工频牙科X射线机测量加载时间（辐照时间）的注意事项

辽宁省医疗器械检验所（沈阳 110179）

加载时间是医用诊断X 射线机非常重要的安全性能指标。因为患者所收到的辐射剂量，同加载时间的长短有着直接关系。而辐射剂量的大小，直接关系到患者辐射安全。所以，如何理解并准确测量这一性能指标，就显得尤为重要。

加载时间的测量标准是GB9706.3-2000《医用电气设备 第2 部分：诊断X 射线发生装置的高压发生器安全专用要求》，在标准的第50.103.3条款规定了测量结果的要求，标准的第50.104.3条款规定了测量方法，但是二者标题描述的内容却并不一样，50.103.3 条款的标题“加载时间的准确性”，50.104.4 的条款的标题是“辐照时间”，这两个不一样的表述，是很容易让人产生混淆的，到底测量的是加载时间还是辐照时间，二者是怎样的关系？在测量中有哪些注意事项，将是本文要讨论的内容。

1.加载时间和辐照时间的辨析

加载时间和辐照时间的定义如下：

1）加载时间 loading time（GB 10149-88 中5.2.11）：按规定方法测出的将阳极输入功率加于X 射线管的时间。

2）辐照时间irradiation time（GB9706.3-2000中2.101.4）：通常，辐照时间是依据测量加载时间的方法，在如下的加载时间的时间间隔上，通过测量而得到的。这个时间间隔是：X 射线管电压初次上升到峰值的75%时起至最后下降到相同值时止。

对于在一个电子管或X 射线管中通过使用栅极的高电压的电子开关控制加载的系统中，加载时间可以按照这样的一个时间间隔加以确定，即当限时装置从产生开始加载信号时起到限时装置产生终止加载信号时止的时间间隔。

对于一个或者是在高压电路的绕组中或者是在X 射线管灯丝的加热电路中通过模拟开关控制加载的系统中，加载时间可以按照这样的一个时间间隔加以确定，即当X 射线管电流初次上升到峰值的25%时起到当X 射线管电流最后下降到相同值时止的一段时间间隔。

3）从辐照时间的定义来分析，我们可以发现辐照时间的定义将辐照时间的测量分为3 种情况：

第1 段是通常情况下，是指X 射线管电压初次上升到峰值的75%时起至最后下降到相同值时止的时间间隔。

第2 段是特殊情况下，通过使用栅极的高电压的电子开关控制加载的系统，当限时装置从产生开始加载信号时起到限时装置产生终止加载信号时止的时间间隔。这种情况下加载时间和辐照时间是相同的。

第3 段也是特殊情况下，测量是采用X 射线管电流初次上升到峰值的25%时起到当X 射线管电流最后下降到相同值时止的一段时间间隔。

通过对辐照时间定义的分析，我们可以发现定义第1 段中的辐照时间是包含在加载时间内的，但是加载时间并没有给出明确的测量方法。第2 段、第3 段中规定的加载时间的测量方法，应该同时也是辐照时间的测量方法，因为整个的定义的是辐照时间，第1 段，第2 段、第3 段分别描述的是通常情况下和特殊情况下辐照时间的测量方法。

同时标准中附录CC）中，表CC1 给出了测量时推荐选择的加载因素，其对应的内容也是“辐照时间”的加载因素选择。所以，通过对辐照时间和测量方法的分析，标准中50.103.3 的条款如果描述为“辐照时间的准确性”将更加准确，这样同后面的50.104.3 条款和附录CC）中的相关内容就保持一致了。

2.检测工频牙科X射线机中出现的问题

在辐照时间如何测量中，规定了3 种情况，如何判断被检测设备适用于哪一种情况，是同设备的高压发生器类型相关的。在测量中，主要采用的是非介入仪表来测量辐照时间，这里以Barracuda 仪表为例，说明工频牙科X 射线机的测量。

当测量预先设置的时间标称值和Barracuda仪表测量值出现不一致的时候，企业调整了一下预热时间，辐照时间就能够合格了，于是就有了下面的问题：

1）Barracuda 测量的辐照时间，到底是根据什么来的？

2）什么是预热时间，为什么调整预热时间会影像测量结果？

3）为 什 么 调 整Barracuda 中 的Trig level(time)，测量的时间也会有不同的测量结果？

4）预热时间和曝光时间（辐照时间）的关系？

3.对出现问题的分析

为了将问题弄清楚，在使用Barracuda 测量辐照时间的同时，使用了示波器测量管电流反馈点的波形，来研究和辐照时间的关系。得到的结果如下：

Barracuda 的测量结果

在标称值为65kV 5mA 0.2s，在不同的Trig level(time)条件下，Barracuda 测量的辐照时间数值如下。

示波器测量的结果如下：

图1 是管电压（kV）和辐射剂量（Dose）的曲线，图2、图3 是示波器测量管电流加载过程曲线，图2 波形中前面的一段没有明显上升的、较平缓的X 射线管曲线，它的时间即为预热时间，后面的上升部分则是辐照时间。在图3 中设置示波器上的取值区间为X 射线管电流最大值的25%，测试结果为205.6ms，和Barracuda 在Trig level(time)20% 的条件下的测量结果，203.6ms、203.6ms、203.6ms 比较接近。

向Barraucda 的生产厂家咨询了Trig level(time)的含义，厂家给出了这样的解释：

Trig level（time）：Here you can set the level used for irradiation time measurements.“Trig level(time)”(TL)is normally set to 50% of the peak waveform(SPEAK),but can be set between 10 and 90%.The irradiation time is then calculated as the end time minus the start time.

•The Start time is the first time the signal goes above TL×SPEAK

•The end time is the last time the signal goes below TL×SPEAK

See example below.

从图4 中，我们可以发现Trig level(time)的取值区域是由最高值来决定的，但是Trig level(time)反映的取值区域是什么，是X 射线的管电压还是辐射剂量？则没有给出说明。

图1.Barracuda的测量图形

表1.Barracuda 测量辐照时间的结果

图2.示波器的测量结果

图3.示波器测量结果放大后的图像

图4.Trig level(time)取值示意图

但是，结合图1、图2、图3 分析，我们可以得出Trig level(time)反映的是辐射剂量这个结论。因为图1 中X 射线管电压的曲线基本上没有变化，Trig level(time)的取值区间只能是剂量。又因为X 射线管电流的大小是和剂量成正比的，即X 射线管电流越大，辐射剂量越大，所以图3 中按照管电流取值来得到的辐照时间测量结果，和Trig level(time)按照辐照剂量来取值的结果是一致的。

前面关于工频牙科X 射线机测量的4 个问题，我们也有了以下的结论：

1）Barracuda 测量的时间，到底是根据什么来的？

答：根据剂量曲线来计算取值区间

2）什么是预热时间，为什么调整预热时间会影像测量结果？

答：预热时间是X 射线管电流开始加载，但是还没有上升到额定值，同时X 射线管电压很低的一段时间。调整预热时间，就是调整管电流开始上升的时间。调整的结果就是能够改变剂量曲线的取值区间。

3）为什么调整Barracuda 的Trig level(time)，测量的时间会有不同的测量结果？

答：Trig level(time)调整的实际上是剂量曲线的区域的范围。

4）预热时间和曝光时间(辐照时间)的关系？

预热时间是管电流从稳定到开始上升的这一段时间，其后期上升到管电流额定值的时候是有和曝光时间重合的部分，所以通过调节预热时间，可以改变管电流的曝光时间的取值区间。

4.总结

辐照时间的测量，需要根据检测的医用X 射线机的类型，来判定测量方法。工频牙科X 射线机的辐照时间，是按照辐照时间的定义中X 射线管电流的取值区间来测量的，即当X 射线管电流初次上升到峰值的25%时起到当X 射线管电流最后下降到相同值时止的一段时间间隔。如果按照定义的其他情况来测量，则会得到错误的结果。

在Barracuda 的Dental 模式下，默认设置的测量时间有200ms 的延时，这一选项是工频牙科机的预热时间，如果测量高频牙科机的时候，应该关闭这一选项。

目前有大量厂家生产工频牙科X 射线机，同时各个厂家的预热时间并不一致，最好是能够在行业内统一默认的预热时间为200ms，避免测试时因为预热时间不一致而出现测量失误。而当测量出现问题时，可以选择20%的Trig level(time)和关闭默认的200ms 延时来测量辐照时间，也可以直接采用示波器测量X 射线管电流，按照X 射线管电流初次上升到峰值的25%时起到当X 射线管电流最后下降到相同值时止的一段时间间隔，来确定辐照时间。

[1]GB9706.3-2000 《医用电气设备 第2 部分：诊断X 射线发生装置的高压发生器安全专用要求》

[2]GB/T 10149-1988 《医用X 射线设备术语和符号》