工頻牙科X射線機(jī)測量加載時間（輻照時間）的注意事項(xiàng)

遼寧省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所（沈陽 110179）

加載時間是醫(yī)用診斷X 射線機(jī)非常重要的安全性能指標(biāo)。因?yàn)榛颊咚盏降妮椛鋭┝?，同加載時間的長短有著直接關(guān)系。而輻射劑量的大小，直接關(guān)系到患者輻射安全。所以，如何理解并準(zhǔn)確測量這一性能指標(biāo)，就顯得尤為重要。

加載時間的測量標(biāo)準(zhǔn)是GB9706.3-2000《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2 部分：診斷X 射線發(fā)生裝置的高壓發(fā)生器安全專用要求》，在標(biāo)準(zhǔn)的第50.103.3條款規(guī)定了測量結(jié)果的要求，標(biāo)準(zhǔn)的第50.104.3條款規(guī)定了測量方法，但是二者標(biāo)題描述的內(nèi)容卻并不一樣，50.103.3 條款的標(biāo)題“加載時間的準(zhǔn)確性”，50.104.4 的條款的標(biāo)題是“輻照時間”，這兩個不一樣的表述，是很容易讓人產(chǎn)生混淆的，到底測量的是加載時間還是輻照時間，二者是怎樣的關(guān)系？在測量中有哪些注意事項(xiàng)，將是本文要討論的內(nèi)容。

1.加載時間和輻照時間的辨析

加載時間和輻照時間的定義如下：

1）加載時間 loading time（GB 10149-88 中5.2.11）：按規(guī)定方法測出的將陽極輸入功率加于X 射線管的時間。

2）輻照時間irradiation time（GB9706.3-2000中2.101.4）：通常，輻照時間是依據(jù)測量加載時間的方法，在如下的加載時間的時間間隔上，通過測量而得到的。這個時間間隔是：X 射線管電壓初次上升到峰值的75%時起至最后下降到相同值時止。

對于在一個電子管或X 射線管中通過使用柵極的高電壓的電子開關(guān)控制加載的系統(tǒng)中，加載時間可以按照這樣的一個時間間隔加以確定，即當(dāng)限時裝置從產(chǎn)生開始加載信號時起到限時裝置產(chǎn)生終止加載信號時止的時間間隔。

對于一個或者是在高壓電路的繞組中或者是在X 射線管燈絲的加熱電路中通過模擬開關(guān)控制加載的系統(tǒng)中，加載時間可以按照這樣的一個時間間隔加以確定，即當(dāng)X 射線管電流初次上升到峰值的25%時起到當(dāng)X 射線管電流最后下降到相同值時止的一段時間間隔。

3）從輻照時間的定義來分析，我們可以發(fā)現(xiàn)輻照時間的定義將輻照時間的測量分為3 種情況：

第1 段是通常情況下，是指X 射線管電壓初次上升到峰值的75%時起至最后下降到相同值時止的時間間隔。

第2 段是特殊情況下，通過使用柵極的高電壓的電子開關(guān)控制加載的系統(tǒng)，當(dāng)限時裝置從產(chǎn)生開始加載信號時起到限時裝置產(chǎn)生終止加載信號時止的時間間隔。這種情況下加載時間和輻照時間是相同的。

第3 段也是特殊情況下，測量是采用X 射線管電流初次上升到峰值的25%時起到當(dāng)X 射線管電流最后下降到相同值時止的一段時間間隔。

通過對輻照時間定義的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)定義第1 段中的輻照時間是包含在加載時間內(nèi)的，但是加載時間并沒有給出明確的測量方法。第2 段、第3 段中規(guī)定的加載時間的測量方法，應(yīng)該同時也是輻照時間的測量方法，因?yàn)檎麄€的定義的是輻照時間，第1 段，第2 段、第3 段分別描述的是通常情況下和特殊情況下輻照時間的測量方法。

同時標(biāo)準(zhǔn)中附錄CC）中，表CC1 給出了測量時推薦選擇的加載因素，其對應(yīng)的內(nèi)容也是“輻照時間”的加載因素選擇。所以，通過對輻照時間和測量方法的分析，標(biāo)準(zhǔn)中50.103.3 的條款如果描述為“輻照時間的準(zhǔn)確性”將更加準(zhǔn)確，這樣同后面的50.104.3 條款和附錄CC）中的相關(guān)內(nèi)容就保持一致了。

2.檢測工頻牙科X射線機(jī)中出現(xiàn)的問題

在輻照時間如何測量中，規(guī)定了3 種情況，如何判斷被檢測設(shè)備適用于哪一種情況，是同設(shè)備的高壓發(fā)生器類型相關(guān)的。在測量中，主要采用的是非介入儀表來測量輻照時間，這里以Barracuda 儀表為例，說明工頻牙科X 射線機(jī)的測量。

當(dāng)測量預(yù)先設(shè)置的時間標(biāo)稱值和Barracuda儀表測量值出現(xiàn)不一致的時候，企業(yè)調(diào)整了一下預(yù)熱時間，輻照時間就能夠合格了，于是就有了下面的問題：

1）Barracuda 測量的輻照時間，到底是根據(jù)什么來的？

2）什么是預(yù)熱時間，為什么調(diào)整預(yù)熱時間會影像測量結(jié)果？

3）為 什 么 調(diào) 整Barracuda 中 的Trig level(time)，測量的時間也會有不同的測量結(jié)果？

4）預(yù)熱時間和曝光時間（輻照時間）的關(guān)系？

3.對出現(xiàn)問題的分析

為了將問題弄清楚，在使用Barracuda 測量輻照時間的同時，使用了示波器測量管電流反饋點(diǎn)的波形，來研究和輻照時間的關(guān)系。得到的結(jié)果如下：

Barracuda 的測量結(jié)果

在標(biāo)稱值為65kV 5mA 0.2s，在不同的Trig level(time)條件下，Barracuda 測量的輻照時間數(shù)值如下。

示波器測量的結(jié)果如下：

圖1 是管電壓（kV）和輻射劑量（Dose）的曲線，圖2、圖3 是示波器測量管電流加載過程曲線，圖2 波形中前面的一段沒有明顯上升的、較平緩的X 射線管曲線，它的時間即為預(yù)熱時間，后面的上升部分則是輻照時間。在圖3 中設(shè)置示波器上的取值區(qū)間為X 射線管電流最大值的25%，測試結(jié)果為205.6ms，和Barracuda 在Trig level(time)20% 的條件下的測量結(jié)果，203.6ms、203.6ms、203.6ms 比較接近。

向Barraucda 的生產(chǎn)廠家咨詢了Trig level(time)的含義，廠家給出了這樣的解釋：

Trig level（time）：Here you can set the level used for irradiation time measurements.“Trig level(time)”(TL)is normally set to 50% of the peak waveform(SPEAK),but can be set between 10 and 90%.The irradiation time is then calculated as the end time minus the start time.

?The Start time is the first time the signal goes above TL×SPEAK

?The end time is the last time the signal goes below TL×SPEAK

See example below.

從圖4 中，我們可以發(fā)現(xiàn)Trig level(time)的取值區(qū)域是由最高值來決定的，但是Trig level(time)反映的取值區(qū)域是什么，是X 射線的管電壓還是輻射劑量？則沒有給出說明。

圖1.Barracuda的測量圖形

表1.Barracuda 測量輻照時間的結(jié)果

圖2.示波器的測量結(jié)果

圖3.示波器測量結(jié)果放大后的圖像

圖4.Trig level(time)取值示意圖

但是，結(jié)合圖1、圖2、圖3 分析，我們可以得出Trig level(time)反映的是輻射劑量這個結(jié)論。因?yàn)閳D1 中X 射線管電壓的曲線基本上沒有變化，Trig level(time)的取值區(qū)間只能是劑量。又因?yàn)閄 射線管電流的大小是和劑量成正比的，即X 射線管電流越大，輻射劑量越大，所以圖3 中按照管電流取值來得到的輻照時間測量結(jié)果，和Trig level(time)按照輻照劑量來取值的結(jié)果是一致的。

前面關(guān)于工頻牙科X 射線機(jī)測量的4 個問題，我們也有了以下的結(jié)論：

1）Barracuda 測量的時間，到底是根據(jù)什么來的？

答：根據(jù)劑量曲線來計(jì)算取值區(qū)間

2）什么是預(yù)熱時間，為什么調(diào)整預(yù)熱時間會影像測量結(jié)果？

答：預(yù)熱時間是X 射線管電流開始加載，但是還沒有上升到額定值，同時X 射線管電壓很低的一段時間。調(diào)整預(yù)熱時間，就是調(diào)整管電流開始上升的時間。調(diào)整的結(jié)果就是能夠改變劑量曲線的取值區(qū)間。

3）為什么調(diào)整Barracuda 的Trig level(time)，測量的時間會有不同的測量結(jié)果？

答：Trig level(time)調(diào)整的實(shí)際上是劑量曲線的區(qū)域的范圍。

4）預(yù)熱時間和曝光時間(輻照時間)的關(guān)系？

預(yù)熱時間是管電流從穩(wěn)定到開始上升的這一段時間，其后期上升到管電流額定值的時候是有和曝光時間重合的部分，所以通過調(diào)節(jié)預(yù)熱時間，可以改變管電流的曝光時間的取值區(qū)間。

4.總結(jié)

輻照時間的測量，需要根據(jù)檢測的醫(yī)用X 射線機(jī)的類型，來判定測量方法。工頻牙科X 射線機(jī)的輻照時間，是按照輻照時間的定義中X 射線管電流的取值區(qū)間來測量的，即當(dāng)X 射線管電流初次上升到峰值的25%時起到當(dāng)X 射線管電流最后下降到相同值時止的一段時間間隔。如果按照定義的其他情況來測量，則會得到錯誤的結(jié)果。

在Barracuda 的Dental 模式下，默認(rèn)設(shè)置的測量時間有200ms 的延時，這一選項(xiàng)是工頻牙科機(jī)的預(yù)熱時間，如果測量高頻牙科機(jī)的時候，應(yīng)該關(guān)閉這一選項(xiàng)。

目前有大量廠家生產(chǎn)工頻牙科X 射線機(jī)，同時各個廠家的預(yù)熱時間并不一致，最好是能夠在行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一默認(rèn)的預(yù)熱時間為200ms，避免測試時因?yàn)轭A(yù)熱時間不一致而出現(xiàn)測量失誤。而當(dāng)測量出現(xiàn)問題時，可以選擇20%的Trig level(time)和關(guān)閉默認(rèn)的200ms 延時來測量輻照時間，也可以直接采用示波器測量X 射線管電流，按照X 射線管電流初次上升到峰值的25%時起到當(dāng)X 射線管電流最后下降到相同值時止的一段時間間隔，來確定輻照時間。

[1]GB9706.3-2000 《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2 部分：診斷X 射線發(fā)生裝置的高壓發(fā)生器安全專用要求》

[2]GB/T 10149-1988 《醫(yī)用X 射線設(shè)備術(shù)語和符號》