辐射效应的研究和辐射的应用, 离不开对辐射的计量。国际上选择和定义辐射量及其单位的权威组织是“国际辐射单位和测量委员会” (International Commissoion on Radiological Units and Measurements, ICRU)。ICRU主要为临床放射学、放射生物学、辐射防护学等领域提出电离辐射量和单位的定义, 建议这些量的测量和应用方法以及推荐这一领域内最新的数据和知识。辐射对人体的损害采用国际放射防护委员会(International Commission on Radiation Protection, ICRP)的划分标准:受小剂量、低剂量率辐射的人群, 引起的辐射损害主要是随机性效应(严重遗传性疾患和辐射诱发的各种致死癌症)。而且假定随机性效应发生的几率与剂量存在着线性无阈的关系, 并用危险度因子来评价辐射引起的随机性效应的危险程度。根据中华人民共和国计量法及有关实施细则的规定“医用辐射源”是属强检的计量器具。几年前, 中国国家质量技术监督局(现国家质量监督检验检疫总局)修订了“ JJG-744-97医用诊断X射线辐射源国家计量检定规程计划。通过参考有关资料, 结合实际对岛津XEB150L-20型500mAX射线机的辐射剂量的测试, 简要介绍测试的数据和处理结果。

1 材料和方法 1.1 监测内容

辐射空气比释动能率, 半价层, 输出量重复性, 输出量线性, 高对比分辩力, 光野与照射野的一致性, 管电压及X射线管的焦点。

1.2 测试仪器和工具

X、γ射线巡测仪, 激光准直器, 水模体和防护区测试平面模型架, 透射光密度计, 米尺, 不同厚度标准准滤过铝片, 铅准直器, 401电秒表, mAs表、慢扫描示波器、450V交流电压表, 万用表, 星卡, YXGD型医用X射线机高低压测试仪、分辩力测试卡、数字万用表, 胶片等。

1.3 评价标准

电离辐射防护与辐射源安全基本标准(GB18871-2002);医用X射线诊断设备影像质量控制检测规范(WS/T189-1999);医用X射线诊断卫生防护标准(GBZ130- 2002)等。

2 测试结果 2.1 辐射空气比释动能率

间接致电离辐射在单位时间内, 在介质中产生的比释动能称为比释动能率, 用K表示。即:K=dk/dt, 式中dk为比释动能在时间间隔dt内的增量。预选摄影条件; 70 kV、1 mA、0.1 S; I.I输入屏尺寸23 cm, 剂量仪测空气比释动能率的校准因子在70 kV时1.031。测量的平均值是59.48 μGy/s, 计算结果为3.67 mGy/min。^{[1, 2]}

2.2 半价层

X射线的质可用半价层表示。所谓半价层(HVL)是使无附加过滤X射线束的照射量率减少一半时, 所需标准滤片的厚度, 该半价层称为第一半价层(H₁), 继而再使其照射量率减少一半必须增加的标准滤片的厚度称为第二半价层(H₂)。半价层随KV的升高和滤片的加厚而增大。相对透射照射量率=Ẋ₁/Ẋ₀, 式中, Ẋ₁放置滤片时透射照射量率(C·kg^-1), Ẋ₀不放滤片时测其照射量率。预选摄影条件:80 kV、250 mA、0.1 s。未加滤片测量平均值是2.350 mGy, 加2.5 mmA1滤片测量平均值是1.246 mGy。计算半价层结果为2.73 mmA1^[1~4]。

2.3 输出量重复性

以单次测量相对标准偏差表示的辐射输出量重复性, 计算公式:

式中:K_i-第i次空气比释动能测量值; K-n次空气比释动能测量平均值。预选摄影条件; 100 kV、250 mA、0.1 s。测量10次, 测量平均值3.383 mGy, 重复性V为3.87 %。

2.4 输出量线性

分别对X射线管大、小焦点测量辐射输出量的线性, 计算公式:

预选摄影条件:①大焦点:100 kV、320 mA、0.1 s和100 kV、200 mA、0.1 s时线性L为1.16%。②小焦点:100 kV、200 mA、0.1 s和100 kV、100 mA、0.1 s时, 线性L为1.80%。^[1~5]

2.5 高对比分辩力

分辨力的评定有二种方式, 一是用MTF函数表示, 二是线对测试表示。根据情况, 采用第二种测量方法, 即在图像或胶片上能分辨出LP/cm。预置摄影条件:大焦点40kV、32mAs; 小焦点45kV、32mAs, 分辨力测试卡放置的位置与X-Y平面呈45°。测试结果:大焦点分辨力为25LP/cm; 小焦点分辨力为20LP/cm。透视测试结果:可以分辨20LP/cm。

2.6 光野与照射野一致性

计算公式:|a₁|+|a₂| < 0.02s, |b₁|+|b₂| < 0.02s。光野10 cm×10 cm测量条件:85 kV、220 mAs, 焦点到测量平面的距离为90 cm。测量结果:测试平面上, 光野Y轴均向上5 mm, 光野X轴与辐射野重合, 即:|b₁|+|b₂|=10 mm < 0.02 s。光野15 cm×15 cm测量条件:88 kV、220 mAs, 焦点到测量平面的距离为90 cm。测量结果:测试平面上, 光野Y轴分别向上10 mm和5 mm, 光野X轴与辐射野重合。即:|b₁|+|b₂|=15 mm < 0.02s。光野20 cm ×20 cm测量条件:88 kV、220 mAs, 焦点到测量平面的距离为90 cm。测量结果:测试平面上, 光野Y轴分别向上8 mm和6 mm, 光野X轴与辐射野重合, 即:|b₁|+|b₂| =14 mm < 0.02 s^[1~4]。

2.7 X射线管的焦点

在X射线成像系统中, 对X射线成像质量影响最大的是X射线管的焦点。X射线管焦点可分为实际焦点和有效焦点两种, 有效焦点=实际焦点×sinQ。X射线管的焦点有二种测量方法。一是焦点狭缝射线照相法; 另一种是焦点星卡射线照相法。采用第二种方法测量X射线管的焦点。计算公式和测量方法:Feq =ZQ/M′-1, 对2°的星卡则Feq=0.0349Z/M′-1, 式中:Z-两个方向上失真区的平均直径ZW、ZL、单位mm; M′-星卡照片上的放大倍率, Q-星卡吸收楔条顶角, 单位是rd。对于2°星卡为0.0349rd。大焦点:X射线管的标称焦点尺寸1.2 mm, 摄影条件45 kV、32 mAS, 胶片上最外层模糊尺寸的中心距离长91 mm, 宽61 mm, 实测等效焦点尺寸长1.94 mm, 宽1.30 mm。小焦点:X射线管的标称焦点尺寸为0.6 mm, 摄影条件45 kV、32 mAs, 胶片上最外层模糊尺寸的中心距离长50 mm, 宽40 mm, 实测等效焦点尺寸长0.93 mm, 宽0.75 mm^[1~5]。

3 结论与评价

通过上述七项技术指标的测量数据和计算结果, 证明岛津X射线机的主要技术参数是符合国家及ICRP标准。技术指标均能满足评价标准和诊断X射线机临床物理的项目和技术指标的要求。