X光透視系統(tǒng)的質(zhì)量控制

本刊海外編輯部，北京 100022

X光透視系統(tǒng)的質(zhì)量控制

張冠石

本刊海外編輯部，北京 100022

X光透視系統(tǒng)是利用多角度X光掃描圖像，對(duì)患者身體內(nèi)部構(gòu)造實(shí)時(shí)成像的放射影像學(xué)技術(shù)。由于其可以實(shí)時(shí)展示患者身體內(nèi)部的變化，因此逐漸成為醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)中不可或缺的組成部分。對(duì)X光透視系統(tǒng)的質(zhì)量控制操作，主要針對(duì)其圖像質(zhì)量和放射劑量進(jìn)行，根據(jù)不同的目的和重要性，不同操作的頻率也會(huì)有所不同。

X光透視系統(tǒng)；質(zhì)量控制；放射劑量

X光透視檢查是醫(yī)學(xué)影像學(xué)中放射劑量最大的技術(shù)之一。早在1995年，F(xiàn)DA就針對(duì)高劑量（HDR）X光透視系統(tǒng)的過(guò)度使用發(fā)布了警告。根據(jù)文獻(xiàn)資料[1-4]，歷史上有過(guò)多次高劑量X光透視系統(tǒng)造成患者燒傷的案例，因此對(duì)X光透視系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量控制，并限制X光透視掃描的放射劑量對(duì)保證患者和醫(yī)護(hù)人員的人身安全非常重要。由此，美國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)評(píng)審聯(lián)合委員會(huì)（JCAHO）規(guī)定，醫(yī)院需要準(zhǔn)確測(cè)量患者在接收X光透射檢查時(shí)的表皮劑量，以便準(zhǔn)確調(diào)整掃描的射線強(qiáng)度。

X光透射系統(tǒng)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的核心設(shè)備之一，因?yàn)樵撛O(shè)備經(jīng)常用于各種介入性操作和血管造影術(shù)等，因此需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行完備的質(zhì)量控制。對(duì)X光透射系統(tǒng)的質(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)由臨床工程師、醫(yī)學(xué)物理師和放射技師協(xié)同完成。

1 日質(zhì)量控制流程

若沒(méi)有特殊情況，則無(wú)需每天對(duì)熒光鏡系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量控制的相關(guān)測(cè)試。例如，若放射科醫(yī)生發(fā)覺(jué)系統(tǒng)分辨率下降或出現(xiàn)圖像噪聲等間歇性問(wèn)題，那么醫(yī)工人員有必要在一段時(shí)間內(nèi)每天對(duì)X光透視設(shè)備做質(zhì)控測(cè)試，以判斷問(wèn)題原因。根據(jù)文獻(xiàn)記載[5]，有研究人員設(shè)計(jì)過(guò)針對(duì)X光透射系統(tǒng)質(zhì)控流程的體模，同時(shí)這種體模也有生產(chǎn)商進(jìn)行生產(chǎn)和銷售。

2 月質(zhì)量控制測(cè)試

X光透視系統(tǒng)的周期性功能測(cè)試應(yīng)當(dāng)由實(shí)際操作的技師完成。該測(cè)試應(yīng)當(dāng)使用針對(duì)X光透視系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體模（1個(gè)衰減器、1個(gè)細(xì)線網(wǎng)格和1把梯度尺）完成，可以用于測(cè)量該設(shè)備的空間分辨率和成像對(duì)比度。研究人員可以設(shè)置固定的球管電壓和電流來(lái)獲取具有可比性的成像結(jié)果，然后通過(guò)比對(duì)每次測(cè)試的結(jié)果，來(lái)判斷兩次測(cè)試之間該透視系統(tǒng)是否有功能偏差。

3 年質(zhì)量控制測(cè)試

3.1 常用放射劑量水平測(cè)量

普通X光透射操作中，患者經(jīng)皮劑量及反射劑量的測(cè)量對(duì)于估算患者以及醫(yī)護(hù)人員可能接受的放射照射非常重要，因此此項(xiàng)測(cè)試每年應(yīng)當(dāng)不少于1次，而且監(jiān)管機(jī)構(gòu)也很可能要求更高的測(cè)試頻率，例如每季度或每月1次。

進(jìn)行常用劑量測(cè)試時(shí)，研究人員應(yīng)當(dāng)將X光透視設(shè)備設(shè)定在患者成像過(guò)程的常用參數(shù)環(huán)境下，并開(kāi)啟自動(dòng)亮度控制模式。通常情況下，研究人員可以使用不同厚度（10、20、30 cm等）的PMMA或其他仿人體材料，測(cè)量X光球管與體模之間的射線強(qiáng)度。如果相關(guān)測(cè)試要求將電離箱懸空放置于空氣中，則需要調(diào)整體模的形狀以及射線照射的方位，以保證電離箱與體模表面之間存在一定的間隔。

對(duì)于便攜式C形臂系統(tǒng)和C形臂或U形臂系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要進(jìn)行直射患者掃描床的相關(guān)測(cè)試，因?yàn)獒t(yī)護(hù)人員可以通過(guò)調(diào)整球管的方位，從側(cè)面對(duì)患者進(jìn)行掃描，從而有效防止床體對(duì)射線的干擾。

進(jìn)行經(jīng)皮劑量和反射劑量測(cè)量時(shí)，如果將球管-患者的距離設(shè)定為100 cm，那么用于測(cè)量劑量水平的電離箱就應(yīng)當(dāng)放置于距離X光傳感器30 cm處。如需將電離箱懸空，則可以將電離箱與傳感器之間的距離調(diào)整為50 cm，以保證電離箱與患者之間有一定的空間。研究人員可以使用傳感器測(cè)量傳感器位置的放射劑量，然后通過(guò)平方反比定律計(jì)算其前方30 cm位置的放射劑量。

若被測(cè)試的X光透視系統(tǒng)采用從前向后或者從后向前的側(cè)面掃描模式，則其在掃描過(guò)程中，由X光的折射和反射而形成的偽影應(yīng)當(dāng)集中于球管-患者距離的一半處，因此在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，研究人員通常需要將電離箱放置于球管與體模連線上，從而通過(guò)調(diào)整電離箱和體模之間是否存在空隙來(lái)決定是否測(cè)試反射劑量。研究人員應(yīng)當(dāng)于球管-患者距離的中點(diǎn)偏向X光焦點(diǎn)一側(cè)15 cm處預(yù)測(cè)患者經(jīng)皮劑量。如果被測(cè)X光透視系統(tǒng)具有高劑量成像功能，則上述質(zhì)控流程也應(yīng)包括該功能。

3.2 最高放射劑量水平測(cè)量

如果要測(cè)量X光透視設(shè)備的最高放射劑量水平，研究人員應(yīng)當(dāng)盡力避免體模材料對(duì)X光的折射[6-8]，因此不應(yīng)使用有折射效應(yīng)的PMMA體模。正常情況下，研究人員應(yīng)當(dāng)在X光接收器前方放置一塊鉛板，并開(kāi)啟X光透視設(shè)備的劑量自動(dòng)調(diào)整功能，使被測(cè)試設(shè)備自動(dòng)將放射劑量調(diào)整至最高水平。

由于生產(chǎn)商和設(shè)備型號(hào)不同，不同的X光透視設(shè)備具有不同的劑量上限。美國(guó)醫(yī)學(xué)物理師協(xié)會(huì)（AAPM）建議，正常的X光透視系統(tǒng)劑量≤10 R/min，高劑量模式下≤20 R/min。

對(duì)于便攜式C形臂系統(tǒng)和C形臂或U形臂系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于醫(yī)護(hù)人員可以通過(guò)調(diào)整球管的方位，從側(cè)面對(duì)患者進(jìn)行掃描防止床體對(duì)射線的干擾，因此沒(méi)有必要進(jìn)行直射患者掃描床的相關(guān)測(cè)試。具體實(shí)施中，研究人員應(yīng)當(dāng)盡量縮短球管-患者距離，并將電離箱放置于X光接收器前30 cm處。由于接受器前方有鉛板隔阻，研究人員可測(cè)量被測(cè)設(shè)備的最高放射劑量水平。如果被測(cè)X光透視系統(tǒng)具有高劑量成像功能，則上述質(zhì)控流程也應(yīng)包括該功能。

3.3 成像質(zhì)量

X光透視檢查的圖像質(zhì)量應(yīng)包括兩個(gè)參數(shù)：空間分辨率和對(duì)比度。

3.3.1 空間分辨率

測(cè)定空間分辨率時(shí)，研究人員應(yīng)當(dāng)將一個(gè)線對(duì)體模置于X光接收器的中心。線對(duì)體模中的細(xì)線應(yīng)當(dāng)與X光透視系統(tǒng)的掃描方向和網(wǎng)格線各成45°，線對(duì)距離為0.7～5對(duì)/mm。具體操作時(shí)，研究人員應(yīng)當(dāng)使用0.8～1.2 mm的銅板進(jìn)行射線硬化，然后開(kāi)啟自動(dòng)計(jì)量控制功能掃描體模。在成像結(jié)果中能夠分辨的最窄線對(duì)就是該系統(tǒng)的空間分辨率。

在具體操作流程中，每次執(zhí)行該質(zhì)控操作的人員應(yīng)當(dāng)盡量固定，以避免主管分辨線對(duì)時(shí)的主管誤差。另外，如果被測(cè)試系統(tǒng)含有多個(gè)顯示器，研究人員應(yīng)當(dāng)選用日常工作中最常用的顯示器進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試，然后對(duì)其他顯示器進(jìn)行同樣的測(cè)試以判斷上述顯示器是否有故障。

3.3.2 對(duì)比度

測(cè)試系統(tǒng)對(duì)比度時(shí)，通常可以通過(guò)對(duì)含有多個(gè)不同對(duì)比度標(biāo)識(shí)物的體模進(jìn)行掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些體模中常含有多個(gè)不同大小的金屬塊或帶洞的金屬板。

4 年放射成像功能測(cè)試

在具有放射成像功能的X光透視系統(tǒng)中，放射成像系統(tǒng)獨(dú)立于透視系統(tǒng)，應(yīng)單獨(dú)評(píng)估其功能和穩(wěn)定性。

4.1 球管電壓校準(zhǔn)

在X光透視檢查過(guò)程中，由于系統(tǒng)通常開(kāi)啟自動(dòng)亮度控制功能，因此球管電壓值可能會(huì)不斷變化。基于上述原因，對(duì)于大多數(shù)X光透視系統(tǒng)，使用人員無(wú)需確認(rèn)球管電壓數(shù)值的準(zhǔn)確與否，因?yàn)榍蚬茈妷旱臏?zhǔn)確度并不直接決定圖像質(zhì)量或患者劑量。

測(cè)試X光透視系統(tǒng)球管電壓的常用手段是非侵入式球管電壓儀。這種儀器在市面上較為常見(jiàn)，而且也便于操作使用。對(duì)于球管電壓的測(cè)試可允許誤差范圍為±10%。

4.2 射線質(zhì)量

在X光透視系統(tǒng)中的射線發(fā)生電路與放射成像系統(tǒng)中所用的電路不同，因此放射成像射線束質(zhì)量結(jié)果不等同于于透視系統(tǒng)的射線質(zhì)量。

對(duì)于可以手動(dòng)控制球管電壓的X光透視設(shè)備，研究人員可以將球管電壓固定，然后參照放射成像設(shè)備射線質(zhì)量的測(cè)試方法，通過(guò)測(cè)量輻射率來(lái)計(jì)算射線半值層（HVL）。如果X光透視設(shè)備不具有手動(dòng)調(diào)節(jié)球管電壓的功能，則研究人員需要在自動(dòng)亮度調(diào)整模式下進(jìn)行射線質(zhì)量的測(cè)量，1種可選的測(cè)試流程如下：將射線照射范圍調(diào)至最小，并將輻射測(cè)量裝置放置于球管與射線接收器之間、距離球管盡量遠(yuǎn)的位置。準(zhǔn)備一系列的厚度為1 mm的鋁板，并保證鋁板的面積足夠覆蓋射線照射范圍，同時(shí)這些鋁板能夠?qū)⑶蚬芊逯惦妷禾岣咧?0 kV以上。開(kāi)始時(shí)，將所有鋁板都放置于球管與輻射測(cè)量裝置之間，之后逐個(gè)將鋁板移至輻射測(cè)量裝置與射線接收器之間。在這個(gè)過(guò)程中，持續(xù)測(cè)量透視系統(tǒng)的輻射率，并以此計(jì)算半值層。在實(shí)際操作中，由于半值層數(shù)值通常與球管電壓直接相關(guān)，因此也需重視球管電壓。

4.3 X光網(wǎng)格

在臨床使用中，X光透視系統(tǒng)的網(wǎng)格可能會(huì)產(chǎn)生凹痕或錯(cuò)位。對(duì)該部件進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，應(yīng)盡量將其從透視系統(tǒng)中取出并用高分辨率放射成像系統(tǒng)檢查。

4.4 射線準(zhǔn)直器

研究人員需要校正X光透視系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置，以確保射線照射范圍和射線接收范圍一致。

4.4.1 X光成像系統(tǒng)準(zhǔn)直

在放射成像系統(tǒng)中，射線束的中軸應(yīng)與射線接收器的中心對(duì)準(zhǔn)，以保證射線束的方位正確，避免圖像邊緣被切除以及成像范圍不一致導(dǎo)致的額外輻射。美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)規(guī)定，單側(cè)射線束照射范圍的邊沿與射線接收器邊沿的距離不應(yīng)超過(guò)球管-患者距離的3%，而x軸和y軸兩個(gè)方向上邊沿的距離之和不應(yīng)超過(guò)球管-患者距離的4%。此項(xiàng)測(cè)試應(yīng)當(dāng)每年至少進(jìn)行1次。

4.4.2 X光透視系統(tǒng)準(zhǔn)直

在X光透視系統(tǒng)中，射線束的中軸應(yīng)與射線接收器的中心對(duì)準(zhǔn)，以保證射線束的方位正確，避免圖像邊緣被切除以及成像范圍不一致導(dǎo)致的額外輻射。美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)規(guī)定，單側(cè)射線束照射范圍的邊沿與射線接收器邊沿的距離不應(yīng)超過(guò)球管-患者距離的2%。

5 結(jié)論

CT系統(tǒng)作為現(xiàn)代醫(yī)院放射科重要工具之一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能強(qiáng)大，其掃描結(jié)果現(xiàn)已成為醫(yī)院中患者診療的重要依據(jù)，因此掃描時(shí)需重點(diǎn)考慮成像的準(zhǔn)確性、精確性、分辨率和對(duì)比度等影響因素。與此同時(shí)，X光透視系統(tǒng)是醫(yī)用放射診斷學(xué)中最大的患者輻射來(lái)源之一，因此在保證成像結(jié)果的前提下盡量降低患者劑量，也同樣是醫(yī)護(hù)工作者們需要關(guān)注的話題[9]。醫(yī)院中的臨床工程師和醫(yī)學(xué)物理師是負(fù)責(zé)X光透視系統(tǒng)質(zhì)量控制的力量。本文通過(guò)對(duì)醫(yī)院中不同頻率質(zhì)量控制流程的內(nèi)容進(jìn)行闡述和介紹，向大家介紹了發(fā)達(dá)國(guó)家的X光透視系統(tǒng)質(zhì)量控制手段和方案，希望能夠?yàn)閲?guó)內(nèi)患者的健康事業(yè)作出一份貢獻(xiàn)。

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Quality Control of X Ray Fluoroscopy

ZHANG Guan-shi
International Office of CMD, Beijing 100022, China

X ray fluoroscopy is a radiology imaging technique that shows changes of the inner structures of patient bodies. Due to its ability of showing real-time changes of patient bodies, X ray fluoroscopy has become an indispensable part of the medical imaging system. Quality control of X ray fluoroscopy systems is mainly aimed at raising image quality and reducing radiation dose. In the mean time, frequencies of different operations vary according to their purposes and importance.

X ray fluoroscopy; quality control; radiation dose

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.08.006

1674-1633(2013)08-0017-03