[推荐][图文]国产X线机焦点位置精度测试的探讨

   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	上	旋	原	-1.2	+1.5
	500	下	旋	原	-1.0	+1.3
	500	吊	旋	原	+0.8	-1.4
KB500(1989年)	500	上	旋	原	+0.3	+2.1
	500	下	旋	原	+0.5	+1.8
	500	吊	旋	原	-0.4	+1.0
XG200A(1986年)	200	上	旋	再	+2.4	-3.2
	200	下	固	原	+1.8	-1.6
XG200C(1984年)	200	上	旋	原	-1.5	-1.5
	200	下	固	再	-2.2	+4.8
F30-ⅡB(1976年)	200	上	固	再	+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。