醫用數字攝影系統X射線輻射源檢定意義及方法

● 大同市質量技術監督檢驗測試所 閆聞

醫用數字攝影系統已經成為疾病診斷的重要設備之一，其計量參數是否準確可靠，直接關系著患者的治療效果。醫用數字攝影系統的計量檢定越來越受到醫院、計量管理部門及公眾的重視，通過對醫用數字攝影系統實施定期的計量檢定，可以及時了解系統的性能狀況，確保其各項計量參數的準確性。下面，依照JJG1078-2012《醫用數字攝影（CR、DR）系統X射線輻射源檢定規程》對CR、DR各檢定項目意義及方法做一介紹。

醫用數字攝影(CR、DR)系統介紹

CR為計算機X線攝影（ComputedRadiography，簡稱CR），其工作原理是在普通X射線機上，用影像板(IP)代替膠片記錄X線影像，通過激光掃描裝置使存儲信號轉換成光信號，再用光電倍增管轉換為電信號，然后經A/D轉換后，輸入計算機處理，成為高質量的數字圖像。與傳統的X線機相比，它脫離了人工沖洗膠片的模式，由IP板記錄產生圖像。CR是傳統X線機的升級，其除了與傳統的X線機機械部分相同外，主要區別是在成像部分應用了IP影像板，實現了圖像的數字化。

DR為數字X射線攝影（DigitalRadiography，簡稱DR），是用數字影像探測器作為載體來記錄X線影像的，與CR裝置相比，雖然都是替代了傳統的屏膠系統，但是成像原理完全不同，DR較CR成像更為清晰，其原因是由于數字影像探測器較IP板在圖像信息采集方面更加完整。DR是計算機數字圖像處理技術與X射線放射技術相結合而形成的一種先進的X線攝影技術，它在原有的診斷X線機直接膠片成像的基礎上，通過A/D轉換和D/A轉換，進行實時圖像數字處理，進而使圖像實現了數字化。

醫用數字攝影系統檢定意義及方法

根據CR、DR系統設備的特性，確定9個檢定項目：輻射輸出的空氣比釋動能、輻射輸出的重復性、輻射輸出的質、空間分辨力、低對比度分辨力、影像均勻性、光野與照射野一致性、有效焦點尺寸、X射線管電壓。

1.CR、DR系統輻射輸出的空氣比釋動能、輻射輸出的重復性、輻射輸出的質、X射線管電壓的檢定意義及方法

醫用數字攝影系統的推廣與應用提高了臨床醫學診斷水平，但隨之可能對受檢查者增加一定的電離輻射風險，必須合理控制受檢者的醫療輻射劑量。雖然CR、DR攝影系統的輻射劑量比傳統X光機降低很多，但是隨著醫用影像學檢查頻率的上升更要重視累積劑量，因此應該及時、準確地掌握設備的輻射劑量，減少X射線對人體的傷害，從而使受檢者接受合理、安全的輻射劑量，為臨床診斷提供準確、可靠的影像數據。X射線管的管電壓變化決定著X射線輻射輸出的質，從而影響影像的對比度和黑化度。管電壓的精確測量，能夠確保X射線的穿透性和成像質量。醫用數字攝影系統的空氣比釋動能、輻射輸出的質和重復性直接影響著影像的質量。

CR、DR系統輻射輸出的空氣比釋動能、輻射輸出的重復性、輻射輸出的質、X射線管電壓的檢定方法：專用X射線輻射源檢測裝置的基本構成包括多功能探頭、鉗表式mAs探頭和帶藍牙技術的掌上電腦。將探測器置于X射線照射野的中心，選最大照射野，通電后建立起多功能探頭、鉗形表和掌上電腦的無線通信，在掌上電腦中選擇所測機型的參數，通常有X射線管電壓（kVp）、曝光時間（ms）、劑量（mGy）、劑量率（mGy/s）、毫安秒（mAs）、管電流（mA）、半值層（HVL）等，以上都是實時的測量模式。設置焦點到探測器中心的距離為100cm，選管電壓70kv，10mAs條件下曝光，重復測量3次。掌上電腦可以實時測出輻射輸出的空氣比釋動能、輻射輸出的重復性、輻射輸出的質、X射線管電壓。

2.CR、DR系統空間分辨力、低對比度分辨力、影像均勻性檢定意義及方法

由于影像是醫用數字攝影系統的最終目的，其影像質量隨著技術的不斷發展而不斷提高，所以影像質量是計量檢定的重點?？臻g分辨力、低對比度分辨力、影像均勻性3個影像質量參數比較直觀、全面地反映了CR、DR攝影系統的影像質量。

（1）空間分辨力反映了系統在高對比條件下所能分辨相鄰兩個物體的能力?？臻g分辨力與IP板或探測器的幾何尺寸、像素排布、圖像軟件有關，也與管球、IP板或探測器的老化程度密切相關。CR系統空間分辨力的檢定方法：將IP板放置在照射野中，射線束與IP板表面垂直。選常用規格的IP板，將分辨力測試卡放置在IP板中間區，再將衰減模體放置于照射野中，并覆蓋整個照射野。設置SID為100cm或180cm，選取管電壓為70kV或80kV，用適當的mAs曝光，曝光后將IP板在影像讀出器上掃描顯像，直接讀取可分辨的線對值。DR系統空間分辨力的檢定方法：調整影像探測器輸入面與射線束垂直。將分辨力測試卡放置在照射野中心位置，再將衰減模體放置于照射野中，并覆蓋整個照射野。設置SID為100cm或180cm，選取管電壓為70kV或80kV，用適當的mAs曝光，調節窗寬與窗位，使顯示影像最佳，在顯示器上直接讀取可分辨的線對值。

（2）低對比度分辨力反映了系統從均勻背景中分辨規定的對比度形狀和面積的低對比度物體的能力?？梢杂脕碓u定系統在低對比度下分辨尺寸微小細節的能力。CR的低對比度分辨力檢定方法：選常用規格的IP板，將低對比度分辨力模體放置在IP板暗合中間區，模體表面與射線束垂直，并處在照射野的中心位置，設置SID為100cm或180cm，選取管電壓70kV或80kV，在適當的mAs或自動條件下曝光，曝光后將IP板在影像讀出器上掃描顯像，可分辨的最小低對比度圓孔對應的百分比即為低對比度分辨力。DR低對比度分辨力的檢定方法：將低對比度分辨力模體放置在影像探測器輸入面，探測器與射線束垂直，并處在照射野的中心位置，設置SID為100cm或180cm，選取管電壓70kV或80kV，在適當的mAs或自動條件下曝光，調節窗寬與窗位，使顯示影像最佳，可分辨的最小低對比度圓孔對應的百分比即為低對比度分辨力。

（3）影像均勻性反映了系統影像接受面上不同區域對入射空氣比釋動能相應的差異。影像均勻性說明X射線束不均勻，或者管球、IP板探測器老化程度不均勻。影像均勻性檢定方法：設置SID為100cm或180cm，管電壓50kV或80kV，在適當的mAs或自動條件曝光下,將影像綜合測試卡放置在IP板或影像探測器的中心，并與射線束垂直，進行曝光。讀取所顯示圖像邊界及中心感興趣區（ROI）信號強度值，ROI的面積不小于50m2，并按公式U=R/V計算影像均勻性，R表示邊界及中心信號強度或光密度值的實驗標準差，V表示邊界及中心信號強度或光密度值的平均值。

3.CR、DR系統光野與照射野一致性、X射線管有效焦點尺寸檢定意義及方法

（1）光野與照射野一致性的檢測可以確定X射線的有效照射野，防止有效照射野偏離需要掃描的部位，避免疾病漏診、誤診的同時，減少患者受設備影響所承受的電離輻射風險。光野與照射野一致性檢定方法：選常用的照射野，調SID為100cm或180cm，將數字影像綜合測試卡放置在IP板或影像探測器的中心，并與射線束垂直，開啟準直定位燈，調整光野與測試卡四周邊界視野刻線至相重合，在管電壓50kV或80kV，適當的mAs條件下進行曝光，曝光后從顯示的影像上讀取光野與照射野之間的偏差。

（2）X射線管有效焦點尺寸是影響影像清晰度的一個重要參數，對有效焦點尺寸大小變化的檢測，配合管電壓的測量，能檢驗高壓電路中的元件功能，判斷X射線管真空度是否降低。有效焦點尺寸檢定方法：有效焦點尺寸的測量采用狹縫測量法。將焦點測量儀水平放置于攝影臺上，并與X射線垂直，選適當放大倍數、照射野、管電壓和mAs進行曝光，直接測量有效焦點尺寸。

JJG1078-2012《醫用數字攝影（CR、DR）系統X射線輻射源檢定規程》的實施，從技術和法規上為醫用數字攝影系統的檢測提供了技術依據。通過對CR、DR的計量性能檢測，保證了醫用數字攝影系統各項性能正常和影像質量的最優。對于滿足人們健康需求，提高醫療診斷水平，減少醫患糾紛起到了重要作用。