醫用診斷X 射線輻射源檢定結果的測量不確定度評定

張宏

1 概述

醫用診斷X射線輻射源檢定裝置由電離室劑量儀、標準鋁片、星卡、分辨力測試卡、電流表、電壓表、時間表等組成。電離室劑量儀是利用射線與物質作用產生自由電子，該電子將電離室空腔內的氣體電離產生次級電子，通過測量電離室空腔內次級電子形成的電流信號測量空氣比釋動能率。射線穿過半值層儀時射線能譜會發生改變，表現為計量率的變化，由此測量X射線機輸出射線的半值層。不同物質對射線的吸收不同，因此同樣的射線穿過不同物質會得到不同的劑量，反映在黑白圖像上表現也不同。根據該特性利用射線對星卡及分辨力測試卡照射后的X射線機的影像測量X射線機的焦點等指標。

2 測量方法

將劑量儀的電離室置于X射線照射野中心，選用最大的照射野。電離室的中心軸與射線束垂直，電離室與X射線管焦點之間的距離按規程要求放置。將連續工作方式的X射線機的管電壓、管電流分別調至規程要求值，預先將溫度、氣壓、校準因子值、時間輸入劑量儀，連續測量3次以上，取其平均值，得出空氣比釋動能K（mGy/min）。

3 數學模型

由測量方法知，空氣比釋動能率是在定距離、定電壓、定電流的條件下測得的，而電離室與X射線管焦點的距離很難測準。根據反平方定律：點放射的輻射場在無吸收和散射時，距離輻射源一定距離處輻射場的量值與此距離的平方成反比，因此可建立數學模型，見式（1）：

4 測量不確定度的來源

5 相對標準不確定度分量的評定

5.1 輸入量M的相對標準不確定度的評定

輸入量M的相對標準不確定度來源有兩部分：

一是由測量重復性引入的相對標準不確定度urel（M1），可以通過連續測量得到測量值，采用A類方法進行評定;二是由劑量儀的顯示分辨力引入的相對不確定度urel（M2），采用B類方法評定。

5.1.1 測量重復性引入的相對標準不確定度urel（M1）的評定

對一臺常規的醫用X射線機，在短時間內重復測量10次，得到測量值分別為M（mGy/min）：

5.1.2 劑量儀的顯示分辨力引入的相對標準不確定度urel（M2）

劑量儀讀數，其末位顯示分辨力0.001，半寬a=0.0005，按均勻分布處理，則urel（M2）=0.0005/3=0.03%。則：

5.2 校準因子引入的相對合成標準不確定度urel（NK）評定來源有三部分：

一是由校準因子的定值引入的相對標準不確定度urel（NK1），根據校準證書給出的相對擴張標準不確定度計算，采用B類方法評定;

二是由劑量儀的能量響應引入的相對標準不確定度urel（NK2），可根據劑量儀的使用說明書給出的數據計算，采用B類方法評定;

三是由劑量儀的穩定性引入的相對標準不確定度urel（NK3），可根據歷年校準證書給出的校準因子數據來計算年變化的相對值，采用B類方法評定。

5.2.1 校準因子的定值引入的相對標準不確定度urel（NK1）的評定

校準證書給出照射量校準因子的相對擴展不確定度U=3.2%，k=2。按服從正態分布，則校準因子的定值引入的相對標準不確定度：

5.2.2 劑量儀的能量響應引入的相對標準不確定度urel（NK2）的評定

劑量儀的使用說明書給出劑量儀的能量響應±5%，則半寬a=2.5%，按服從正態分布，取k=3，那么：

5.2.3 劑量儀的穩定性引入的相對標準不確定度urel（NK3）的評定

根據有關資料，劑量儀的穩定性為年變化不超過2.0%，則半寬a=1.0%，按服從均勻分布，取k=，則：

5.3 環境溫度引入的相對合成不確定度urel（T）的評定

實際測量經驗，環境溫度為293.15K左右，由于溫度波動和不均勻引起測量位置與室內平均溫度最大偏差±1.5℃，那么半寬a≈0.8℃÷293.15℃≈0.3%，按均勻分布，則k=，則：

5.4 氣壓引入的相對合成不確定度urel（p）的評定

采用B類評定，當地氣壓p=92.6 kPa，由氣壓計的示值和讀數引起的誤差約為±0.05 kPa，則半寬a=0.05÷2=0.025。

5.5 測量位置引入的相對合成不確定度urel（L）

采用B類評定，實際測量焦點位置是估計的，因此估計：

6 相對合成標準不確定度

7 相對擴展不確定度取k=2

8 測量不確定度報告

醫用診斷X射線輻射源空氣比釋動能率的擴展不確定度Urel=4.3%，k=2。

參考文獻

[1] 全國法制計量管理計量技術委員會.測量不確定度評定與 表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中國標準出版社，2013.

[2] 全國電離輻射計量技術委員會.醫用診斷X射線輻射源檢定 規程：JJG 744—2004[S].北京：中國標準出版社，2004.

[3] 顧曉琪.醫用診斷X射線輻射源檢定或校準結果的測量不確 定度評定[J].科技展望，2015（5）：157.