医用诊断X射线的放射防护.ppt

医用诊断X射线的放射防护1.1.医用医用X X射线诊断影像质量控制与受检者防护射线诊断影像质量控制与受检者防护2.2.医用医用X X射线诊断放射防护要求射线诊断放射防护要求（GBZ130-2013GBZ130-2013）X射线基础(X射线的发现)1895年11月8日，德国物理学家伦琴在研究阴极射线管中气体放电现象时，发现一种人眼看不见但能穿透物体、并能使荧光材料发光的射线。由于当时无法解释它的原理，不明它的性质，故借用数学中代表未知数的“X”作代号，称为X 射线，一直延用至今。由于伦琴发现了X 射线，逐渐形成了一门崭新的学科医用放射诊断学。他的发现为自然科学的医学开辟了一条崭新的道路。为此，1901 年伦琴荣获物理学第一个诺贝尔奖。X射线基础 (1895年12月22日诞生了第一张X光照片)1896年X线开始应用于医学。主要是临床的骨折和体内异物的诊断。当时使用的X线机的管电压只有40kV50kV，管电流强度仅有1mA，当时拍摄一张手的X线照片要用15min。一百多年来，X射线影像设备发展历史，也就是围绕不断提高X射线影像质量、降低患者(受检者)剂量和工作人员受照剂量的发展历史。X射线基础宏观物质世界的组成原子是非常微小的，原子直径的数量级为原子是非常微小的，原子直径的数量级为原子是非常微小的，原子直径的数量级为原子是非常微小的，原子直径的数量级为1010-10-10mm。定义为。定义为。定义为。定义为1 1埃，记为埃，记为埃，记为埃，记为lAlA。原子核直径仅几十费米原子核直径仅几十费米原子核直径仅几十费米原子核直径仅几十费米(10(10-15m-15m)，密度高达，密度高达，密度高达，密度高达1.66E+111.66E+11吨吨吨吨/Cm/Cm3 3，原子的质量几乎全部，原子的质量几乎全部，原子的质量几乎全部，原子的质量几乎全部集中在原子核，核外电子在各自不同能量级的轨道绕原子核作高速运动。集中在原子核，核外电子在各自不同能量级的轨道绕原子核作高速运动。集中在原子核，核外电子在各自不同能量级的轨道绕原子核作高速运动。集中在原子核，核外电子在各自不同能量级的轨道绕原子核作高速运动。质子和中子统称为核子质子和中子统称为核子质子和中子统称为核子质子和中子统称为核子核子质量核子质量核子质量核子质量1.67E-24g1.67E-24g；电子质量电子质量电子质量电子质量 9.1E-28g9.1E-28g。(1836(1836倍倍倍倍)物质原子电子原子核中子质子夸克X射线基础原子结构 电子轨道电子轨道 壳层里可以容纳的最大电子数目可用壳层里可以容纳的最大电子数目可用2n2n2 2来表示，但是，原子核最外面的壳来表示，但是，原子核最外面的壳层却最多只能容纳层却最多只能容纳8 8个电子个电子 在某一轨道上的电子具有一定的能量。在某一轨道上的电子具有一定的能量。K K壳层轨道上的电子能量最低，越往外壳层轨道上的电子能量最低，越往外层轨道上的电子能量越高。层轨道上的电子能量越高。锌（锌（Zn）原子的结构）原子的结构X射线基础a.a.激发激发电子可以吸收外来的能量，从能量较低的轨电子可以吸收外来的能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，这种现象叫做激发。道跃迁到能量较高的轨道，这种现象叫做激发。b.b.电离电离如果吸收外来的能量较大，使得轨道上的电如果吸收外来的能量较大，使得轨道上的电子脱离原子核的吸引力子脱离原子核的吸引力(束缚束缚)而成为自由电子，这种现而成为自由电子，这种现象叫做电离。象叫做电离。c.c.特征特征X X射线射线当电子从能量较高的外层轨道跃迁到能当电子从能量较高的外层轨道跃迁到能量较低的内层轨道时，电子将多余的能量以量较低的内层轨道时，电子将多余的能量以X X射线（光射线（光子）的形式发射出来。子）的形式发射出来。(不同原子的特征不同原子的特征X X射线各异射线各异)原子能量的改变X射线基础X射线基础(X射线产生的原理)X X射线的产生射线的产生1 1：高能：高能电子经过原子核，电子经过原子核，受到核库仑场作用，受到核库仑场作用，损失能量以连续谱损失能量以连续谱X X射线形式释放。射线形式释放。X X射线的产生射线的产生2 2：高能：高能电子击飞原子内层电子击飞原子内层电子，外层电子补电子，外层电子补充空穴时释放特征充空穴时释放特征X X射线。射线。+特征特征X射线射线+连续连续X射线射线X射线基础(医用X射线的产生)在医学诊断用的在医学诊断用的在医学诊断用的在医学诊断用的X X X X线管中，被线管中，被线管中，被线管中，被加热的灯丝发射出电子，在加热的灯丝发射出电子，在加热的灯丝发射出电子，在加热的灯丝发射出电子，在30303030120120120120千伏高压的作用下，灯丝千伏高压的作用下，灯丝千伏高压的作用下，灯丝千伏高压的作用下，灯丝射出的电子被吸引到阳极靶子射出的电子被吸引到阳极靶子射出的电子被吸引到阳极靶子射出的电子被吸引到阳极靶子上，这些电子与靶内的原子相上，这些电子与靶内的原子相上，这些电子与靶内的原子相上，这些电子与靶内的原子相互作用产生互作用产生互作用产生互作用产生X X X X射线，射线，射线，射线，X X X X射线穿过射线穿过射线穿过射线穿过管壁发射出来。只有少于管壁发射出来。只有少于管壁发射出来。只有少于管壁发射出来。只有少于1%1%1%1%的的的的入射电子能量转换成了入射电子能量转换成了入射电子能量转换成了入射电子能量转换成了X X X X射线，射线，射线，射线，99%99%99%99%的转化成热能。的转化成热能。的转化成热能。的转化成热能。旋转阳极式X线管左图：X射线基础(医用X射线的产生)X射线基础(医用X射线的产生)X射线基础（X射线与物质的相互作用）+射线射线光电效应光电效应光电子光电子Ee ：电子的动能电子的动能E:射线的能量射线的能量Ei :Ei :第第i i层电子结合能层电子结合能光电效应X射线基础（X射线与物质的相互作用）+入射入射射线射线Compton效应效应Compton电子电子出射出射射线射线Ee ：电子的动能E:射线的能量 :散射角（如图）meC2:电子的静态质量能康普顿散射降低图象的对比度ComptonCompton效应：效应：Z2X射线基础（X线的性质）X线在本质上属电磁波。物理特性：(a)穿透作用穿透作用:X线波长短，能量大，能穿透一般光线不能穿透的物质。用来检查人体内部器官的结构是很合适的。(b)荧光作用荧光作用:当X线照射某些物质时可产生荧光，利用这一性质，可以在荧光屏上直接观察X线图像。X射线基础（X线的性质）物理特性：物理特性：(c)c)电离作用电离作用电离作用电离作用:具有足够能量的具有足够能量的X X线光子不仅能击脱物线光子不仅能击脱物质原子轨道上的电子，使该物质产生一次电离，质原子轨道上的电子，使该物质产生一次电离，而且脱离原子的电子又与其它原子相碰，还会产而且脱离原子的电子又与其它原子相碰，还会产生二次电离。气体分子被电离后，其电离电荷很生二次电离。气体分子被电离后，其电离电荷很容易被收集，于是人们可以根据气体分子电离电容易被收集，于是人们可以根据气体分子电离电荷的多少来测定荷的多少来测定X X线的剂量。许多线的剂量。许多X X线检测器就是线检测器就是利用这一原理制成的。利用这一原理制成的。X射线基础（X线的性质）物理特性：(d):生物效应生物效应:X线是一种电离辐射。生物细胞经一定量的X线照射后会受到损害甚至坏死。利用X线的这个效应，可以用放射治疗的方法来破坏肿瘤组织。当然，人体受到一定剂量X线的照射后，也会导致正常组织的损伤。X射线基础（X线的性质）化学特性：（e）感光作用感光作用：能使胶片感光，胶片乳剂中的溴化银受X光照射感光，经过化学显影，还原出黑水的金属银颗粒。（f）脱水作用（着色作用）脱水作用（着色作用）：某些物质经X光长期照射后，因结晶脱水而逐渐改变颜色。X射线基础(透视成像)第一代的荧光透视第一代的荧光透视第一代的荧光透视第一代的荧光透视接收器是一块平板荧光接收器是一块平板荧光接收器是一块平板荧光接收器是一块平板荧光屏。平板荧光屏透视检屏。平板荧光屏透视检屏。平板荧光屏透视检屏。平板荧光屏透视检查方法的主要缺点是屏查方法的主要缺点是屏查方法的主要缺点是屏查方法的主要缺点是屏的亮度比较低，观察起的亮度比较低，观察起的亮度比较低，观察起的亮度比较低，观察起来比较吃力。放射科医来比较吃力。放射科医来比较吃力。放射科医来比较吃力。放射科医生在进行透视工作前，生在进行透视工作前，生在进行透视工作前，生在进行透视工作前，一般要在黑暗环境中待一般要在黑暗环境中待一般要在黑暗环境中待一般要在黑暗环境中待15151515分钟左右才能使自己分钟左右才能使自己分钟左右才能使自己分钟左右才能使自己的眼睛适应黑暗环境。的眼睛适应黑暗环境。的眼睛适应黑暗环境。的眼睛适应黑暗环境。只能提供一个重叠的阴只能提供一个重叠的阴只能提供一个重叠的阴只能提供一个重叠的阴影像。影像。影像。影像。X射线基础(透视成像)为解决荧光屏亮度低的问题，现代X射线成像系统中都采用了影像增强管。影像增强管的引入是透视X射线成像系统的一项重大改进。影像增强管影像增强器的组成影像增强器的组成1.1.输入窗输入窗：X X线的入射窗口线的入射窗口（玻璃或薄金属板）（玻璃或薄金属板）2.2.闪烁晶体闪烁晶体：将：将X X线图像转换线图像转换成荧光影像（兰光）成荧光影像（兰光）3.3.光电阴极光电阴极：一层极薄的光电：一层极薄的光电发射膜，受光照射时逸出发射膜，受光照射时逸出光电子光电子4.4.电极电极：阳极阴极之间加直流：阳极阴极之间加直流高压，对光电子起加速作高压，对光电子起加速作用；栅极加直流电压，对用；栅极加直流电压，对电子起聚焦作用电子起聚焦作用X射线基础(透视成像)影像增强器的组成影像增强器的组成5.5.输出荧光屏输出荧光屏：在玻璃基板上：在玻璃基板上涂一层涂一层PtOPtO荧光粉，其上敷荧光粉，其上敷铝膜，高速电子可穿透铝膜铝膜，高速电子可穿透铝膜达到荧光粉层使其发出荧光，达到荧光粉层使其发出荧光，铝膜可防止光的反向传播铝膜可防止光的反向传播6.6.输出窗输出窗：由玻璃或光纤面板：由玻璃或光纤面板制成，摄像头可摄取此窗口制成，摄像头可摄取此窗口上的荧光影像上的荧光影像7.7.管壳管壳：大型真空器件：大型真空器件X射线基础(透视成像)X射线基础(透视成像)影像增强器电视系统(X-TVX-TV)X-TVX-TV的的优优点点影像亮度高影像亮度高 改暗室工作改暗室工作环环境境为为明室明室环环境，境，使一些需在透使一些需在透视监视视监视下的手下的手术术得以得以实实施施 ；由于增由于增强强器和器和电电子子电电路具有放大作用，路具有放大作用，进进行行同同样样的的诊诊断操作，断操作，X X线剂线剂量可减少量可减少7 71010倍倍；由于由于X X线剂线剂量减少，量减少，延延长长了了X X线线管的工作寿命管的工作寿命，并可并可采用微焦点，使采用微焦点，使图图像更清晰像更清晰；X射线基础(透视成像)影像清晰影像清晰 电视图像质量远远优于荧光屏电视图像质量远远优于荧光屏图像，有利于病变的早期发现；图像，有利于病变的早期发现；医生和病人受照剂量小医生和病人受照剂量小 可实现隔室遥控可实现隔室遥控操作，医生完全脱离操作，医生完全脱离X线的伤害；线的伤害；影像可远距离传送并可录像保存影像可远距离传送并可录像保存 电视图电视图像信号可以被存储、传输和做后期处理，像信号可以被存储、传输和做后期处理，便于供教学和会诊使用。便于供教学和会诊使用。X射线基础(透视成像)X-TVX-TV的优点的优点X射线基础(胶片摄影成像)X射线胶片摄影与X射线透视的不同在于用摄影胶片代替透视的荧光屏。入射的X射线在胶片上形成潜影，然后经过显影、定影处理，将影像固定在胶片上。用X射线直接对胶片曝光的效率是比较低的。在临床中使用屏-胶片系统作为投影X射线成像系统的接收器。它是由涂上感光乳胶的胶片和与胶片紧密接触的一个或两个荧光增强屏组成的。荧光增强屏是涂有荧光材料的薄层。X射线基础(胶片摄影成像)X射线的能量由增感屏吸收，并将其能量的一部分（大约520%）转变为荧光。此荧光再使胶片曝光。由于增感屏的荧光物质对X射线较敏感，使胶片曝光所需的实际X射线辐射剂量大幅度地降低。但使用增感屏会使图像产生一定程度的模糊。X射线基础(胶片摄影成像)片基感光乳胶片基X射线直接胶片摄影X射线感光乳胶片基增感屏增感屏胶片摄影X射线基础(胶片摄影成像)X射线摄影照片的分辨率比较高，用摄影胶片作为X射线图像的永久记录仍然是目前临床上常用的方法。但是，为了得到照片，必须配备一套冲洗设备，操作过程也比较麻烦(在暗室中操作)。X射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）对比度分析简单模型1.对比度X射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）在在X-rayX-ray成像系统中，图象的对比度仅仅与被探成像系统中，图象的对比度仅仅与被探查物体的厚度查物体的厚度L L2 2及被探查物与周围组织间的线性及被探查物与周围组织间的线性衰减系数之差有关，而与照射对象的总厚度无关衰减系数之差有关，而与照射对象的总厚度无关（理想情况下）。（理想情况下）。为了提高图像的对比度为了提高图像的对比度,通常采取以下措施通常采取以下措施:(1):(1):使用造影剂使用造影剂 (2):(2):克服散射对图像对比度的影响克服散射对图像对比度的影响(滤线栅滤线栅)X射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）使用造影剂使用滤线栅管电压75KV，无滤线栅管电压75KV，有滤线栅X射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）2.不锐度 衡量图像模糊程度的指标衡量图像模糊程度的指标*几何不锐度几何不锐度 (被检查的物体静止，也称几何伪影被检查的物体静止，也称几何伪影)造成原因造成原因:X X射线源有一定的尺寸射线源有一定的尺寸(焦点不是点源焦点不是点源)解决解决:将探查物尽可能接近记录器将探查物尽可能接近记录器X射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）*移动不锐度移动不锐度(也称运动伪影也称运动伪影)问题成因问题成因:物体的运动物体的运动解决方案解决方案:加大管电流加大管电流,缩短成像时间缩短成像时间被探查物X线管Ud记录器。mX射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）2.不锐度 指影像系统所能分辨的两个相邻物体间的最小距离.用单位距离的线对数（即单位距离中所含的线条条数）来表达.LP/mm.X射线基础（评价成像系统与图象质量的客观标准）（评价成像系统与图象质量的客观标准）3.分辨力主要表现为：1.数量庞大的胶片使存储、查阅的效率低。2.摄影采用模拟技术，图像灰阶度分辨率低，不便用计算机处理、储存和传输，更不能异地医生同时观察一幅图像（如远程诊断或电话会诊），不便实现多人共享。3.X线摄影需要的曝光剂量相对较大，且X线摄影一旦完成，影像质量再不能改善，当质量达不到要求时往往需要重摄，给投照者和患者带来负担。X射线基础（传统（传统X X线摄影的弊端）线摄影的弊端）在传统的投影在传统的投影X X射线成像设备中，所记录和显示的信射线成像设备中，所记录和显示的信号都是模拟信号，在模拟号都是模拟信号，在模拟X X射线摄影中因为记录器的动射线摄影中因为记录器的动态范围很小。要求态范围很小。要求严格掌握曝光剂量严格掌握曝光剂量严格掌握曝光剂量严格掌握曝光剂量，另外，另外，对所记对所记对所记对所记录的图像也很难做进一步的处理。录的图像也很难做进一步的处理。录的图像也很难做进一步的处理。录的图像也很难做进一步的处理。现代的数字现代的数字X X射线摄影采用了动态范围大的数据采集射线摄影采用了动态范围大的数据采集系统，克服了胶片摄影系统的局限性。此外，数字图系统，克服了胶片摄影系统的局限性。此外，数字图像便于处理、存储、归档与通信，这些特点也是传统像便于处理、存储、归档与通信，这些特点也是传统的模拟系统所不能比拟的。的模拟系统所不能比拟的。X射线基础（数字X线成像）CR CR将透过人体的将透过人体的X X线影像信息记录在存储荧光板线影像信息记录在存储荧光板（storagestoragephosphorphosphorplateplate，简称简称SPPSPP）上，构成潜上，构成潜影。用激光束以影。用激光束以2510251025102510的像素矩阵（像素约的像素矩阵（像素约0.1 0.1 mmmm大小）对大小）对SPPSPP进行扫描读取，经计算机计算处理，通过进行扫描读取，经计算机计算处理，通过改善影像的细节、图像降噪、灰阶对比度调整、影像放改善影像的细节、图像降噪、灰阶对比度调整、影像放大、数字减影等，将经处理的影像特征信息在荧屏上显大、数字减影等，将经处理的影像特征信息在荧屏上显示图像，还可用激光照相机记录其图像。示图像，还可用激光照相机记录其图像。X射线基础（数字X线成像）计算机X线摄影（computed radiography，CR）CR摄影条件低，为传统X线摄影的1223；摄影条件的宽容范围宽；数字化图像可存储于光盘中，为医学影像存档与通讯系统的应用创造了条件。CR最显著的优点在于：将传统的X线技术与现代计算机技术相结合，使大小传统X线机免遭淘汰。X射线基础（数字X线成像）计算机X线摄影（computed radiography，CR）优点：（1）灵敏度高（2）动态范围高（3）影像更清晰缺点：（1）时间分辨力较差（2）不能满足动态器官和结构的显示X射线基础（数字X线成像）计算机X线摄影（computed radiography，CR）DRDR直接将直接将X X线光子转换为数字化图像。线光子转换为数字化图像。CRCR和和DRDR由于均由于均采用数字技术，动态范围广，有很宽的曝光宽容度，允采用数字技术，动态范围广，有很宽的曝光宽容度，允许照相中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的许照相中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像；部位，也能获得很好的图像；CRCR和和DRDR均可根据临床需要均可根据临床需要进行各种图像后处理（如滤波，放大、拼接以及距离、进行各种图像后处理（如滤波，放大、拼接以及距离、面积、密度测量等丰富的功能），为影像诊断中的细节面积、密度测量等丰富的功能），为影像诊断中的细节观察、前后对比、定量分析提供技术支持。观察、前后对比、定量分析提供技术支持。数字X线摄影(Digital Radiography,DR)X射线基础（数字X线成像）非晶态硅型平板探测器 X射线基础（数字X线成像DDR探测器）X射线基础（CR与DR比较）减影技术最早应用于血管系统的研究。在病人的血管减影技术最早应用于血管系统的研究。在病人的血管中注入造影剂（造影剂对中注入造影剂（造影剂对X X线的衰减系数大于人体的骨线的衰减系数大于人体的骨骼和软组织）。摄下同一部位注入造影剂前后的两帧图骼和软组织）。摄下同一部位注入造影剂前后的两帧图像。原则上讲，只要将这两帧图像相减，就能消除血管像。原则上讲，只要将这两帧图像相减，就能消除血管外其余的组织形象，而只保留造影血管的图像。减影后外其余的组织形象，而只保留造影血管的图像。减影后的图像突出了差异部分，更易于判读、处理及分析。的图像突出了差异部分，更易于判读、处理及分析。X射线基础（数字减影血管造影技术DSA）X射线基础（模拟影像与数字影像对比）按高压变压器的工作频率可分为：工频X线机（50Hz）中频X线机（40020kHz）高频X线机（20kHz）X射线基础（医用诊断X线机分类）自整流、单相全波整流、三相全波整流。自整流X线机多为1050mA的小型线机。单相全波整流线机多为100500mA的中、大型线机(电压波动范围为10)。三相全波整流线机多为500mA以上的大型线机(输出kV波形平稳，电压波动范围为3.4%，产生的软线少，产生线量的效率高，有利于短时间曝光的动态摄影)。X射线基础（医用诊断X线机分类）工频X线机按整流方式可分为：工频线机的缺点：（）体积重量大；（）输出波形脉动率高、线剂量不稳定、软射线成分较多；（）曝光参量的准确性和重复性较差。为解决这些问题，将直流逆变技术引入线机中，使高压发生器的工作电源由工频提高到中频，甚至高频。X射线基础（医用诊断X线机分类）工频X线机的局限性1.1.结构笨重、自动化程度低结构笨重、自动化程度低500mA X500mA X线机的线机的线机的线机的高压发生器高压发生器高压发生器高压发生器和和和和操作控制台操作控制台操作控制台操作控制台X射线基础（医用诊断X线机分类）工频X线机的局限性 2.2.图像质量差图像质量差KVT(s)1000.010.020.030.04040不稳定的不稳定的不稳定的不稳定的X X射线射线射线射线软软软软X X射线射线射线射线X射线基础（医用诊断X线机分类）工频工频X X线机的局限性线机的局限性 3.3.曝光参数精度低曝光参数精度低 KVKV与与mAmA是相互关联的，依靠是相互关联的，依靠KVKV补偿和空间电荷补偿的补偿和空间电荷补偿的方法，曝光精度仍然很低方法，曝光精度仍然很低 曝光时间精度难以控制曝光时间精度难以控制 变压器的剩磁现象、电感性限制了最短的曝光时间以变压器的剩磁现象、电感性限制了最短的曝光时间以及对电路的冲击及对电路的冲击X射线基础（医用诊断X线机分类）中、高频线机的特点中、高频线机的特点1.1.病人的皮肤剂量低病人的皮肤剂量低：高压发生器输出波形近似：高压发生器输出波形近似于恒定直流，脉动率非常低，输出线的单色于恒定直流，脉动率非常低，输出线的单色性和能性大大提高，病人皮肤剂量大为降低；性和能性大大提高，病人皮肤剂量大为降低；2.2.成像质量高成像质量高：从线成像原理可知，连续线谱：从线成像原理可知，连续线谱的线，物质对其吸收不遵守指数规律，射线的线，物质对其吸收不遵守指数规律，射线通过物质后，不仅有光子数量的减少，而且还通过物质后，不仅有光子数量的减少，而且还有光子能量的变化，成像质量较差；而单能窄有光子能量的变化，成像质量较差；而单能窄束线，物质对其吸收遵守指数规律，射线透束线，物质对其吸收遵守指数规律，射线透过物体后，只有光子数量的减少，没有光子能过物体后，只有光子数量的减少，没有光子能量的变化，这对提高成像质量非常有利；量的变化，这对提高成像质量非常有利；X射线基础（医用诊断X线机分类）中、高频线机的特点3.3.输出剂量大输出剂量大：因中、高频机属恒定直流曝光，：因中、高频机属恒定直流曝光，故在胶片获得同样黑化度的情况下，中、高频故在胶片获得同样黑化度的情况下，中、高频机的机的mAsmAs值是工频机的值是工频机的60%60%；4.4.实时控制实时控制：曝光过程中可对：曝光过程中可对kVkV和和mAmA进行实时控进行实时控制，使每次曝光输出量都保持基本一致，而工制，使每次曝光输出量都保持基本一致，而工频机很难做到；频机很难做到；5.5.可实现超短时曝光可实现超短时曝光(mS(mS级级)；6.6.高压变压器体积小、重量轻（便携式、移动式高压变压器体积小、重量轻（便携式、移动式线机）线机）X射线基础（医用诊断X线机分类）中、高频线机的特点7.7.便于智能化便于智能化计算机控制可实现计算机控制可实现自动化控制技术自动化控制技术智能控制技术智能控制技术操作控制台操作控制台X射线基础（医用诊断X线机分类）医用X射线机影像质量控制 放射防护与影像质量保证的关系 据报道，我国同类型据报道，我国同类型X X射线诊断检查，在不同医院射线诊断检查，在不同医院和不同受检者之间，受检者受照剂量相差很大，可达和不同受检者之间，受检者受照剂量相差很大，可达几百倍。另外，由于几百倍。另外，由于X X线装置的运行质量和人员操作不线装置的运行质量和人员操作不当等原因，造成废片和重拍片，给受检者增加不必要当等原因，造成废片和重拍片，给受检者增加不必要的照射。我国每年有近的照射。我国每年有近3 3亿人次接受亿人次接受X X线诊断检查，且线诊断检查，且随着医疗事业的发展，接受随着医疗事业的发展，接受X X射线检查的频度逐年增加。射线检查的频度逐年增加。基于以上原因，一些国际组织和发达国家越来越重视基于以上原因，一些国际组织和发达国家越来越重视X X线诊断受检者的辐射防护问题。为降低全民受照剂量，线诊断受检者的辐射防护问题。为降低全民受照剂量，目前医用目前医用X X射线诊断的防护重点已由原来侧重于工作人射线诊断的防护重点已由原来侧重于工作人员向受检者的防护转变。员向受检者的防护转变。早在早在6060年代医用年代医用X X射线诊断设备质量保证与质量控射线诊断设备质量保证与质量控制就引起人们的关注。制就引起人们的关注。我国自我国自8080年代初、中期部分地区和单位较系统地年代初、中期部分地区和单位较系统地在放射学领域开展了在放射学领域开展了QAQA、QCQC的研究工作。的研究工作。实施质量保证与质量控制可带来以下三个方面好实施质量保证与质量控制可带来以下三个方面好处：处：1.1.降低受检者和工作人员的受照剂量；降低受检者和工作人员的受照剂量；2.2.降低废片率和重拍片率，节约资金、提高经济降低废片率和重拍片率，节约资金、提高经济效益；效益；3.3.保证保证X X射线机良好运行性能，为临床提供最佳诊射线机良好运行性能，为临床提供最佳诊断信息。断信息。医用X射线机影像质量控制 医用医用X X射线诊断影像质量保证和影像质量控制的依据射线诊断影像质量保证和影像质量控制的依据 国务院第国务院第449449号令颁布的号令颁布的放射性同位素与射线装置安全和防放射性同位素与射线装置安全和防护条例护条例第三十八条规定：使用放射性同位素和射线装置进行放第三十八条规定：使用放射性同位素和射线装置进行放射诊疗的医疗卫生机构，应当依据国务院卫生主管部门有关规定射诊疗的医疗卫生机构，应当依据国务院卫生主管部门有关规定和国家标准，制定与本单位从事的诊疗项目相适应的质量保证方和国家标准，制定与本单位从事的诊疗项目相适应的质量保证方案，遵守质量保证监测规范，按照医疗照射正当化和辐射防护最案，遵守质量保证监测规范，按照医疗照射正当化和辐射防护最优化的原则，避免一切不必要的照射，并事先告知患者和受检者优化的原则，避免一切不必要的照射，并事先告知患者和受检者辐射对健康的潜在影响。辐射对健康的潜在影响。卫生部卫生部4646号令发布的号令发布的放射诊疗管理规定放射诊疗管理规定进一步细化、规定进一步细化、规定了开展放射诊疗工作应具备的基本条件。了开展放射诊疗工作应具备的基本条件。医用医用X X射线诊断设备射线诊断设备影像质量控制检测规范影像质量控制检测规范(WS76-2011)(WS76-2011)，从管理上、技术上作了，从管理上、技术上作了明确规定。明确规定。医用X射线机影像质量控制 医用常规X射线诊断设备影像质量控制检测规范(WS76-2011)2011年4月6日发布，2011年9月30日实施。代替(WS/T 761996)、(WS/T189-1999)医用X射线诊断影像质量保证的一般要求(WS/T 761996)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射线机影像质量控制 X射线诊断的质量保证：为获得稳定的高质量的X射线诊断影像，同时又使人员受照剂量和所需费用达到合理的最低值所采取的有计划的系统行动。X射线诊断的质量控制：通过对X射线诊断设备的性能检测和维护，对X射线影像形成过程的监测和校正行动，保证诊断影像质量的技术。医用X射线机影像质量控制 X射线诊断设备：指所有对X射线诊断影像质量有影响的设备和部件，如X射线机、胶片盒、增感屏、冲洗机、观片灯等。医用X射线机影像质量控制 质量控制检测：质量控制检测分为验收检测、状态质量控制检测：质量控制检测分为验收检测、状态检测及稳定性检测。检测及稳定性检测。验收检测：验收检测：是是X X射线诊断设备安装完毕或重大维修后，射线诊断设备安装完毕或重大维修后，为鉴定其影响影像质量的性能指标是否符合约定值为鉴定其影响影像质量的性能指标是否符合约定值而进行的检测。而进行的检测。设备在状态检测中发现某项指标不设备在状态检测中发现某项指标不符合标准，但无法判断原因时，应采取进一步的验符合标准，但无法判断原因时，应采取进一步的验收检测方法进行检测。收检测方法进行检测。验证安装调试后相应影响影像的技术指标是否符合验证安装调试后相应影响影像的技术指标是否符合出厂标准、合同要求及检测规范要求；同时为以后出厂标准、合同要求及检测规范要求；同时为以后的状态检测和稳定性检测提供基准值（即对比参照的状态检测和稳定性检测提供基准值（即对比参照物）。对于验收进口设备，应以该厂方标准或合同物）。对于验收进口设备，应以该厂方标准或合同约定指标来衡量。约定指标来衡量。（由检测机构、院方、供货商共同实施）（由检测机构、院方、供货商共同实施）医用X射线机影像质量控制 状态检测是为评价设备状态而进行的检测。X射线诊断设备应每年进行状态检测。稳定性检测结果与基线值的偏差大于控制标准，又无法判断原因时也进行状态检测。(由检测机构实施)稳定性检测由院方实施医用X射线机影像质量控制 采用非介入式测量，即利用X射线的辐射特性，简便易行，满足临床需求；介入式测量，测量的量程下限较低，但设备必须连接到设备电子线路中，即费时又不安全，且带有破坏性（对设备运行产生干扰）。医用X射线机影像质量控制 1.X射线辐射输出量及重复性：在管电压、管电流、曝光时间不变的情况下，每次照射的X射线量是保证影像光密度一致的基本条件。输出量在短时间内的重复性实际上反映了管电压、管电流、曝光时间的重复性。控制标准：变异系数10。建立：建立：80Kv80Kv下，距焦点下，距焦点1 1米处，每毫安秒米处，每毫安秒X X射线辐射输出量的射线辐射输出量的 基线值。基线值。医用X射线机影像质量控制检测 摄影机主要检测指标：2.mAs的互换性和照射量的线性：当管电压确定后，不同管电流和照射时间组成相同的mAs，在相同的位置上应有相等的照射量。照射量的变化比例是否与mAs的变化比例相一致，这一特性对摄影的技术人员正确设置照射条件是极其重要的。控制指标：相邻两档间10。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：3.3.管电压偏差管电压偏差:(:(原则上选择原则上选择6060、8080、100Kv)100Kv)标称值与实测值的偏差标称值与实测值的偏差 5Kv5Kv或或5%5%。偏差偏差（测定值设定值）（测定值设定值）/测定值测定值100%100%。应注意许多机器改变应注意许多机器改变mAmA档会影像机器的实际档会影像机器的实际KvpKvp值。值。该值的准确性主要影响该值的准确性主要影响x x射线的线质，即穿透能力。射线的线质，即穿透能力。原检测规范原检测规范 1010医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：4.曝光时间指示偏差：t0.1S，10以内。t0.1S，15%以内或2ms。该指标主要检查曝光限时电路的工作情况，偏差超标或不稳定，将导致曝光不足或过度。原检测规范10ms以内医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：管管电压电压指示的偏离指示的偏离曝光曝光时间时间指示的偏离指示的偏离输输出量出量输输出量重复性出量重复性输输出量出量线线性性5.半值层（HVL）也称X射线的线质：在给定高压下，一般选取80Kv。HVL 2.3 mmAl。半值层可以提供X射线束的总过滤数据，过滤不足可能造成受检者接收不必要的照射，但过滤过大会减少影像的对比度及所需的诊断信息。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：有用线束半值层6.6.X X射线束垂直度偏差及照射野与灯光野偏差：射线束垂直度偏差及照射野与灯光野偏差：灯光野与照射野的偏差灯光野与照射野的偏差中心偏差小于中心偏差小于SIDSID的的1 1；任何一边偏差边界小于任何一边偏差边界小于SIDSID的的1 1；垂直度偏差垂直度偏差33o o一般选择距焦点一般选择距焦点1 1米处。米处。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：SIDSID值值的偏离的偏离有用有用线线束垂直度偏离束垂直度偏离光野与照射野四光野与照射野四边边的偏离的偏离光野与照射野中心的偏离光野与照射野中心的偏离照射野与影像接收器的偏离照射野与影像接收器的偏离注意标记点方向，确定中心偏差的方位。SID偏差？SID=I(h+p)/(I-o)SID=I(h+p)/(I-o)可得出：I=SID*O/SID-(h+p)O=1.3cm,h=15cm,p=5cm取值：SID=100cm、101.5cm、102cm分别计算I100、I101.5和I102I100=1.625cm;I101.5=1.619cm；I102=1.617cm7.7.有效焦点尺寸：有效焦点尺寸：X X线管焦点尺寸及其信息传递功能是影像影像质量线管焦点尺寸及其信息传递功能是影像影像质量的重要因素之一。的重要因素之一。当在验收检测或成像设备分辨率不能满足临床诊当在验收检测或成像设备分辨率不能满足临床诊断要求时，应进行断要求时，应进行X X线管焦点的测量。我们采用线管焦点的测量。我们采用2 2o o星卡，其空间频率星卡，其空间频率0.50.57.21Lp/mm7.21Lp/mm。该指标主要。该指标主要影响胶片影像的分辨率和清晰度，特别是在放大影响胶片影像的分辨率和清晰度，特别是在放大摄影时。该焦点尺寸是球管的固有特性，不能改摄影时。该焦点尺寸是球管的固有特性，不能改变。其值的大小，可以从一个侧面反映球管阴极变。其值的大小，可以从一个侧面反映球管阴极发射电子的聚焦情况和阳极靶面的完好情况。可发射电子的聚焦情况和阳极靶面的完好情况。可利于阳极小焦点特性，进行某方向放大摄影。利于阳极小焦点特性，进行某方向放大摄影。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：有效焦点尺寸 8.自动曝光限时装置（包括照射量测量装置和照射量控制电路）：能在受检者体形及照射条件发生较大变化时，保持稳定的放射摄影效果。光密度偏差：高质量设备光密度变化应在0.2D。80Kv下，长期稳定性检测中，光密度相对基准值的变化应小于0.3D。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：偏差超标的原因有：自动曝光限时器的管电压补偿性能不好；胶片与增感屏组合的特性与设计值相差过大（X线探测器和增感屏的感度对于不同管电压来说是不固定的，随着线质的变化而变化，给照片密度带来影响。）；部件损坏；设计不佳。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：a a、响应时间：自动曝光控制系统发出的、响应时间：自动曝光控制系统发出的X X线停止线停止信号和实际停止照射时的时间差，此特性在被照信号和实际停止照射时的时间差，此特性在被照体厚较小的断时间曝光时尤为突出。体厚较小的断时间曝光时尤为突出。b b、管电压特性：片屏系统的管电压特性和自动、管电压特性：片屏系统的管电压特性和自动曝光控制系统曝光控制系统X X线探测器特性之间的关系称为管电线探测器特性之间的关系称为管电压依存性，两者特性完全一致是最理想的。压依存性，两者特性完全一致是最理想的。c c、被照体厚特性：在体厚大、曝光时间长时，应、被照体厚特性：在体厚大、曝光时间长时，应探测器受暗电流的影响，会使实际密度值比预期探测器受暗电流的影响，会使实际密度值比预期值低。值低。医用X射线机影像质量控制 摄影机主要检测指标：1.1.X X射线空气比释动能率：射线空气比释动能率：不仅涉及受检者剂量，也关系到透视影像质量及诊断效果。不仅涉及受检者剂量，也关系到透视影像质量及诊断效果。对于普通荧光屏透视，由于荧光屏的比亮度（荧光屏在单对于普通荧光屏透视，由于荧光屏的比亮度（荧光屏在单位比释动能率照射下的发光亮度）有限，人的眼睛虽然通位比释动能率照射下的发光亮度）有限，人的眼睛虽然通过暗适应可以提高灵敏度，但是