醫(yī)用X射線設(shè)備質(zhì)量控制方法研究

林和文 謝少玲 張志芳 許新建 毛坤劍

目前，醫(yī)用X射線設(shè)備在眾多的診斷治療中起著不可或缺的作用，與此同時也伴隨著輻射危害的危險[1]。受檢者在每一次診斷過程中所受到的照射劑量及照射時間長短等都關(guān)系到受檢者和醫(yī)學(xué)影像科工作人員的生命安全。總后勤部衛(wèi)生部2011年出臺的醫(yī)用診斷X射線設(shè)備質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)范中明確了醫(yī)用診斷X射線設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量檢測的項目、技術(shù)要求及檢測方法[2]。按照國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11755.1-11755.2-1989“醫(yī)用診斷X射線機管電壓和管電流測試方法”、GB/T 11757-1989“醫(yī)用診斷X射線機曝光時間測試方法”以及“電離輻射防護和輻射源安全的基本標(biāo)準(zhǔn)”的技術(shù)要求，本研究對解放軍第174醫(yī)院X射線設(shè)備進行周期檢測、驗收檢測和維修后檢測，了解X射線診斷檢測致患者的有效劑量，對受檢者的防護和診斷檢查中的質(zhì)量保證進行數(shù)據(jù)分析和研究，為醫(yī)用X射線診斷中對患者防護應(yīng)遵循的基本原則提供實驗數(shù)據(jù)[3]。

1 X射線設(shè)備質(zhì)量檢測方案

1.1 檢測項目

根據(jù)醫(yī)院的具體情況和檢測設(shè)備配備條件，X射線設(shè)備質(zhì)量控制檢測項目主要包括管電壓、曝光時間、空間分辨力、輻射輸出的線性、輻射輸出的重復(fù)性等，其技術(shù)要求見表1。

表1 X射線攝影設(shè)備檢測項目與技術(shù)要求

1.2 檢測方法

采用奧利科X射線檢測裝置(型號B-Piranha557)對數(shù)字X射線攝影(digit radiography，DR)、X射線計算機斷層成像(computed tomography，CT)、數(shù)字減影血管造影技術(shù)(DSA)等醫(yī)用X射線設(shè)備進行檢測實驗和數(shù)據(jù)對比分析，并對各設(shè)備的運行參數(shù)進行風(fēng)險評估。

1.2.1 DR和移動式X射線機檢測方法

(1)測量輻射輸出的線性。對于診斷X射線機，如果其高壓發(fā)生器標(biāo)稱X射線管電壓≥100 kV時，將X射線管電壓調(diào)至100 kV，其高壓發(fā)生器標(biāo)稱X射線管電壓＜100 kV時，將X射線管電壓調(diào)至常規(guī)的工作電壓，選擇輻射時間、X射線管電流或電流時間積的任意連續(xù)兩檔，或者當(dāng)預(yù)選是連續(xù)的，加載因素的預(yù)選值之比≤2的任意兩檔。測量時，將探測器放置于射束野的中心，每檔測量3次，取其平均值，通過計算得出其線性。

(2)測量輻射的重復(fù)性，只要在常規(guī)的條件下，連續(xù)曝光10次，10次曝光需在1 h內(nèi)完成，通過計算得出其重復(fù)性[4]。

(3)測量曝光時間。將探測器置于X射線照射野中心，射線束軸線與探測器截面垂直，選擇常用的5個測量點，分別為50 ms、100 ms、200 ms、300 ms和400 ms，每個點重復(fù)測量3次，取其平均值[5]。

1.2.2 CT檢測方法

按照醫(yī)用診斷X射線設(shè)備質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)范的要求，CT設(shè)備主要對劑量率、CT值、高分辨率、低分辨率以及層厚等參數(shù)進行測量。

(1)劑量率測量。將插有電離室的水模體進行中間定位，電離室通過偏壓模塊連接探測器，水模上方有5個孔，在每一次測量中電離室分別放置5個孔上進行測量5次，而每一次的測量中，采用的條件為管電壓120 kV，管電流250 mA，設(shè)置每一層為8 mm，每次軸掃一層的模式進行掃描。其連接如圖1所示。

圖1 X射線檢測裝置與體模連接圖

(2)CT值、高分辨率、低分辨率以及層厚測量。主要測量水模的CT值層，高分辨率層、低分辨率層以及層厚，其水模指示層如圖2所示。

綜上，首先我們應(yīng)當(dāng)以長遠(yuǎn)的眼光，在追求經(jīng)濟利益的同時，注重環(huán)境的保護，以科研院所為主要依托，充分發(fā)揮知識經(jīng)濟的堅實后盾作用，將產(chǎn)學(xué)研鏈條有機結(jié)合起來，推進產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，以消耗更少的資源，以造成更少的環(huán)境破壞和污染，來獲得更大的經(jīng)濟效益，從而促進整體經(jīng)濟又好又快發(fā)展。

測試水模時，采用管電壓120 kV、管電流250 ms的常規(guī)條件下，層厚為8 mm，每次軸掃一層的模式進行掃描，其操作如圖3所示。

圖2 水模測試指示圖

圖3 水模掃描示意圖

1.2.3 DSA檢測方法

按照數(shù)字減影血管造影技術(shù)(digital subtraction angiography，DSA)設(shè)備質(zhì)量檢測規(guī)范的技術(shù)要求，主要對DSA的劑量率進行測量。將探測器置于X射線照射野的中心，選擇最大的照射野，最小的焦皮距，探測器的中心軸與射線束垂直，并放置于與影像探測器輸入面距離為30 cm的位置。在自動控制方式下，采用最大幀數(shù)最大視野和最大幀數(shù)脈沖透視或連續(xù)透視的條件下進行測量，重復(fù)測量3次，取其平均值[6]。

2 數(shù)據(jù)計算和結(jié)果分析

2.1 DR檢測數(shù)據(jù)計算及結(jié)果分析

采用相對偏差§kv表示管電壓的誤差，§mA表示管電流的誤差，§t表示曝光時間的誤差，其計算為公式1：

式中V為管電壓預(yù)置值；V0為管電壓實測值的平均值；I為管電流預(yù)置值；I0為管電流實測值的平均值；T為管電壓預(yù)置值；T0為管電壓實測值的平均值。

輻射輸出的線性用L表示，重復(fù)性用S表示，其計算為公式2：

式中K1和K2為兩檔的空氣比釋動能測量平均值；Q1和Q2為兩檔預(yù)置的電流時間積(mAs)值；Ki為單次曝光的輸出量；K為n次曝光的平均值；n為曝光次數(shù)[7]。

分別對醫(yī)院的5臺DR設(shè)備進行檢測，日常主要對其管電壓、曝光時間、輻射輸出的線性以及輻射輸出的重復(fù)性進行測試，且全部符合使用標(biāo)準(zhǔn)，其測試結(jié)果見表2。

檢測結(jié)果顯示，DR設(shè)備的各項性能隨著使用年限的增加而有所下降，其中比較明顯的是管電壓、輻射輸出的線性和重復(fù)性，曝光時間一般影響不大。型號為DR7500的DR主要用于體檢，因此使用率較小，各項參數(shù)下降比較緩慢。因此，在日常的DR質(zhì)量控制中，應(yīng)加強對使用年限較長和使用頻率較高的DR進行檢測和維護保養(yǎng)，及時了解其運行參數(shù)，保障設(shè)備的安全運行。

2.2 CT與DSA參數(shù)數(shù)據(jù)計算及結(jié)果分析

2.2.1 CT參數(shù)計算與結(jié)果

CT劑量率的計算通過加權(quán)的方式，用M表示，其計算為公式3：

式中M為CT劑量率；M1為電離室放在中間時所測的劑量率；M 為電離室放在左上方、左下方、右上方以及右下方時所測的平均劑量率。

水模測試：①掃描第一層為測量CT值，用Mean表示，分別采集圖像的中間、左上方、左下方、右上方以及右下方的CT值，取其平均值；②掃描第二層為測低分辨率，測量掃描圖像的CT值，定義新的窗寬窗位，并根據(jù)新的窗寬窗位條件下查看代表低分辨率的點數(shù)[8-9]；③掃描第三層為測高分辨率，窗寬取1，窗位慢慢上調(diào)，至觀看四條線對最清晰時為止，查看能否看清四條線對的個數(shù)；④掃描第四層為測層厚，窗寬取1，根據(jù)CT值和測量線消失時的窗位定義新的窗位。再根據(jù)新的窗位測量線的長度(L)，設(shè)備的層厚為0.42×L[10-11]。

表2 DR設(shè)備各項參數(shù)測試結(jié)果

分別對醫(yī)院的2臺16排CT和1臺320排CT進行檢測，測試結(jié)果顯示，影響CT的劑量率大小不僅是曝光條件的選擇，還包括設(shè)備本身探測器的個數(shù)，在同等曝光條件下，320排CT比16排CT的劑量小很多。在測量CT值、高分辨率、低分辨率以及層厚時，對水膜的準(zhǔn)確定位、掃描層厚的選擇、掃描視野的選擇、窗寬窗位的選擇等都會給所測結(jié)果造成較大的影響[12-14]。因此，在CT掃描過程中，對患者的準(zhǔn)確定位及選擇合適的計劃有助于減少患者的輻射。在平時維護過程中，及時關(guān)注球管的曝光次數(shù)、CT值和探測器等參數(shù)的校正，確保設(shè)備穩(wěn)定的運行。

2.2.2 DSA參數(shù)計算與結(jié)果

DSA劑量率用M表示，則計算為公式4：

式中M為DSA劑量率；M1為第一次所測劑量率；M2為第二次所測劑量率；M3為第三次所測劑量率。

分別對醫(yī)院2臺DSA設(shè)備進行檢測，在測量劑量率時，選擇最大視野和最大幀數(shù)脈沖透視或者連續(xù)透視的條件，其檢測結(jié)果均符合設(shè)備的運行標(biāo)準(zhǔn)。其中，影響劑量率的主要為曝光條件的選擇，在設(shè)備使用過程中，正確的選擇曝光條件可以減少醫(yī)務(wù)人員和患者的輻射。在設(shè)備維護過程中，主要查看球管的曝光次數(shù)、球管冷卻系統(tǒng)的維護、曝光參數(shù)的校正等，才能確保設(shè)備穩(wěn)定和精確的運行[15]。

3 結(jié)語

醫(yī)用X射線設(shè)備質(zhì)量控制貫穿于設(shè)備從購買到報廢的全生命過程，由此，要時刻關(guān)注設(shè)備的運行狀態(tài)，通過對設(shè)備的各項參數(shù)進行針對性的檢測和數(shù)據(jù)分析，對其存在的問題結(jié)合實踐經(jīng)驗進行安全有效的質(zhì)量評估，為醫(yī)務(wù)人員的操作提供指導(dǎo)意義。對于影響臨床使用的設(shè)備其他因素，本研究將進一步研究測試，以期為臨床應(yīng)用提供更多參考依據(jù)[16]。

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