醫(yī)用診斷全景牙科X射線輻射源關(guān)鍵參數(shù)不確定度評(píng)定

【摘要】全景牙科X射線機(jī)是用于診斷口腔疾病的先進(jìn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，其準(zhǔn)確性對(duì)醫(yī)生準(zhǔn)確診斷病人口腔疾病至關(guān)重要。本文分析了醫(yī)用診斷全景牙科X射線輻射源關(guān)鍵校準(zhǔn)參數(shù)的不確定度來源，按照要求建立模型，對(duì)空氣比釋動(dòng)能率及管電壓的不確定度進(jìn)行評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】全景牙科；X射線輻射源；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.079

Evaluation of Uncertainty in Key Parameters ofMedical Diagnostic X-ray Source for Dental Panorama

LIU Junrui， LI Aiju*

（Dongguan Institute of Guangdong Institute of Metrology， Dongguan 523343， China）

Abstract： The panoramic dental X-ray machine is an advanced medical imaging equipment specially equipped for the diagnosis of oral diseases， which is widely used at all levels of medical institutions， and its accuracy directly affects the measurement results and personal safety. This paper analyzes the sources of uncertainty of key calibration parameters of medical diagnostic panoramic dental X-ray radiation source， establishes a model in accordance with the requirements， and evaluated the uncertainties of the air specific kinetic energy rate and tube voltage.

Keywords： dental panorama； X-ray source； uncertainty

0引言

近年來，隨著單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，X射線機(jī)的智能化水平逐漸提高，其已成為現(xiàn)代牙醫(yī)必備的影像工具，越來越多地被用于診斷及種植等口腔醫(yī)學(xué)活動(dòng)中。目前，各醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的主流設(shè)備可分為以下三種類型：口內(nèi)牙片機(jī)、全景牙科X射線機(jī)和口腔CT。

全景牙科X射線機(jī)是專門為診斷口腔疾病而配備的先進(jìn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，它基于不同組織對(duì)X射線吸收差異的原理成像。醫(yī)生通過分析圖像可以對(duì)患者的口腔疾病進(jìn)行更準(zhǔn)確的診斷[1-2]。作為口腔疾病診斷的醫(yī)療設(shè)備，全景牙科X射線機(jī)的成像質(zhì)量、運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確度直接影響醫(yī)生對(duì)患者病情的診斷和治療方案的選擇。因此，全景牙科X射線機(jī)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性已成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的問題[3-6]。醫(yī)療機(jī)構(gòu)越來越重視全景牙科X射線機(jī)的周期性檢定。

不確定度分析不但能夠全面評(píng)估測(cè)量結(jié)果的可信度，而且有助于提升測(cè)量水平。本文對(duì)全景牙科X射線輻射源的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行不確定度評(píng)定，對(duì)提高該設(shè)備的使用效果具有重要意義。

1測(cè)試方法

根據(jù)JJG 1101—2014《醫(yī)用診斷全景牙科X射線輻射源》檢定規(guī)程的要求，采用直接測(cè)量法對(duì)醫(yī)用診斷全景牙科X射線機(jī)進(jìn)行檢定。

選用瑞典RTI公司的多功能X射線參數(shù)測(cè)試儀（B-Piranha 557）作為檢定裝置，其技術(shù)參數(shù)為：1）空氣比釋動(dòng)能：0.1μGy～9999 mGy，Urel=3.2%，k=2；2）管電壓：20～150 kV，Urel=4%，k=2。

與醫(yī)用診斷全景牙科X射線輻射源關(guān)鍵參數(shù)相關(guān)的兩個(gè)因素分別是空氣比釋動(dòng)能率和管電壓。空氣比釋動(dòng)能率是指單位質(zhì)量的物質(zhì)在空氣中失去能量的速率。它是一個(gè)重要的物理量，用來描述輻射的強(qiáng)度和危害程度。空氣比釋動(dòng)能率的準(zhǔn)確性對(duì)于評(píng)估患者接受的輻射劑量及保障其健康至關(guān)重要。測(cè)量空氣比釋動(dòng)能率時(shí)要將檢定裝置放置在被校設(shè)備圖像采集器上，與X射線發(fā)射源中心重合，測(cè)量距焦點(diǎn)規(guī)定距離處的輸出空氣比釋動(dòng)能率，經(jīng)空氣密度修正，得到實(shí)際空氣釋動(dòng)能率。管電壓決定X射線的硬度（光子能量），管電流和時(shí)間的乘積決定X射線的量（發(fā)射光子數(shù)量）。這三者的乘積構(gòu)成了輸入到X射線管的總能量。為了保護(hù)X射線管，單次輸入能量要小于射線管的額定熱容量。因此，管電壓的準(zhǔn)確性不僅關(guān)系到儀器的使用壽命，還影響成像質(zhì)量。為了評(píng)估管電壓的準(zhǔn)確性，可以通過測(cè)量X射線照射野中心處的管電壓，然后計(jì)算標(biāo)稱值與測(cè)量平均值的相對(duì)誤差。由此可見，醫(yī)用診斷全景牙科X射線輻射源的不確定評(píng)定可分為兩個(gè)部分：空氣比釋動(dòng)能率和管電壓。

2空氣比釋動(dòng)能率不確定度評(píng)定

2.1數(shù)學(xué)模型

2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源

2.2.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

用檢定裝置對(duì)被檢設(shè)備重復(fù)測(cè)量10次，空氣比釋動(dòng)能率測(cè)試結(jié)果如表1所示。

2.4相對(duì)擴(kuò)展不確定度

3X射線輻射源管電壓不確定度評(píng)定

3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源

3.2.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

用檢定裝置對(duì)被校設(shè)備重復(fù)測(cè)量10次，管電壓測(cè)試結(jié)果如表3所示。

4結(jié)束語

本文對(duì)醫(yī)用診斷全景牙科X射線輻射源的空氣比釋動(dòng)能率及管電壓不確定度進(jìn)行了評(píng)定。從評(píng)定結(jié)果可知：空氣比釋動(dòng)能率的不確定度來源主要是與測(cè)量讀數(shù)有關(guān)的量，因而要對(duì)校準(zhǔn)裝置放置位置進(jìn)行精準(zhǔn)控制；管電壓的不確定度來源主要是檢定裝置的年穩(wěn)定度，因而要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控。本研究對(duì)全景牙科X射線輻射源的校準(zhǔn)工作具有重要意義。

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【作者簡(jiǎn)介】

劉軍銳，男，1983年出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)、熱工、醫(yī)療相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備的計(jì)量基礎(chǔ)與應(yīng)用。

通信作者：李艾橘，女，1989年出生，高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)、熱工相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備的計(jì)量基礎(chǔ)與應(yīng)用。

（編輯：李加鵬）