医用诊断X 射线辐射源检定结果的测量不确定度评定

张宏

1 概述

医用诊断X射线辐射源检定装置由电离室剂量仪、标准铝片、星卡、分辨力测试卡、电流表、电压表、时间表等组成。电离室剂量仪是利用射线与物质作用产生自由电子，该电子将电离室空腔内的气体电离产生次级电子，通过测量电离室空腔内次级电子形成的电流信号测量空气比释动能率。射线穿过半值层仪时射线能谱会发生改变，表现为计量率的变化，由此测量X射线机输出射线的半值层。不同物质对射线的吸收不同，因此同样的射线穿过不同物质会得到不同的剂量，反映在黑白图像上表现也不同。根据该特性利用射线对星卡及分辨力测试卡照射后的X射线机的影像测量X射线机的焦点等指标。

2 测量方法

将剂量仪的电离室置于X射线照射野中心，选用最大的照射野。电离室的中心轴与射线束垂直，电离室与X射线管焦点之间的距离按规程要求放置。将连续工作方式的X射线机的管电压、管电流分别调至规程要求值，预先将温度、气压、校准因子值、时间输入剂量仪，连续测量3次以上，取其平均值，得出空气比释动能K（mGy/min）。

3 数学模型

由测量方法知，空气比释动能率是在定距离、定电压、定电流的条件下测得的，而电离室与X射线管焦点的距离很难测准。根据反平方定律：点放射的辐射场在无吸收和散射时，距离辐射源一定距离处辐射场的量值与此距离的平方成反比，因此可建立数学模型，见式（1）：

4 测量不确定度的来源

5 相对标准不确定度分量的评定

5.1 输入量M的相对标准不确定度的评定

输入量M的相对标准不确定度来源有两部分：

一是由测量重复性引入的相对标准不确定度urel（M1），可以通过连续测量得到测量值，采用A类方法进行评定;二是由剂量仪的显示分辨力引入的相对不确定度urel（M2），采用B类方法评定。

5.1.1 测量重复性引入的相对标准不确定度urel（M1）的评定

对一台常规的医用X射线机，在短时间内重复测量10次，得到测量值分别为M（mGy/min）：

5.1.2 剂量仪的显示分辨力引入的相对标准不确定度urel（M2）

剂量仪读数，其末位显示分辨力0.001，半宽a=0.0005，按均匀分布处理，则urel（M2）=0.0005/3=0.03%。则：

5.2 校准因子引入的相对合成标准不确定度urel（NK）评定来源有三部分：

一是由校准因子的定值引入的相对标准不确定度urel（NK1），根据校准证书给出的相对扩张标准不确定度计算，采用B类方法评定;

二是由剂量仪的能量响应引入的相对标准不确定度urel（NK2），可根据剂量仪的使用说明书给出的数据计算，采用B类方法评定;

三是由剂量仪的稳定性引入的相对标准不确定度urel（NK3），可根據历年校准证书给出的校准因子数据来计算年变化的相对值，采用B类方法评定。

5.2.1 校准因子的定值引入的相对标准不确定度urel（NK1）的评定

校准证书给出照射量校准因子的相对扩展不确定度U=3.2%，k=2。按服从正态分布，则校准因子的定值引入的相对标准不确定度：

5.2.2 剂量仪的能量响应引入的相对标准不确定度urel（NK2）的评定

剂量仪的使用说明书给出剂量仪的能量响应±5%，则半宽a=2.5%，按服从正态分布，取k=3，那么：

5.2.3 剂量仪的稳定性引入的相对标准不确定度urel（NK3）的评定

根据有关资料，剂量仪的稳定性为年变化不超过2.0%，则半宽a=1.0%，按服从均匀分布，取k=，则：

5.3 环境温度引入的相对合成不确定度urel（T）的评定

实际测量经验，环境温度为293.15K左右，由于温度波动和不均匀引起测量位置与室内平均温度最大偏差±1.5℃，那么半宽a≈0.8℃÷293.15℃≈0.3%，按均匀分布，则k=，则：

5.4 气压引入的相对合成不确定度urel（p）的评定

采用B类评定，当地气压p=92.6 kPa，由气压计的示值和读数引起的误差约为±0.05 kPa，则半宽a=0.05÷2=0.025。

5.5 测量位置引入的相对合成不确定度urel（L）

采用B类评定，实际测量焦点位置是估计的，因此估计：

6 相对合成标准不确定度

7 相对扩展不确定度取k=2

8 测量不确定度报告

医用诊断X射线辐射源空气比释动能率的扩展不确定度Urel=4.3%，k=2。

参考文献

[1] 全国法制计量管理计量技术委员会.测量不确定度评定与 表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中国标准出版社，2013.

[2] 全国电离辐射计量技术委员会.医用诊断X射线辐射源检定 规程：JJG 744—2004[S].北京：中国标准出版社，2004.

[3] 顾晓琪.医用诊断X射线辐射源检定或校准结果的测量不确 定度评定[J].科技展望，2015（5）：157.