X射線攝影設備輸入功率測量方法探討

黃儀鋒，李詩，鄭志波，齊宏亮

（1.廣東省醫療器械質量監督檢驗所，廣東 廣州 510663；2.廣州華端科技有限公司，廣東 廣州 510530）

20世紀以來，現代醫學影像設備發展迅猛，X射線攝影設備成為當下各大醫療機構最常見的醫學診斷影像設備之一，在人體組織放射檢查中具有重大意義。目前，國內外生產經營X射線診斷設備的企業上百家，行業競爭激烈，產品質量參差不齊，由于其在臨床應用中的重要地位以及具有電離輻射危害的特殊性，每年的監督抽驗都會對X射線攝影設備進行抽查，以保證醫務人員和病患的生命安全。

X射線攝影設備主要由高壓發生器、X射線源組件、影像探測器、攝影支架、圖像采集和處理工作站組成。在產生X射線的過程中，X射線攝影設備需要從網電源端獲取極大的電流，才能在短時間內完成曝光，因此要求制造商設置適宜的額定輸入功率，方便醫院正確選擇恰當的供電電源，避免由于實際輸入功率過大而引起一些短路或火災危險。近幾年，輸入功率測試作為重點測試項目出現在監督抽驗中，且經常發現測試不合格的產品。本文將探討X射線攝影設備輸入功率的具體測試，尋求最優檢測方案。

1 輸入功率的定義

GB 9706.1-2007《醫用電氣設備 第1部分：安全通用要求》中對于輸入功率的要求：在額定電壓、穩態工作溫度和制造商規定的工作設定時，設備的穩態電流和功率輸入超出6.1j）要求標出的標稱值的值不應大于：①輸入功率主要由電動機驅動引起的設備：額定輸入功率小于或等于100W或100VA時，+25%；額定輸入功率大于100W或100VA時，+15%。②其他設備：額定輸入功率小于或等于100W或100VA時，+15%；額定輸入功率大于100W或100VA時，+10%。臨床所使用的X射線攝影設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不超過+10%。

由于X射線攝影設備需要在較短的時間內完成曝光，一般加載時間在1s內，在短時間加載中測試輸入功率，難度較大，且不易測試出最大輸入功率，常常導致制造商不能準確標示標稱輸入功率。考慮到短時間加載的特殊性，常見的普通鉗形電流表無法在低加載時間時獲取正確電流，因此本文選用TCP404XL型電流探頭配合MDO4034C型示波器進行測試，通過不同的加載因素組合進行以下對比試驗。

2 對比試驗的條件設定

本次對比試驗中所使用X射線攝影設備采用了國內某主流企業的產品，標稱電功率為32kW。在進行對比試驗前，對被測設備進行校準并依次進行了GB 9706.3-2000《醫用電氣設備 第2部分：診斷X射線發生裝置的高壓發生器安全專用要求》中的50.102.2間歇方式下的線性和穩定性以及50.103加載因素的準確性等測試，保證了本次對比試驗中所使用的X射線攝影設備具有穩定和正確的輸出。

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

3 對比試驗結果

根據表1中的數據可看出，雖然三組試驗的高壓發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，實際上各相線所測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，所測試出的輸入電功率較高。此規律在不同的加載時間條件下測試均成立。此外，在固定的管電壓、管電流組合下，選用不同的加載時間進行測試，測試出的輸入功率也有較小的差異，具體表現為：加載時間越長，測試的輸入功率越低。

表1

4 結語

根據表1中的數據分析可知，在測試X射線攝影設備輸入功率項目時，檢驗人員應嘗試采用不同加載因素組合進行測試，選用最大輸出電功率進行曝光，其中應盡量選用高管電流值的加載因素組合來進行測試。

雖然一般X射線攝影設備均有最大電流時間積值的限制，即在管電流設置較高時，加載時間不能設置太高，但在上述測試中，我們也發現了輸入功率因加載時間的增加，輸入功率會略微降低，因此在檢驗設備（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行X射線攝影設備的輸入功率測試，以保證測試出正常臨床使用中的輸入功率最大值。