医用数字摄影系统X射线辐射源检定意义及方法

● 大同市质量技术监督检验测试所 闫闻

医用数字摄影系统已经成为疾病诊断的重要设备之一，其计量参数是否准确可靠，直接关系着患者的治疗效果。医用数字摄影系统的计量检定越来越受到医院、计量管理部门及公众的重视，通过对医用数字摄影系统实施定期的计量检定，可以及时了解系统的性能状况，确保其各项计量参数的准确性。下面，依照JJG1078-2012《医用数字摄影（CR、DR）系统X射线辐射源检定规程》对CR、DR各检定项目意义及方法做一介绍。

医用数字摄影(CR、DR)系统介绍

CR为计算机X线摄影（ComputedRadiography，简称CR），其工作原理是在普通X射线机上，用影像板(IP)代替胶片记录X线影像，通过激光扫描装置使存储信号转换成光信号，再用光电倍增管转换为电信号，然后经A/D转换后，输入计算机处理，成为高质量的数字图像。与传统的X线机相比，它脱离了人工冲洗胶片的模式，由IP板记录产生图像。CR是传统X线机的升级，其除了与传统的X线机机械部分相同外，主要区别是在成像部分应用了IP影像板，实现了图像的数字化。

DR为数字X射线摄影（DigitalRadiography，简称DR），是用数字影像探测器作为载体来记录X线影像的，与CR装置相比，虽然都是替代了传统的屏胶系统，但是成像原理完全不同，DR较CR成像更为清晰，其原因是由于数字影像探测器较IP板在图像信息采集方面更加完整。DR是计算机数字图像处理技术与X射线放射技术相结合而形成的一种先进的X线摄影技术，它在原有的诊断X线机直接胶片成像的基础上，通过A/D转换和D/A转换，进行实时图像数字处理，进而使图像实现了数字化。

医用数字摄影系统检定意义及方法

根据CR、DR系统设备的特性，确定9个检定项目：辐射输出的空气比释动能、辐射输出的重复性、辐射输出的质、空间分辨力、低对比度分辨力、影像均匀性、光野与照射野一致性、有效焦点尺寸、X射线管电压。

1.CR、DR系统辐射输出的空气比释动能、辐射输出的重复性、辐射输出的质、X射线管电压的检定意义及方法

医用数字摄影系统的推广与应用提高了临床医学诊断水平，但随之可能对受检查者增加一定的电离辐射风险，必须合理控制受检者的医疗辐射剂量。虽然CR、DR摄影系统的辐射剂量比传统X光机降低很多，但是随着医用影像学检查频率的上升更要重视累积剂量，因此应该及时、准确地掌握设备的辐射剂量，减少X射线对人体的伤害，从而使受检者接受合理、安全的辐射剂量，为临床诊断提供准确、可靠的影像数据。X射线管的管电压变化决定着X射线辐射输出的质，从而影响影像的对比度和黑化度。管电压的精确测量，能够确保X射线的穿透性和成像质量。医用数字摄影系统的空气比释动能、辐射输出的质和重复性直接影响着影像的质量。

CR、DR系统辐射输出的空气比释动能、辐射输出的重复性、辐射输出的质、X射线管电压的检定方法：专用X射线辐射源检测装置的基本构成包括多功能探头、钳表式mAs探头和带蓝牙技术的掌上电脑。将探测器置于X射线照射野的中心，选最大照射野，通电后建立起多功能探头、钳形表和掌上电脑的无线通信，在掌上电脑中选择所测机型的参数，通常有X射线管电压（kVp）、曝光时间（ms）、剂量（mGy）、剂量率（mGy/s）、毫安秒（mAs）、管电流（mA）、半值层（HVL）等，以上都是实时的测量模式。设置焦点到探测器中心的距离为100cm，选管电压70kv，10mAs条件下曝光，重复测量3次。掌上电脑可以实时测出辐射输出的空气比释动能、辐射输出的重复性、辐射输出的质、X射线管电压。

2.CR、DR系统空间分辨力、低对比度分辨力、影像均匀性检定意义及方法

由于影像是医用数字摄影系统的最终目的，其影像质量随着技术的不断发展而不断提高，所以影像质量是计量检定的重点。空间分辨力、低对比度分辨力、影像均匀性3个影像质量参数比较直观、全面地反映了CR、DR摄影系统的影像质量。

（1）空间分辨力反映了系统在高对比条件下所能分辨相邻两个物体的能力。空间分辨力与IP板或探测器的几何尺寸、像素排布、图像软件有关，也与管球、IP板或探测器的老化程度密切相关。CR系统空间分辨力的检定方法：将IP板放置在照射野中，射线束与IP板表面垂直。选常用规格的IP板，将分辨力测试卡放置在IP板中间区，再将衰减模体放置于照射野中，并覆盖整个照射野。设置SID为100cm或180cm，选取管电压为70kV或80kV，用适当的mAs曝光，曝光后将IP板在影像读出器上扫描显像，直接读取可分辨的线对值。DR系统空间分辨力的检定方法：调整影像探测器输入面与射线束垂直。将分辨力测试卡放置在照射野中心位置，再将衰减模体放置于照射野中，并覆盖整个照射野。设置SID为100cm或180cm，选取管电压为70kV或80kV，用适当的mAs曝光，调节窗宽与窗位，使显示影像最佳，在显示器上直接读取可分辨的线对值。

（2）低对比度分辨力反映了系统从均匀背景中分辨规定的对比度形状和面积的低对比度物体的能力。可以用来评定系统在低对比度下分辨尺寸微小细节的能力。CR的低对比度分辨力检定方法：选常用规格的IP板，将低对比度分辨力模体放置在IP板暗合中间区，模体表面与射线束垂直，并处在照射野的中心位置，设置SID为100cm或180cm，选取管电压70kV或80kV，在适当的mAs或自动条件下曝光，曝光后将IP板在影像读出器上扫描显像，可分辨的最小低对比度圆孔对应的百分比即为低对比度分辨力。DR低对比度分辨力的检定方法：将低对比度分辨力模体放置在影像探测器输入面，探测器与射线束垂直，并处在照射野的中心位置，设置SID为100cm或180cm，选取管电压70kV或80kV，在适当的mAs或自动条件下曝光，调节窗宽与窗位，使显示影像最佳，可分辨的最小低对比度圆孔对应的百分比即为低对比度分辨力。

（3）影像均匀性反映了系统影像接受面上不同区域对入射空气比释动能相应的差异。影像均匀性说明X射线束不均匀，或者管球、IP板探测器老化程度不均匀。影像均匀性检定方法：设置SID为100cm或180cm，管电压50kV或80kV，在适当的mAs或自动条件曝光下,将影像综合测试卡放置在IP板或影像探测器的中心，并与射线束垂直，进行曝光。读取所显示图像边界及中心感兴趣区（ROI）信号强度值，ROI的面积不小于50m2，并按公式U=R/V计算影像均匀性，R表示边界及中心信号强度或光密度值的实验标准差，V表示边界及中心信号强度或光密度值的平均值。

3.CR、DR系统光野与照射野一致性、X射线管有效焦点尺寸检定意义及方法

（1）光野与照射野一致性的检测可以确定X射线的有效照射野，防止有效照射野偏离需要扫描的部位，避免疾病漏诊、误诊的同时，减少患者受设备影响所承受的电离辐射风险。光野与照射野一致性检定方法：选常用的照射野，调SID为100cm或180cm，将数字影像综合测试卡放置在IP板或影像探测器的中心，并与射线束垂直，开启准直定位灯，调整光野与测试卡四周边界视野刻线至相重合，在管电压50kV或80kV，适当的mAs条件下进行曝光，曝光后从显示的影像上读取光野与照射野之间的偏差。

（2）X射线管有效焦点尺寸是影响影像清晰度的一个重要参数，对有效焦点尺寸大小变化的检测，配合管电压的测量，能检验高压电路中的元件功能，判断X射线管真空度是否降低。有效焦点尺寸检定方法：有效焦点尺寸的测量采用狭缝测量法。将焦点测量仪水平放置于摄影台上，并与X射线垂直，选适当放大倍数、照射野、管电压和mAs进行曝光，直接测量有效焦点尺寸。

JJG1078-2012《医用数字摄影（CR、DR）系统X射线辐射源检定规程》的实施，从技术和法规上为医用数字摄影系统的检测提供了技术依据。通过对CR、DR的计量性能检测，保证了医用数字摄影系统各项性能正常和影像质量的最优。对于满足人们健康需求，提高医疗诊断水平，减少医患纠纷起到了重要作用。