医用电离室介绍与新型应用

单晓晖赵明宇王姝迟戈

1 辽宁省药械审评与监测中心 （沈阳 110003）

2 沈阳东软医疗系统有限公司 （沈阳 110179）

3 辽宁省食品药品监督管理局行政服务中心 （沈阳 110003）

医用电离室介绍与新型应用

单晓晖1赵明宇2王姝3迟戈1

1 辽宁省药械审评与监测中心 （沈阳 110003）

2 沈阳东软医疗系统有限公司 （沈阳 110179）

3 辽宁省食品药品监督管理局行政服务中心 （沈阳 110003）

电离室作为医用DR系统中自动曝光控制环节的核心部件，如今在DR诊断中已得到了广泛的应用。本文主要从电离室的机制及构造等作以详尽的介绍，并针对新型复式电离室进行了脉冲群及图像测试。测试结果表明，新型复式电离室性能可靠，具有很好的抗干扰性，可以较好地满足临床摄影要求，具有较好的实用价值。

电离室 放大器 屏蔽

单晓晖，硕士研究生，工程师

1.电离室工作原理

电离室是自动曝光控制(Automatic Exposure Control)的核心部件，电离室的理论基础是电离效应，当电离室受到X射线照射时，X射线与气体中的分子作用，产生由一个电子和一个正离子组成的离子对。这些离子向周围区域自由扩散，扩散过程中，电子和正离子可以复合重新形成中性分子。但是，若在构成气体探测器的收集极和高压极上加直流的极化电压V，形成电场，那么电子和正离子就会分别被拉向正负两极，并被收集，在外电路形成输出电流信号。随着极化电压V逐渐增加，电离室的工作状态就会从复合区、饱和区、正比区、有限正比区、盖革区(G-M区)

一直变化到连续放电区。

图1. 收集离子对数与外加电压的关系

所谓电离室即工作在饱和区的气体探测器，即图1中第Ⅱ段，直流电压较低，电离产生的离子对在漂移过程中不再发生次级电离现象，故没有气体放大作用，因而饱和区又称电离室区。

其中离子对数目代表了入射离子的能量信息，也即电离室被照射的X射线剂量信息，在系统中我们希望复合现象发生概率越小约好。在电离室区内，如果选择了适当的极化电压，复合效应便可忽略，也没有碰撞放大产生，此时可认为射线产生的初始离子对N0恰好全部被收集，形成电离电流。该电离电流正比于离子对数量，因而正比于X射线强度。

2.电离室基本结构介绍

图2 电离室基本结构

电离室主要由收集极和高压极组成，收集极和高压极之间是气体，一般以一个大气压左右的空气为灵敏体积，该部分可以与外界完全连通，也可以处于封闭状态。其周围是由导电的空气等效材料或组织等效材料构成的电极，中心是收集电极，二极间加一定的极化电压形成电场。为了使收集到的电离离子全部形成电离电流，减少漏电损失，在收集极和高压极之间需要增加保护极详见图2。

3.电离室收集效率

由于正、负离子的复合，电离室所产生的离子不能完全到达收集极，根据Boag理论[1]，电离室的收集效率为：

可以看出，电离室的收集效率随电极间距的减小而增大，若电极间距确定后，增大收集电压可以提高收集效率，但电压不能超过气体电离饱和区限制，而且电压过高也会增加对电源的要求。一般电离室的间距在5～10mm左右，大于200V的极化电压便可以使电离室收集效率达99%以上。

作为AEC用电离室，应满足以下特殊要求：

(1)电离室自身对X线吸收要小，由于电离室置于病人与暗盒(或平板探测器)之间，这部分被电离室吸收的X线对成像无贡献，而病人所接受的X线剂量又要因此相应提高，因此要求电

离室选用部件应选用轻质低密度材料，包括电极引出导线，以减少对X线的吸收。

(2) 电离室的厚度要尽量薄，由于电离室置于被照物体与暗盒(或平板探测器)之间，增大了X线球管焦点与胶片之间距离，容易造成几何模糊度增大，因此为了解决此问题，提出了新型复式结构电离室，详见第四部分介绍。

(3) 电离室的阴极面积要大于最大胶片尺寸(或成像尺寸)，从而保证电离室边缘不会在胶片上形成影像。

The Introduction of Clinical Ionization Chamber and New Model Application

SHAN Xiao-hui1ZHAO Ming-yu2WANG Shu3CHI Ge1
1 Liaoning Centre for Drug and Medical Device Evaluation and Monitoring (Shenyang 110003)
2.Shenyang Neusoft Medical System Co.Ltd (Shenyang 110179)
3 Administrative Service Center, Liaoning Food and Drug Administrative (Shenyang 110003)

The ionization chamber as the core part of the automatic exposure control in the medical DR system has been widely used in DR diagnosis nowadays. The paper mainly introduces the mechanism and structure of the ionization chamber，the fast transient pulse and quality of the image were tested in the new double three-field ionization chamber. The test results show that is reliable and it has good interference immunity, and it can meet the clinical requirements well and it has good practical value.

ionization chamber, amplifier shielding

1006-6586(2016)04-0045-05

R814.4

A

2015-11-14