全景牙科X射線機校準研究

摘要：為解決全景牙科X射線機量值溯源問題，該文通過檢測不同廠家不同型號的全景牙科X射線機的性能，確定仝景牙科X射線機校準的計量參數：空氣比釋動能、輻射輸出的重復性、輻射質、管電壓、空間分辨率、低對比度分辨率以及曝光時間。根據全景牙科機的工作原理，研制用于檢測校準全景牙科X射線機的設備，并采用該設備，開展全景牙科X射線機的管電壓、分辨力、輻射輸出的輻射質檢測以及重復性試驗。在實驗測量結果的基礎上，給出全景牙科X射線機的校準方法。

關鍵詞：仝景牙科X射線機；空氣比釋動能；半值層；管電壓；分辨力

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5124（2015）03-0022-04

0 引言

全景牙科X射線機是專門為診斷口腔疾病而配備的先進醫學影像設備，在各級醫療機構都有廣泛的應用。它利用不同組織對X射線吸收不同的原理，根據患者頜骨弧線通過步進電機調整成像軌跡，患者位置不動，X光發生器繞患者臉部一周，一次成像，并通過圖像分析，綜合生成牙床全景圖，為醫生提供診斷信息。相比于其他牙科機，全景牙科X射線機使用更加方便、快捷；但是，使用中的全景牙科X射線機在我國缺乏測試標準和專門的檢測設備，質量無法得到保障。

作為牙科疾病診斷的醫療設備，其圖像質量的好壞、運行參數的準確性，直接關系到醫生對患者病情診斷及其采取的治療方式。因此，對全景牙科X射線機的質量檢測和控制已經成為業內人上普遍關注的問題。

目前，只有國家標準GB/T 19042.4-2005/IEC61223-3-4：2000《醫用成像部門的評價及例行試驗第3-4部分：牙科X射線設備成像性能驗收試驗》，除此之外并沒有頒布任何有關全景牙科X射線機計量檢定規程或校準規范，未對其計量參數指標提出要求。

因此，本文希望通過對全景牙科X射線機的檢測研究，為全景牙科X射線機校準規范的制定提供一些參考，為全景牙科X射線機的各項技術指標設定提供依據，進而保證其產品質量和安全運行。

1 計量參數

全景牙科X射線機是一種X射線成像設備。出于對患者安全的考慮，需要測量輻射空氣比釋動能率。輻射輸出重復性的好壞在一定程度上體現了全景牙科X射線機性能穩定性的好壞，因此輻射輸出的重復性需要測量，即在規定的范圍內，以間歇方式工作時，以單次測量相對標準偏差表示，輻射輸出的重復性應不大于10%。為了保證全景牙科X射線機投向患者體表的X射線的輻射束質的準確與安全，需要測量輻射輸出的質。輻射輸出的質用半值層（HVI）表示，其應滿足表1的要求。管電壓也是相關輻射質的重要參數，需要進行測量，即全景牙科X射線機工作范圍內，加載因素的任意組合，X射線管電壓示值偏差應不超過±10%。全景牙科X射線機拍攝的圖像質量很重要，它關乎到醫生的診斷情況。因此需要對全景牙科X射線機的空間分辨率與低對比對分辨率加以測量，空間分辨率不低于20Lp/㎝，低對比度分辨率應能目測看到牙科模體中0.5 mm厚的鋁上孔徑為1mm的孔。在保證成像質量的情況下，患者應盡可能少地受到X射線的輻照，因此需要測量曝光時間，即加載因素的任意組合，X射線加載時間的示值偏差應不大于±（10%×示值+1）ms。

2 標準設備

全景牙科X射線機輻射束是經過準直的X射線窄束，輻射束到影像接收器一端寬度一般是3-6mm，為探測帶來一定困難。因此，標準設備需要能夠測量窄束的X射線，參照上面所述，如果劑量儀能夠同時測量空氣比釋動能率、管電壓、曝光時間以及HVL，那么全景牙科X射線機相應的計量參數就能夠得到測量。基于以上考慮，本文的標準設備采用中國測試技術研究院專門研制的用于全景牙科X射線機檢測的RS2000C/MT劑量儀，可以同時測量劑量、劑量率、曝光時間、輻射質和管電壓。表2為RS2000C/MT的性能參數。

全景牙科X射線機空間分辨率與低對比對分辨率的檢測需要采用牙科模體，其采用的牙科模體要符合IEC 61223-3-4/IEC 61223-2-7標準。因此牙科模體采用的是IEC 61223-3-4/IEC 61223-2-7標準中的實例模體，如圖1所示。

3 檢測方法

全景牙科X射線機按照以上確定的物理參數進行檢測。

3.1 空氣比釋動能率

測量全景牙科X射線機空氣比釋動能率，不確定X射線射野時，將X射線射野檢測板置于影像接受器一端與其一起固定，進行一次曝光，確定X射線射野的位置。然后將劑量儀的有效測量點置于全景牙科X射線機主射束軸上，并固定于影像接收器，曝光時隨其一起轉動，布局圖如圖2所示。將全景牙科機管電壓調至額定值或常規工作電壓，管電流調至常用值。在上述條件下，連續測量不少于3次取平均值M，按下式計算出相應的空氣比釋動能率：式中：M——診斷水平劑量計測量五次平均值，div；

N_K——電離室或半導體探測器空氣比釋動能

率的校準因子，mGy·min^-1.div；

K_TP——電離室型探測器溫度、氣壓密度修正。

K_TP的計算公式如下：式中：t——校準時室內溫度，℃；

p——校準時室內氣壓，kPa。

3.2 輻射輸出的重復性

不確定X射線射野時，利用X射線射野檢測板確定X射線射野的位置，然后將劑量儀有效測量點置于全景牙科X射線機主射束軸上，并固定于影像接收器，曝光時隨其一起轉動。將全景牙科機管電壓調至額定值或工作電壓，管電流調至常用值。在上述條件下，連續測量空氣比釋動能率不少于3次，用單次測量相對標準偏差V表示其重復性，如下式所示：式中：M_i——第i次開機的測量值；

M——n次測量值的平均值。

3.3 輻射質

將劑量儀的有效測量點置于全景牙科X射線機主射束軸上，并固定于影像接收器，曝光時隨其一起轉動，曝光結束后直接讀取HVL測量結果。

3.4 管電壓

將劑量儀置于X射線照射野中心，射線束與探測器截面垂直并固定于影像接收器，曝光時隨其一起轉動。選常用的2-3個校準點，重復測量至少3次，取其平均值，用相對偏差E_v表示電壓的準確度，如下式所示：式中：V_i——X射線管電壓的設定值，kV；

Vo——X射線管電壓的實測平均值，kV。

3.5 空間分辨率

對具有數字探測采集或處理部分的全景牙科X射線機，將空間分辨率插件插入牙科體模中，并將其置于全景牙科X射線機照射野中心，在常規工作條件下曝光，將得到的空間分辨率與規定值相比較，布局圖如圖3所示。

3.6 低對比度分辨率

對具有數字探測采集或處理部分的全景牙科X射線機，將低對比度分辨率插件插入牙科體模中，并將其置于全景牙科X射線機照射野中心。在工作條件下曝光，將得到的低對比度分辨率與規定值相比較，布局圖如圖3所示。

3.7 曝光時間

將劑量儀的有效測量點置于全景牙科X射線機主射束軸上，并固定于影像接收器，曝光時隨其一起轉動，曝光結束后直接讀取數據。選常用的2-3個校準點，每個校準點至少重復測量3次，取其平均值，用示值偏差△T表示曝光時間的準確度，如下式所示：式中：△T——全景牙科X射線機示值誤差，s；

To——全景牙科X射線機設定的曝光時間，s；

T——校準點測量示值平均值，s。

4 實驗驗證及分析

為驗證選取的物理參數、計量要求以及檢測方法適用于全景牙科X射線機的校準，本文采用標準設備對梅生、西諾德、普拉梅卡等公司生產的全景牙科X射線機進行了實驗，其中使用牙科模體對實驗中所用的全景牙科機的一部分做了分辨力檢測，實驗結果如表3所示。從表中可以看到：

1）重復性最好的是0.1%，最差的為6.7%。本文中對重復性的要求是：在規定的范圍內，以間歇方式工作時，以單次測量相對標準偏差表示，輻射輸出的重復性應不大于10%，本文中檢測的11臺全景牙科X射線機的重復性都在10%以內。

2）管電壓的偏差最大為11%，最小為1.6%。本文中對管電壓要求是：工作范圍內，加載因素的任意組合，X射線管電壓示值偏差應不超過±lO%，本文中只有一臺全景牙科X射線機檢測管電壓偏差超過10%。

3）曝光時間的偏差最大為-5.9%，最小為-0.1%。本文中對曝光時間的要求是：加載因素的任意組合，X射線加載時間的示值偏差應不大于±（10%×示值+1）ms，本文中檢測的全景牙科X射線機曝光時間都在要求的范圍以內。

4）空間分辨率都在2.2mm/Lp以上，低對比度分辨率都滿足要求，并且所測試的全景牙科機在實際的工作拍攝中拍攝的全景圖片都能夠滿足醫生的需求。在分辨力的測試中，本文只給出GENDEX-ORTHOPHOS 9200全景牙科X射線機的檢測分辨力圖，其余做過檢測的只給出結果。

綜合以上計量參數的測試結果，11臺全景牙科X射線機檢測合格率為

σ= lO/llxlOO%=90.9%

因此，本文對全景牙科X射線機提出的計量要求是合理的，測試方法適用于全景牙科X射線機。

5 結束語

通過實驗結果分析，采用選取的標準設備，按照以上檢測方法，證明了對全景牙科X射線機計量性能要求的合理性，也證明了檢測方法的可行性。因此，本文對全景牙科X射線機提出的計量要求是合理的，測試方法也適用于全景牙科X射線機。本文對全景牙科X射線機校準的研究為計量檢測部門和醫療機構開展校準或質量控制，提供了依據，也為全景牙科X射線機校準規范的制定提供了一定的參考。