診斷X射線劑量?jī)x的劑量探測(cè)技術(shù)

　　這四種射線劑量檢測(cè)儀都不僅能夠得到患者接受的輻射量，如：劑量面積乘積、CT機(jī)劑量指數(shù)，而且還能得到關(guān)于X射線機(jī)性能的多方面信息，如果融合圖像檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)X射線束的質(zhì)量評(píng)估，一方面確保產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，提高臨床診斷水平，同時(shí)也為降低被檢查者受照劑量，提供客觀數(shù)據(jù)。在醫(yī)用X射線診斷機(jī)的質(zhì)量控制檢測(cè)中，所使用的診斷X射線劑量?jī)x的性能，如探測(cè)器能量響應(yīng)的優(yōu)劣，探測(cè)器的種類不同將直接影響檢測(cè)工作的質(zhì)量?，F(xiàn)將四種射線劑量檢測(cè)儀分為電離室與半導(dǎo)體探測(cè)器兩種做如下比較：

　　1　儀器

　　參加比較測(cè)量的劑量?jī)x有瑞典產(chǎn)RTI PMX-QA-KIT，瑞典 UNFORS 公司。美國(guó)產(chǎn)的Inovision NERO max 8000，以及美國(guó)產(chǎn)的Radcal-9000系列，這些劑量?jī)x都是專門為測(cè)量診斷×射線輸出量而設(shè)計(jì)的。其中有兩種廠家采用半導(dǎo)體器件作探測(cè)器，而Radcal-9000診斷X射線劑量?jī)x采用6CM3空氣電離室作為探測(cè)器。

　　美國(guó)產(chǎn)的Radcal-9000系列劑量?jī)x與美國(guó)Inovision NERO max 8000這兩種劑量?jī)x均使用電離室探測(cè)器。本文主要討論關(guān)鍵的輻射探測(cè)傳感器的研究進(jìn)展情況。

　　2　關(guān)于電離室探測(cè)技術(shù)的診斷劑量檢測(cè)方法

　　電離室概述：一種利用帶電粒子對(duì)氣體電離作用的探測(cè)器。電離室是最早的核輻射探測(cè)器。1911-1914年間曾使用電離室發(fā)現(xiàn)宇航線。其主要結(jié)構(gòu)是在密封充有氣體的室內(nèi)置有陽(yáng)極和陰極。陽(yáng)極和陰極間加一定的電壓。當(dāng)帶電粒子進(jìn)入電離室，引起氣體電離，產(chǎn)生電子和正離子，在電場(chǎng)作用下分別向陽(yáng)極和陰極漂移，極間形成電流，與陰極相連的電阻上出現(xiàn)一個(gè)電壓脈沖。這個(gè)電壓脈沖的幅度代表進(jìn)入粒子的電荷量的大小，因此可對(duì)粒子計(jì)數(shù)，還可從脈沖的幅度了解粒子的性質(zhì)和能量。

　　2.1　半導(dǎo)體電離室

　　用于檢測(cè)X射線或透視過(guò)程中被檢查者受到的劑量面積乘積的透射電離室。

　　由于X射線攝影或透視是公眾照射的主要來(lái)源，檢測(cè)和記錄被檢查人員的輻射計(jì)量參數(shù)，是包括歐盟在內(nèi)的發(fā)達(dá)國(guó)家政府規(guī)定的必要程序。我國(guó)2002年頒布實(shí)施的GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》。也強(qiáng)調(diào)了應(yīng)當(dāng)測(cè)量和記錄醫(yī)療照射劑量水平。如劑量面積乘積，由于面積乘積測(cè)量電離室通常安裝在X光機(jī)機(jī)頭出線窗口，因此要求電離室本身帶來(lái)的附加濾過(guò)要小，對(duì)可見(jiàn)光的透光率要求大于70%。以免影響技師攝影時(shí)的體位。

　　2.2　空氣電離室

　　通用輻射劑量檢測(cè)空氣電離室主要用于測(cè)量有用射束某一位置處的累積劑量和劑量強(qiáng)度。從輻射水平可分為高劑量率，中劑量率和低劑量率三種，由于探頭大小與靈敏度成正比，因此，對(duì)于低劑量率通常選用容積較大的電離室如30CM3反之選擇小電離室如6CM3。

　　診斷電離室?guī)缀涡螤罨旧鲜菆A柱形和平板形兩種。前者方向性好，后者由于電極間距小，電場(chǎng)分布均勻，同樣容積電離室收集效率高，符合損失小，可以測(cè)到更高的劑量率，因此，相對(duì)多見(jiàn)。用于測(cè)量醫(yī)用CT電離室指數(shù)長(zhǎng)桿電離室，又稱筆形電離室。由于要在較寬的掃描區(qū)接受CT的輻射劑量，因此有長(zhǎng)達(dá)10CM的靈敏長(zhǎng)度，通常用刻線在附加的保護(hù)帽上標(biāo)出。否則影響效準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　3　使用半導(dǎo)體技術(shù)的診斷劑量檢測(cè)方法

　　瑞典產(chǎn)RTI PMX- QA- KIT ，瑞典 UNFORS 公司。這兩家使用劑量?jī)x探測(cè)器均是半導(dǎo)體的，針對(duì)半導(dǎo)體探測(cè)器做如下討論：

　　半導(dǎo)體的概述：用半導(dǎo)體材料制成的將射線能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的探測(cè)器。又稱半導(dǎo)體計(jì)數(shù)器。實(shí)質(zhì)上半導(dǎo)體材料高摻雜的較大體積的晶體二極管。入射粒子進(jìn)入半導(dǎo)體探測(cè)器后，產(chǎn)生空穴電子對(duì)，這些空穴-電子對(duì)被探測(cè)器兩電極的電場(chǎng)分開(kāi)。并分別被陰極和陽(yáng)極收集，產(chǎn)生同射線粒子輸出的能量成正比的輸出脈沖信號(hào)，從而可探測(cè)射線的強(qiáng)度。由于產(chǎn)生一個(gè)空穴—電子對(duì)所需的能量約3電子伏特，半導(dǎo)體探測(cè)器的能量分辨率比閃爍計(jì)數(shù)器和氣體電離探測(cè)的要高得多。

　　用于X射線診斷劑量檢測(cè)的半導(dǎo)體探測(cè)器通常選用硅二極管，使用時(shí)在兩電極施加較低的直流電壓，當(dāng)受到輻射時(shí)。會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。在外電場(chǎng)作用下，電子空穴向兩極漂移，從而在外回路形成信號(hào)電流。半導(dǎo)體探測(cè)器對(duì)低能輻射探測(cè)效率高，高能時(shí)，效率會(huì)急劇下降。

　　當(dāng)采用單一探測(cè)器測(cè)量診斷X射線劑量時(shí)，需要想辦法改善探測(cè)器對(duì)不同能量X射線的響應(yīng)。方法是在探測(cè)器入射方向附加一定厚度的金屬片非金屬片材料加以補(bǔ)償，但要完全達(dá)到電離室的水平，是很困難的。

　　目前瑞典 UNFORS 公司生產(chǎn)的有多個(gè)探測(cè)器分別使用，也有集成一體的，通過(guò)內(nèi)部電機(jī)將選定的探測(cè)器固定在檢測(cè)位置的方案。這種技術(shù)存在的問(wèn)題是：將可能帶來(lái)意外的測(cè)量誤差。

　　4　電離室與半導(dǎo)體檢測(cè)技術(shù)比較

　　電離室與半導(dǎo)體探測(cè)器用于檢測(cè)診斷X射線劑量，具有不同的技術(shù)特點(diǎn)，使用者需要根據(jù)不同的測(cè)量對(duì)象和目的，選擇合適的探測(cè)器，才能獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　電離室用于診斷X射線劑量檢測(cè)技術(shù)成熟，尤其是2004新推出RADCAL-9095最新型的QA檢測(cè)箱，美國(guó)RADCAL公司長(zhǎng)期致力于輻射測(cè)量的研究，并且與國(guó)際放射醫(yī)學(xué)組織持續(xù)通力合作，其自主開(kāi)發(fā)研究的電離室以其優(yōu)越的性能受到國(guó)際權(quán)威組織的認(rèn)可，被定位輻射量度的黃金標(biāo)準(zhǔn)。它的能量響應(yīng)好，穩(wěn)定性強(qiáng)，早已得到廣泛的應(yīng)用。具有半導(dǎo)體的快速響應(yīng)特性和電離室在劑量測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了X射線機(jī)一次曝光可同時(shí)得到X射線機(jī)的劑量、曝光時(shí)間、管電壓、RADCAL-9095在以上檢測(cè)劑量?jī)x沒(méi)有的功能上新增加了管電流及非介入式mAs的測(cè)量。有利于診斷X射線輻射品質(zhì)的進(jìn)一步提高，代表了目前X射線劑量探測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。