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[推荐][图文]国产X线机焦点位置精度测试的探讨

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曾祥高 发表于 2008-7-31 21:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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   关键词:X线机 精度测试
  一般认为,X线焦点的位置应该在X线管套的窗口圆心的中心轴上,即俗称X线中心线,但却不能直接知道其准确的位置。
曾 有日本学者对该国3家公司生产的39只X线管头的焦点位置进行测试[1],而国内未曾有类似国产机型的测试报道,仅就X线直接摄影光野与照射野的一致性, 即遮线器系统的准确度进行了测试并提出了校正方法[2-4]。笔者对国产5台X线机11只X线管头的焦点进行了测试,得出类似的结果,旨在完善放射技术质 量控制的内容和方法。
一、 方法
本次实验参 照日本学者[1]的测试方法。自制一只测试焦点的专用工具,由直径80 mm、长200 mm的丙烯圆筒和圆筒两端的丙烯板组成。其中1块用于将工具固定在管套上,然后通过4个螺丝的调节,使工具的中心轴与窗口的中心一致;板的中间位置装上与 圆筒内径大小一致的0.3 mm厚铅板,通过铅板圆心及其左右各10 mm处钻上0.5 mm大小针孔,要求3孔在同一条直线上,作为焦点成像针孔和辅助针孔。而在另外1块的中间装上十字形直径1.0 mm的金属丝,十字中心仍在圆筒的圆心位置。然后将工具安装在管套上,准确地进行调整,使针孔和十字状金属丝在管套窗口中心轴上并列,且3针孔排列成直 线,与任一金属丝保持平行(图1)。
用该工具测试时,通过管头端的针孔即可得到X线焦点的图像。另 外由于针孔端铅板只让部分X线通过,所以金属丝与焦点像之间即有一定对比度。若焦点在管套窗口的中心轴上,则焦点的像出现在金属丝的交点上,否则即为偏 移。焦点偏离方向为针孔在十字线上成像的相反方向。该工具可同时测定针孔到焦点位置的距离,便于计算焦点偏移的方向和数值(图2)。
 
图1 X线焦点位置测试工具示意图
图2 测试工具装配剖面及焦点成像示意图
  设焦点-针孔间的距离为a,针孔-照片间距离为b;辅助针孔间距离为d;其在照片上投影距离为D;焦点自中心轴上偏移的距离为x1,其在照片上的偏移距离为x,即:
a=bd/(D-d) (1)
x1=ax/d  (2)
    已知d为20 mm,b、D、x均可直接测量获得,这时从针孔到焦点的距离及焦点在中心轴上偏移的距离即可求出。
二、测试与分析
笔 者测试了国内X线设备主要生产厂家的5台X线机11只管头。其中 500 mA 6只,200 mA 5只;旋转阳极管8只,固定阳极管3只;属1980年以前生产的1只,1981~1990年生产的7只,1990年以后生产的3只。原装管8只,再装管3 只。通过逐只测试及计算列表如下(表1)。
从表中分析,所有X线管焦点均有不同程度偏移。最大偏差 X+3.3 mm、Y-5.2 mm,最小偏差X+0.3 mm、Y+1.0 mm。平均偏差x±1.3 mm、Y±2.4 mm。其中旋转阳极管平均偏差x±1.0 mm、 Y±1.2 mm,固定阳极管平均偏差x±2.6 mm、Y±3.9 mm,尤以80年代前生产的固定阳极非原装管最为严重。据日本学者报道[1],排除准直系统偏差因素,如焦点位置偏差小于或等于1.0 mm 时,那么在1 000 mm焦片距内照射野误差为3~4 mm。本组实验结果最大偏差在5.2 mm,以此计算,则1 000 mm焦片距投影误差将达到15~20 mm,这将严重影响投照质量,造成图像失真、畸变,必须进行校正。
X线 管装在管套内,其内用螺丝固定。在整机出厂前,必须进行校正,使焦点对准窗口中心轴。由于运输、安装、使用、维修等诸多原因,可能使固定X线管的螺丝松 动,使X线管发生位移或旋转,尤其是自行更换X线管,无专门校正手段,仅靠目测校正,难免定位不准。付英旭等[5]曾报道2例X线管在管套内自动转向而影 响X线机的正常使用,笔者在日常维修工作中也碰到类似情况。所以,定期对管套内的X线管焦点位置进行检测和校正,显得相当重要,这也是放射技术质量控制的 一个主要组成部分。
表1 11只X线管焦点位置测试计算结果
机型(生产年)
mA
台次
阳极
原装或再装
x(mm)
Y(mm)
F99-Ⅱ2(1994年)
500
-1.2
+1.5
500
-1.0
+1.3
500
+0.8
-1.4
KB500(1989年)
500
+0.3
+2.1
500
+0.5
+1.8
500
-0.4
+1.0
XG200A(1986年)
200
+2.4
-3.2
200
+1.8
-1.6
XG200C(1984年)
200
-1.5
-1.5
200
-2.2
+4.8
F30-ⅡB(1976年)
200
+3.3
-5.2
    注:本测试均以大焦点为例。表中所列均为焦点位置偏差平均值。x代表管轴平行方向,“+”值偏向阳极,“-”值偏向阴极;Y代表管轴垂直方向,“+”值偏向电缆方向,“-”值偏向反电缆方向
  对于≤2.0 mm的焦点偏差可以通过准直系统即多叶遮线器进行弥补校正,其方法国内学者已有报道[2,4],不再赘述。而>2.0 mm的焦点偏差,其对投照图像已产生很大影响,单靠校正准直器已无能为力,必须送厂家重新安装、校正。  三、小结
当 投照时X线中心线发生偏移及图像发生失真时,往往不能确定是多叶遮线器造成,还是X线焦点偏离管套窗口中心轴所致。通过以上实验,可以比较准确地了解其偏 移的原因,从而采取相应的处理方法,这对于完善放射技术质量控制内容,提高照片质量,从而保证诊断的准确性,具有十分重要的意义。
曾祥高

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