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輻射輸出量的重復(fù)性檢測

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發(fā)布時間：2025-08-02 10:36:01 更新時間：2025-08-01 10:36:02

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

輻射輸出量的重復(fù)性檢測：確保放射診療安全與準(zhǔn)確的核心要素

在醫(yī)療放射診斷、放射治療以及工業(yè)無損檢測等領(lǐng)域，輻射發(fā)生器（如X射線機(jī)、CT機(jī)、直線加速器）輸出量的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。輻射輸出量的重復(fù)性檢測是設(shè)備質(zhì)量控制和保證的核心環(huán)節(jié)，其目的在于評估設(shè)備在相同技術(shù)條件下（如相同的管電壓、管電流、曝光時間等），多次輸出輻射劑量的一致性和離散程度。優(yōu)良的重復(fù)性意味著設(shè)備性能穩(wěn)定，能確保診斷圖像的清晰度、對比度以及治療劑量的精準(zhǔn)投照，直接關(guān)系到診療結(jié)果的準(zhǔn)確性和患者的安全。因此，定期、規(guī)范地進(jìn)行輻射輸出量重復(fù)性檢測，是設(shè)備日常質(zhì)控和維護(hù)保養(yǎng)中不可或缺的強(qiáng)制性要求。

一、檢測項(xiàng)目

重復(fù)性檢測的核心項(xiàng)目是評估設(shè)備在相同曝光條件下，輸出輻射劑量（通常指空氣比釋動能或其率）的波動范圍。具體表現(xiàn)為：

空氣比釋動能變異系數(shù)（Coefficient of Variation, CoV）： 這是衡量重復(fù)性的核心量化指標(biāo)。它定義為在相同條件下進(jìn)行一組連續(xù)測量（通常n≥5次），所測得的一組空氣比釋動能值（K_i）的標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）與其算術(shù)平均值（K?）的比值（S_rel = SD / K?），通常以百分比表示（CoV = S_rel × 100%）。變異系數(shù)越小，表明設(shè)備輸出量的重復(fù)性越好，穩(wěn)定性越高。

二、檢測儀器

進(jìn)行重復(fù)性檢測需要精密的輻射測量儀器，主要包括：

1. 參考級或診斷級劑量儀： 這是核心設(shè)備。要求具有高精度、良好的能量響應(yīng)特性、長期穩(wěn)定性以及足夠的分辨率，能夠精確測量空氣比釋動能（單位通常為mGy或cGy）。劑量儀需定期送交國家基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室或有資質(zhì)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)，確保量值溯源。

2. 電離室： 作為劑量儀的探測器部分，其選擇至關(guān)重要。通常選用指型或平行板型標(biāo)準(zhǔn)空氣電離室（或經(jīng)校準(zhǔn)的診斷級電離室），其體積和能量響應(yīng)需與被測輻射能量范圍（如診斷X射線或治療級射線）相匹配。

3. 附加裝置： * 固定支架： 確保電離室在測量過程中位置精確固定，避免因位置變化引入誤差。 * 溫度氣壓計(jì)： 用于測量環(huán)境溫度和大氣壓力，用于將測量值修正到標(biāo)準(zhǔn)條件（通常為20°C, 101.3 kPa）。 * 計(jì)時器： 對于需要測量輻射輸出率或需要精確控制曝光時間的檢測，高精度計(jì)時器是必要的。

三、檢測方法

重復(fù)性檢測需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行，確保結(jié)果可比性和可靠性：

1. 準(zhǔn)備工作： * 確保被檢設(shè)備充分預(yù)熱（通常按制造商規(guī)定執(zhí)行，如診斷X光機(jī)需曝光多次以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)）。 * 將電離室牢固安裝在固定支架上，置于射線束中心軸上指定的參考點(diǎn)位置（如焦斑-探測器距離FFD=100cm，對診斷設(shè)備通常在照射野中心）。 * 連接電離室與劑量儀，開機(jī)預(yù)熱并調(diào)零。 * 設(shè)定設(shè)備曝光參數(shù)：選擇典型的臨床常用條件（如管電壓kV、管電流mA、時間s），并確保后續(xù)測量中這些參數(shù)嚴(yán)格一致。

2. 測量過程： * 在相同的曝光參數(shù)下，進(jìn)行連續(xù)至少10次曝光測量（標(biāo)準(zhǔn)通常要求n≥5，但10次及以上更能準(zhǔn)確反映隨機(jī)波動）。 * 每次曝光之間應(yīng)有足夠的時間間隔（通常幾秒到幾十秒），讓劑量儀讀數(shù)穩(wěn)定歸零或達(dá)到本底水平。 * 記錄每次測量得到的空氣比釋動能讀數(shù)K_i。 * 同時記錄每次測量時的環(huán)境溫度（t）和大氣壓力（p）。

3. 數(shù)據(jù)計(jì)算： * 空氣比釋動能修正： 將每次測量的原始讀數(shù)K_i 使用公式修正到標(biāo)準(zhǔn)條件（20°C, 101.3 kPa）下的值 K_i,corr： K_i,corr = K_i × [(273.15 + t)/293.15] × [101.3/p] * 計(jì)算平均值： K? = (Σ K_i,corr) / n * 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差： SD = [Σ (K_i,corr - K?)^2 / (n-1)]^(1/2) * 計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（變異系數(shù)CoV）： CoV (%) = (SD / K?) × 100%

四、檢測標(biāo)準(zhǔn)

輻射輸出量重復(fù)性的合格標(biāo)準(zhǔn)由相關(guān)的國家強(qiáng)制檢定規(guī)程、國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YY/T）明確規(guī)定，常見標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. GB 9706.1-2020 / IEC 60601-1:2012 醫(yī)用電氣設(shè)備第1部分：基本安全和基本性能的通用要求： 作為基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn)，其并列標(biāo)準(zhǔn)（如針對診斷X射線設(shè)備的GB 9706.3 / IEC 60601-2-54）會對重復(fù)性提出具體要求。

2. JJG 744-2016 醫(yī)用診斷X射線輻射源檢定規(guī)程： 這是國家強(qiáng)制計(jì)量檢定規(guī)程。其中明確規(guī)定： * 在標(biāo)稱管電壓和對應(yīng)最大管電流（或常用管電流）下，空氣比釋動能的重復(fù)性（變異系數(shù)CoV）應(yīng)不大于 5%（對普通攝影、透視X射線設(shè)備）。 * 對于乳腺攝影、牙科攝影等可能有更嚴(yán)格的要求（如CoV≤3%）。

3. JJG 1028-2021 醫(yī)用診斷螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置（CT）X射線輻射源檢定規(guī)程： 對于CT設(shè)備空氣比釋動能指數(shù)的重復(fù)性，也規(guī)定其變異系數(shù)（CoV）應(yīng)不大于 5%。

4. YY/T 0741-2018 數(shù)字化醫(yī)用X射線攝影系統(tǒng)專用技術(shù)條件 等產(chǎn)品專用標(biāo)準(zhǔn)： 通常也會引用或規(guī)定具體的重復(fù)性要求，常與檢定規(guī)程一致（CoV≤5%）。

5. IEC 61223 醫(yī)用成像部門的評價及例行試驗(yàn) 系列標(biāo)準(zhǔn)： 國際標(biāo)準(zhǔn)對重復(fù)性的要求和測試方法提供了詳細(xì)指導(dǎo)。

注意事項(xiàng)： 具體檢測標(biāo)準(zhǔn)的限值可能因設(shè)備類型（如普通X光機(jī)、CT、加速器）、應(yīng)用（診斷、治療）及不同國家/地區(qū)的法規(guī)而異。檢測實(shí)施必須依據(jù)現(xiàn)行有效的、適用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并確保測量儀器在有效校準(zhǔn)周期內(nèi)。

綜上所述，輻射輸出量的重復(fù)性檢測是評估設(shè)備穩(wěn)定性的關(guān)鍵手段。通過規(guī)范的檢測項(xiàng)目、精密的檢測儀器、嚴(yán)格的檢測方法和明確的檢測標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地監(jiān)控設(shè)備性能，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，為保障放射診療質(zhì)量和患者安全提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。