非介入式医用诊断x线机摄影参数测试系统研制

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1、符号说明英文缩写英文全称kv劬evoltagemAtu_becurrentIThbecun．encytTiⅡ1eofexposureIexposuretiInekvpPamIn础ofKvetcKvMCUmea璐M．jcrocon由的lkrUIlitNEPNoiseEqui诎entPow盯S中文全称管电压管电流曝光时间曝光参数单片机噪声等效功率前言一、课题研究的背景与意义X线是德国著名物理学家伦琴子1895年发现的，是人类科学史上的极其重大的事件，从此开创了物理学和影像学的新时代。随着医疗保健事业的发展

2、，接受医疗照射的人数愈来愈多。有资料统计，若按医疗保健水平从高到低将世界上的国家分为I、II、m、Ⅳ类，对于I类保健水平高的国家，每年进行医学X线检查的频度是890次每1000人，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类国家分别是120、70、和9次每1000人【l】。在医疗照射中，以诊断为目的的照射又占有主导地位。医疗照射是人类受到人工照射的主要来源。人类由于医疗照射所致的年集体有效剂量约为天然辐射源所致的年集体有效剂量的七分之一闭。为了保证X射线诊断机的放射影像质量，减少被诊断患者及其相关工作人员的辐射吸收剂量，我们必须对

3、X射线诊断机进行质量控制。管电压仪Ⅵ、管电流(n认)和曝光时间(t)是诊断X射摄影成像的重要参数。各种X射线诊断检查都应在最佳峰值管电压(1【Vp)、管电流和时间设置条件下进行。kVp设置不当或设置不准确，X射线影像可能会失去一些重要的信息(细节)，并将直接导致患者受照射剂量的增加。例如乳腺摄影，管电压变化lkVp，输出量可变化14％。【3】X射线辐射强度与管电流成正比，与管电压的平方也成正比。所以与管电流变化相比，管电压变化更能引起辐射剂量的变化，因此管电压的准确度是至关重要的。所以实施诊断X射线机

4、的管电压取Ⅵ、管电流(mA)和曝光时间(t)等重要参数的检测，使检测设备处于最佳运行状态，对保证诊断影像质量和减少患者受照射剂量有着极其的重要意义。【4】二、国内外研究的现状在应用放射线进行诊断和治疗中，我们需要了解放射源所输出的射线强度，以确定所采取的照射量是否符合临床的要求；需要定量测量被照射的肢体或病灶所吸收的射线剂量的大小，从而判断能否达到预期的疗效；需要对X射线或其他类型的辐射所形成的射线场进行定量测量，以判断对辐射所设置的屏蔽以及为工作人员所提供的放射防护水平能否达到所规定的安全标准。在X

5、线摄影成像的重要参数中，以管电压(kV)的测量最为复杂。目前测量诊断X射线机kVp有很多种方法：能谱法：利用已知元素的K吸收特征能量峰校准X射线高压发生器【51。我们将辐射探测器(锗)和单／多道分析器等等组成的谱仪可以测得最大能量峰值，测量靶材料K6吸收特征峰所对应的能量，测的能量大小与峰值电压相对应。这种方法为峰值电压的绝对测量方法，但是此测量装置较为复杂、而且使用费用高，较适用于生产厂家或计量部门，不适宜作为常规使用中质量控制。高阻表／分压器法：适用于X射线机产品和测量仪表的校准。在测量时，要由专

6、业技术人员将连接X射线管和高压发生器的电缆拆开，接入分压器(或高阻表)。旧再通过示波器观察高压波形及其高度以此确定kV．p值，测量准确度和精密度可达1％。缺点是这是一种介入操作方法，若操作不当可能引起错误的测量结果，甚至测量设备的损坏，故不宜于在常规质量控制中应用。WiscosiIlkV检测盒【刀：是较早使用的一种非介入测量方法。它的检测设备成本较低，但是由于检测盒要使用胶片，需冲洗和测量光密度，不仅操作很复杂，每一环节都有可能产生小的误差．一次曝光只能测量一个kVp值，效率比较低，并且无法直接测量X

7、线曝光时间。非介入式摄影参数测量方法，采用加厚PN节加厚设计的P玳型si光敏二极管探头组成x线探测器与数字电路组合，实现全部曝光参数实时测量；一次曝光不仅可得到各种kVp值，还可打印出kV波形和辐射波形，给出波纹系数等多种数据进行统计分析，是一种理想的X射线诊断设备质量控制工具。并可用作设备生产，查找故障和维修的检测工具。目前国外非介入式X线摄影综合参数测量仪器价格昂贵，而国内尚没有相关研究报道，更没有商用设备提供。所以，研制一种非介入式医用x线机摄影参数测试系统，对X线的测量的意义显得尤为重要。三、

8、课题组成本课题在研制非介入式X线机综合参数测量装置的基础上，实现kV、InA及曝光时间的非介入式测量。自1995年推出第一台平板探测器(FlatP趾elDetector)设备后，广大学者技术水平呈持续提高状态，特别是近年来在科研水平的继续提高的基础上，研究层次的不断深入，平板探测技术的得到飞跃性的发展。在平板探测器的研发及生产过程中，平板探测技术可以分为直接型、间接型及多丝正比电离室型三种。本课题因考虑到生产成本及产品的实际用途等多方面因素，故采用P烈光