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CT X线管老化程度的判断方法

1 目的

1.1 根据CT X线管的老化程度,判断其剩余的使用寿命,以便适当提前准备备用球管,避免长期积压或耽误使用;

1.2 由于CT X线管属于消耗品且价格昂贵,利润不菲,因此市场上种类繁多,一种机型往往有来自多个厂家的CT X线管可用,也有旧管和所谓的“翻新管”。面对复杂的市场,作为用户应该掌握一些科学的判断方法,才能心中有数,避免上当受骗;

1.3 机器的使用人员掌握这些方法,根据平时的使用条件、工作方式,结合有关X线管各种参数的变化,就可能找到影响其寿命的外部因素,以便采取相应的对策来延长其使用时间。

2 CT X线管的特性及老化的原因

CT X线管除了热容量较大和散热率较高外,其特性和普通X线管基本相同。它实际上是一种真空二极管,因而具有真空二极管的一般特性,除了单向导电外,其主要特性是其阳极特性:当管电压大于一定值时,管电流主要受控于灯丝电流。三者关系如图1所示。CT X线管老化主要由灯丝蒸发、阳极靶面表面光洁度和管内真空度下降、轴承磨损等原因引起。结果将造成X射线质和量的改变。直接或间接地测量这些变化,就能判断其老化程度。

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图1

3 判断CT X线管老化的方法

3.1 自身噪声跟踪法

3.1.1 依据 

经过一段时间的使用,X线管靶面变粗糙、有效射线量下降,必然使图象噪声变大。因此对同一只X线管不同时期的轴向扫描图象进行噪声测量、记录和比较,就能判断其老化程度。

3.1.2 方法 

新X线管安装调整和校准以后,用一常用体部扫描条件扫中模,由图象中心至边缘均匀选3个1*1cm的ROI(感兴趣区),测量其CT值(包括平均值和标准差ST.D),计算出3个ROI的ST.D平均值标在如图1示的“ST.D-曝光次数”坐标(图2)上(最好把片子也照下来,留作日后参考)。对于热容量2M以下的管子,每隔2万次做1次,曝光4万次以后考虑老化速度逐渐加快,每隔1万次做1次;对于热容量3.5M以上的螺旋CT X线管,在20万次以前每隔5万次做1次,20万次以后每隔2万次做1次;每做一次在坐标上点一个点。连接各点形成一条平滑曲线,如果发现曲线上翘加速,可再缩短测量间隔。必须注意的是:每次测量扫描时的KV、MA、层厚必须一样,而且机器和X线管处于相对稳定状态(即开机工作1小时后进行)。

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图2

3.2 灯丝电流比较法

3.2.1 依据 

新管灯丝发射电子能力强,在相同的管电流下要求的灯丝电流If较低,而随着X线管的老化,灯丝蒸发变细,发射电子能力下降,此时要获得同样的管电流就要求较高的If。由于CT各档管电流一般是固定的,因而要求曝光一定次数以后适当调整(加大)灯丝电流,以满足管电流要求。

3.2.2 方法 

每调一次灯丝电流,记录当时的If值和曝光次数并在“If
-曝光次数”坐标上标记,平滑线连接各点最后就会形成如图3示的曲线。一般来说管子老化到一定程度(如图3的T点)后,If会出现上翘加速,其原因是:为保证一定的管电流,必须升高If,这样又加速了灯丝蒸发和管子老化,很快就使得同样的If满足不了管电流的要求,继而又需要升高If,如此进入了恶性循环,导致了X线管的迅速老化。此时预备下一只管子正是时候。当换上一只新管做调整时,一般要将原来的If调小,所以If比较法也可用于不同管子的比较,大致判断其性能和新旧程度。

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图3

3.3 X线输出量测量法

3.3.1 依据 

X线管灯丝和阳极蒸发的金属大都附着在窗口处的管子内壁上,从而阻挡X线的输出;同时阳极靶面变粗糙使得散射射线量增加,有效射线减少。故测量射线输出量可以判断其老化程度。

3.3.2 方法 

一般CT都有X线输出量测量软件,它是在规定的条件下扫描空气,然后输出一个数据代表X量的大小。必须严格按照要求的步骤来做。因为许多因素影响其结果,除了KV、MA的精度以外,X管的安装位置,特别是Z向位置、探测器的温度、探测器的高压、层厚的精度以整机的稳定性都应达到要求,这样得出的结果才有参考意义。同样每次测量结果也标在“X线输出量-曝光次数”坐标系上,连接而成的应该是一条下降的曲线(图4)。X线输出量也可利用医学计量部门的Radcal剂量体模检测方法获得。

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图4

以上介绍了三种判断CT X线管老化的方法,其中最简单易行的当属自身噪声跟踪法,无须掌握深奥的专业知识,只要会操作机器,严格按照上述方法,坚持去做,就能取得预期的效果。而后两种方法要求对机器硬件和软件有一定的了解,一般应由工程师来做。

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