X射線攝影設(shè)備輸入功率測(cè)量方法探討

黃儀鋒，李詩，鄭志波，齊宏亮

（1.廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，廣東 廣州 510663；2.廣州華端科技有限公司，廣東 廣州 510530）

20世紀(jì)以來，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備發(fā)展迅猛，X射線攝影設(shè)備成為當(dāng)下各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)最常見的醫(yī)學(xué)診斷影像設(shè)備之一，在人體組織放射檢查中具有重大意義。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)X射線診斷設(shè)備的企業(yè)上百家，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，由于其在臨床應(yīng)用中的重要地位以及具有電離輻射危害的特殊性，每年的監(jiān)督抽驗(yàn)都會(huì)對(duì)X射線攝影設(shè)備進(jìn)行抽查，以保證醫(yī)務(wù)人員和病患的生命安全。

X射線攝影設(shè)備主要由高壓發(fā)生器、X射線源組件、影像探測(cè)器、攝影支架、圖像采集和處理工作站組成。在產(chǎn)生X射線的過程中，X射線攝影設(shè)備需要從網(wǎng)電源端獲取極大的電流，才能在短時(shí)間內(nèi)完成曝光，因此要求制造商設(shè)置適宜的額定輸入功率，方便醫(yī)院正確選擇恰當(dāng)?shù)墓╇婋娫矗苊庥捎趯?shí)際輸入功率過大而引起一些短路或火災(zāi)危險(xiǎn)。近幾年，輸入功率測(cè)試作為重點(diǎn)測(cè)試項(xiàng)目出現(xiàn)在監(jiān)督抽驗(yàn)中，且經(jīng)常發(fā)現(xiàn)測(cè)試不合格的產(chǎn)品。本文將探討X射線攝影設(shè)備輸入功率的具體測(cè)試，尋求最優(yōu)檢測(cè)方案。

1 輸入功率的定義

GB 9706.1-2007《醫(yī)用電氣設(shè)備 第1部分：安全通用要求》中對(duì)于輸入功率的要求：在額定電壓、穩(wěn)態(tài)工作溫度和制造商規(guī)定的工作設(shè)定時(shí)，設(shè)備的穩(wěn)態(tài)電流和功率輸入超出6.1j）要求標(biāo)出的標(biāo)稱值的值不應(yīng)大于：①輸入功率主要由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)引起的設(shè)備：額定輸入功率小于或等于100W或100VA時(shí)，+25%；額定輸入功率大于100W或100VA時(shí)，+15%。②其他設(shè)備：額定輸入功率小于或等于100W或100VA時(shí)，+15%；額定輸入功率大于100W或100VA時(shí)，+10%。臨床所使用的X射線攝影設(shè)備主要是適用上述中的b）條款，且輸入功率一般都大于100W或100VA，因此其輸入功率偏差應(yīng)不超過+10%。

由于X射線攝影設(shè)備需要在較短的時(shí)間內(nèi)完成曝光，一般加載時(shí)間在1s內(nèi)，在短時(shí)間加載中測(cè)試輸入功率，難度較大，且不易測(cè)試出最大輸入功率，常常導(dǎo)致制造商不能準(zhǔn)確標(biāo)示標(biāo)稱輸入功率?？紤]到短時(shí)間加載的特殊性，常見的普通鉗形電流表無法在低加載時(shí)間時(shí)獲取正確電流，因此本文選用TCP404XL型電流探頭配合MDO4034C型示波器進(jìn)行測(cè)試，通過不同的加載因素組合進(jìn)行以下對(duì)比試驗(yàn)。

2 對(duì)比試驗(yàn)的條件設(shè)定

本次對(duì)比試驗(yàn)中所使用X射線攝影設(shè)備采用了國(guó)內(nèi)某主流企業(yè)的產(chǎn)品，標(biāo)稱電功率為32kW。在進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)前，對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)并依次進(jìn)行了GB 9706.3-2000《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2部分：診斷X射線發(fā)生裝置的高壓發(fā)生器安全專用要求》中的50.102.2間歇方式下的線性和穩(wěn)定性以及50.103加載因素的準(zhǔn)確性等測(cè)試，保證了本次對(duì)比試驗(yàn)中所使用的X射線攝影設(shè)備具有穩(wěn)定和正確的輸出。

本次對(duì)比試驗(yàn)分為三組，均使用32kW的加載因素組合進(jìn)行曝光，其中第一組測(cè)試中管電壓、管電流組合為80kV，400mA；第二組測(cè)試中管電壓、管電流組合為100kV，320mA；第三組測(cè)試中管電壓、管電流組合為128kV，250mA。此外，每一組測(cè)試又分別使用100～400ms進(jìn)行測(cè)試。

3 對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可看出，雖然三組試驗(yàn)的高壓發(fā)生器輸出電功率均為32kW，但是，由于管電壓和管電流的不同組合，實(shí)際上各相線所測(cè)試出的電流值具有較大差異，其中在高管電壓、低管電流的加載因素組合條件下，所測(cè)試出的總輸入電功率較低；在低管電壓、高管電流的加載因素組合條件下，所測(cè)試出的輸入電功率較高。此規(guī)律在不同的加載時(shí)間條件下測(cè)試均成立。此外，在固定的管電壓、管電流組合下，選用不同的加載時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試出的輸入功率也有較小的差異，具體表現(xiàn)為：加載時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)試的輸入功率越低。

表1

4 結(jié)語

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)分析可知，在測(cè)試X射線攝影設(shè)備輸入功率項(xiàng)目時(shí)，檢驗(yàn)人員應(yīng)嘗試采用不同加載因素組合進(jìn)行測(cè)試，選用最大輸出電功率進(jìn)行曝光，其中應(yīng)盡量選用高管電流值的加載因素組合來進(jìn)行測(cè)試。

雖然一般X射線攝影設(shè)備均有最大電流時(shí)間積值的限制，即在管電流設(shè)置較高時(shí)，加載時(shí)間不能設(shè)置太高，但在上述測(cè)試中，我們也發(fā)現(xiàn)了輸入功率因加載時(shí)間的增加，輸入功率會(huì)略微降低，因此在檢驗(yàn)設(shè)備（電流探頭，電能分析儀等）能夠保證高精度和高采樣率的前提下，建議選用高管電流值的加載因素組合進(jìn)行X射線攝影設(shè)備的輸入功率測(cè)試，以保證測(cè)試出正常臨床使用中的輸入功率最大值。