值D組>C組>B組>A組(P<0.001)；DAP值D組

2mm鋁與0.1mm銅+1mm鋁濾過比較：曝光量mAs較無附加濾過分別增加18.063%～24.185%和37.312%～48.369%；DAP較無附加濾過分別減少11.600%～30.844%和23.163%～45.675%，組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義P值均<0.001)，表明0.1mm銅較1mm鋁濾過能力更強。

討 論

由不同X線發(fā)生器產(chǎn)生的、供診斷和治療用的X線，均為連續(xù)能譜的射線。當射線通過人體時，絕大部分低能光子停留在皮膚和表淺組織中，通過光電作用而被吸收，連續(xù)能譜射線中的低能成分不能穿過人體，對X線診斷不起任何作用，卻大大增加了受檢者皮膚和淺層組織的輻射劑量。為保護受檢者和患者，減少低能射線，必須在X線機出口處增設濾線裝置[4]。X線的過濾包括固有濾過和附加濾過，附加濾過常選擇鋁板或銅板，也可將兩者復合使用。復合濾過板應按照原子序數(shù)由高到低，從X線管窗口由里向外進行排列，這樣排列的原因是過濾板被X線照射后將產(chǎn)生一定強度的特征輻射、散射和電子，可增加患者的輻射劑量，按這樣排列后，這些二次射線就會被外層原子序數(shù)低的過濾板吸收。銅的原子序數(shù)高，因此銅板面向X線管，即銅在里、鋁在外。

本組研究顯示，隨著附加濾過厚度的增加，球管負荷隨之增大；輻射劑量隨之減小，這是因為厚的濾過板大量吸收低能軟射線的同時，也吸收部分原發(fā)高能射線，在AEC自動曝光中，AEC系統(tǒng)接受的X量相應減少，通過信號控制反饋，使得球管需要增加負荷輸出量以達到預先設置的密度值，當達到預先設置的密度值就發(fā)出X線停止信號，停止X線輸出。所以，特別強調(diào)采用附加濾過會增加球管負荷的前提必須是AEC曝光。本組研究在胸部正位攝影中采用0.2mm銅+1mm鋁濾過時曝光量增加50.071%，與文獻報道胸部采用0.3mm銅濾過曝光量增加45.6%的結(jié)論較為接近[1]。但是在非高KV曝光中(膝關(guān)節(jié)和腰椎正位)，曝光量在2mm鋁、0.1mm銅+1mm鋁、0.2mm銅+1mm鋁濾過時分別增加18.063%和24.185%、48.369%和39.918%、88.385%和69.546%。

DAP值隨濾過板厚度增加而減小，0.2mm銅+2mm鋁組合濾過效果最好。X線通過物質(zhì)衰減時主要通過線性減弱系數(shù)和質(zhì)量減弱系數(shù)進行衡量，衰減幅度與物質(zhì)厚度和原子序數(shù)有關(guān)，所以用厚的濾過板更能吸收低能射線而降低輻射劑量，采用復合濾過比單純使用鋁板更能有效濾過軟射線。相對而言，在高千伏胸部攝影中低能線更少，所以濾過效果并不十分顯著，因此，在實際應用中選用0.1mm銅+1mm鋁濾過板更合適。

從表1看出，通過比較B組(2mmAL)與C組(0.1mmCu+1mmAL)濾過板的差異，實際上可反映出1mmAL與0.1mmCu的差異，曝光量與DAP都有差異，說明銅的濾過能力比鋁強，這是因為銅的原子序數(shù)更高，在非高仟伏攝影中濾過效果更顯著，原因是非高仟伏攝影中低能射線更多。

由于條件限制，本文未將濾過能力與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系進行研究，有研究表明，增加附加濾過不會影像圖像質(zhì)量[5]，我們采集一志愿者不同附加濾過的4幅胸部正位圖像，主觀判斷圖像質(zhì)量無明顯差異(圖1～4)，客觀評價將進一步深入研究。

綜上所述，在實際工作中，雖然增加附加濾過會增大球管負荷，但可以大大降低患者的輻射劑量，必須加以重視。

[1] 王占宏，于薇，畢濤.胸部攝影附加濾過對輻射劑量的影響[J].中國醫(yī)學影像學雜志，2012,20(2)：100-102.

[2] 黃光輝.濾過板對受檢者X線防護中作用的研究[J].浙江臨床醫(yī)學，2005，7(3)：250-251.

[3] 章偉敏，丁文洪，王志康.胸部高仟伏攝影過濾方式與表面劑量相關(guān)性的試驗研究[J].中華放射醫(yī)學與防護雜志，2003，23(1)：55-56.

[4] 馬延洪.X線物理與防護[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1988：63-67.

[5] 赫英輝，鄧振生，高凱.附加鋁質(zhì)濾過板對X線圖像質(zhì)量和患者吸收劑量的影像[J].第四軍醫(yī)大學學報，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 廣東，珠海市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院,南方醫(yī)科大學附屬珠海醫(yī)院影像科(朱純生、趙虹、陳慶容、張晶、林曉銳)

朱純生(1974-)，男，湖北人，副主任技師，主要從事影像技術(shù)工作。

趙虹，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)