探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展

关键词： 医学影像 诊断 X射线 检查

探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展（通用6篇）

篇1：探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展

探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展

摘要：

根据国内x射线设备的应用情况，从x射线的发现及原理出发，介绍x射线的成像原理及其在医学影像诊断领域的应用以及近年来我国在防范电离辐射方面的举措，分析国内x射线诊断设备应用存在的问题并提出相关展望。关键词：x射线成像；医学影像诊断：电离辐射

引言：20世纪90年代以来，x射线在我国医学影像诊断、放射治疗、介入放射的应用在数量和质量上都发生了较大变化，据《医疗世界》2O06年的市场调研报告数据，全世界约有44万台x射线机，其中我国约有l0万台，每年1亿5千万次检查，检查频率145．1人次，万人口，年递增率10％～15％。同时，我国CT机拥有量已达世界第3位，新一代螺旋CT、电子束等均己投入使用。本文对X射线的发现、成像原理、在医学影像诊断领域的应用以及近年来我国在防范电离辐射方面的举措进行综述，同时分析国内X射线诊断设备应用存在的问题。

一、X射线的发现及原理

1895年伦琴在研究阴极射线管中气体放电现象时，偶然发现一种人眼看不见、但能穿透物体的射线，因当时无法科学解释它的产生原理，伦琴就借用数学中代表未知数的x称之为x射线。直到20世纪初，人们才知道x射线是一种波长比可见光更短的电磁波，波长范围0．001～100nm，医学上应用的x射线波长约在O．00l～0．1nm之间。

X射线发生装置主要包括x射线管、变压器和操作台，x射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极(靶极)用高熔点金属制成。变压器在阴极灯丝和阳极靶两端产生高压电场，使阴极灯丝上活跃的电子加速流向阳极，当高速电子流撞击阳极上金属元素的原子和其外围轨道上的电子时，就会产生x射线。

二、X射线成像原理

x射线通过人体后，之所以能在荧光屏或胶片上形成影像，一方面基于x射线的穿透性、荧光作用和感光作用等；另一方面基于人体组织器官存在密度和厚度的差异。当x射线照射人体后，如被照射的组织或器官密度高或厚度大，x射线衰减就多，在荧光屏上激发的荧光少，所以发暗，在胶片上乳剂感光少，所以呈白色；如被照射的组织或器官密度低或厚度小，情况则相反。根据吸收x射线的差别，人体组织一般可分为骨骼、软组织(包括液体)、脂肪 气体四大类，它们的比重、x射线吸收系数和影像密度的关系。

三、X射线在医学影像诊断领域的应用

强度均匀的x射线透过人体不同部位时的衰减程度不同，在荧光屏或摄影胶片上引起 的荧光或感光作用就有强弱差别，从而在荧光屏或摄影胶片上(经过显影、定影)显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对 匕结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断骨折的程度、肺结核病灶、体内肿瘤的位置和大小等。

(一)X射线在医学影像诊断中的基本应用：拍片和透视拍片检查时x射线受到被检体的吸收及散射，穿过被检体的x射线经处理后投射至胶片上，经显影处理后成为可见影像。拍片的优点：对比度和清晰度较好，能将影像永久性留存，所需X射线剂量小。缺点：不能立即看检查结果，不能观察器官的活动情况，投照一次只能显示一个部位。

透视检查时，患者被置于x射线管与荧光屏(影像增强器)之间，X射线透过的影像呈现在荧光屏或监视器上，由医生即时观察分析。透视的优点是检查范围广，可移动患者，从不同角度观察；能动态观察器官的活动，例如心脏搏动、胃肠蠕动和膈肌运动等。缺点是透视时对病变的影像不能记录下来，不利于对病变的复查和对比；透视的影像不太清晰，对细小的病灶和细微的结构不易观察；X射线剂量大，若长时间透视对人体有一定损害。

(二)X射线与计算机技术在医学影像诊断中的发展和应用2O世纪70年代以来计算机技术与x射线成像的结合应用，使得在医学影像诊断方面，出现了计算机x射线摄影(PUTED radiography；CR)、数字化x射线摄影(Digital RADIOG DR)、数字减影血管造影(digital subtraction angiography；DSA)、电子计算机X射线断层扫描(computed tomography：CT)等一系列X射线成像的新技术。

(1)计算机X射线摄影(CR)，是用影像板(IMAGI．g plate；IP)代替胶片，实现常规x射线摄影信息数字化；能提高图像的分辨、显示能力，突破常规x射线摄影技术的局限性；同时，可利用计算机对图像进行各种后期处理，增加显示信息的层次；可降低x射线摄影的辐射剂量，减少辐射损伤。CR已被广泛应用于头颅和骨关节，胃肠造影等的影像诊断。

(2)数字化x射线摄影(DR)，是在x射线成像系统的基础上，使模拟视频信号经过采样、模，数转换(analog to digit；A／D)后直接在计算机中进行存储、分析和保存。x射线数字图像的空间分辨率高、动态范围大，其影像可以观察对比度低于1％、直径大于2ram的物体，在病人身上测量到的表面x射线剂量只有常规摄影的1／10。DR系统的成像速度约为CR的三倍，如果与医学影像存档与通信系统结合，可在快速完成对影像的捕获、保存和预览。由于DR的高效性及安全性，其多被运用于急诊室、儿科等部门。

(3)数字减影血管造影(DSA)，通过对血管造影的影像进行数字化处理，把不需要的组织影像删除掉，只保留血管影像。

DSA的特点是图像分辨率高，对观察血管病变，血管狭窄的定位测量，诊断及介入治疗提供真实的立体图像，为各种介入治疗提供必备条件。DSA主要适用于全身血管性疾病、肿瘤、冠心病、瓣膜病等的诊断。

(4)电子计算机X射线断层扫描(CT)，通过单一轴面的x射线旋转照射人体，由探测器接收透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，然后用电脑的三维

技术重建出x射线扫描的断层面影像，将断层影像层层堆栈，最后形成立体影像。CT设备的探测器从1个发展到现在的多达4800个，扫描方式也从平移／旋转、旋转，旋转、旋转／固定，发展到螺旋cT扫描(spiral CT scan)，己被广泛运用于中枢神经系统、头颈部、胸部、甲状腺等疾病的诊断。

四、近年来我国在防范电离辐射方面的举措

随着X射线诊断学的发展普及，医用x射线照射已远高于职业照射和公众照射，成为公众所受电离辐射照射的最大人工来源，我国也逐渐意识到电离辐射对人体的伤害。为职业性和非职业原因照射后发生的白血病、肺癌等五种肿瘤的辐射病因概率提供判断标准，依据这个标准，对放射工作人员中发生的恶性肿瘤源自辐射的病因做出的判断具有法律效力；

五、国内x射线诊断设备应用存在的问题及展望

随着医学影像诊断技术的不断发展，X射线将发挥越来越重要的作用，但是国内x射线诊断的应用方面仍存在如下问题：(1)地区间经济水平不均衡导致的x射线诊断设备每百万人口拥有量的分布不均衡，部分发达地区已接近甚至达到发达国家水平，而欠发达地区远低于全世界的平均水平；(2)有限投入与需求不成比例，专用X射线机数量过少，存在利用普通X射线机进行牙科和乳腺等专科检查，或者用胃肠造影机进行其他类型检查的情况，容易导致入射体表剂量(ESD)远超《国际电离辐射防护和辐射源安全基本安全标准》(IBSS)的有关规定；(3)相比放射诊断影像学的快速发展，正规人才培养滞后，x射线诊断设备操作人员中初级职称人员比重过大，高中级职称人员比重偏低，导致x射线诊断设备使用水平偏低解决上述问题，需要进一步掌握国内x射线诊断设备应用的基本情况和发展趋势，发现存在问题，找出薄弱环节，以便有针对性地加强X射线诊断的防护工作，同时更有效地促进X射线诊断设备的正确使用。

参考文献：

(1)专著：李果珍临床CT诊断学 [M].中国科学技术出版社，1994.605(2)论文：马国平，贾周雄，李强数字减影脑血管造影技术在脑血管病诊断中的应用(3)期刊：余准，夏晓。第三脑室肿瘤的CT和MRI 杂志，1996,2:100-102.（4）毛希安． NMR前沿领域的若干新进展EJ]．化学通报，1997，(2)： 13—16．(5)周家宏.颜雪明，冯玉英.核磁共振实验图谱解析方法汪红志，张学龙，武杰.核磁共振成像技术实验教程[M].北京科学出版社，2008.诊断[J].中华医学会影像医学

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1资料与方法

1.1一般资料:选择我院2010年2月至2014年3月入住我院的乳腺原位癌患者20例,均手术后通过组织病理学确诊为乳腺原位癌患者,年龄为30~72岁,平均年龄为(50.23±1.13)岁,通过体检有乳腺肿块的为12例,有肿块和乳头溢液的为5例,乳头溢血性液的2例,通过乳腺钼靶X射线影像,乳房微钙化影的为1例;其中,患者为左侧乳房的为9例,右侧的为11例;没有触及肿块的为5例,肿块<2 cm的为10例,直径为2~5 cm的为5例;手术后组织病理学的诊断为小叶原位癌的2例,混合性的原位癌3例,导管性原位癌15例。

1.2方法:对20例乳腺原位癌患者手术前进行彩色多普勒超声检查,机器型号为型号日立二郎神,患者仰卧位,高举双手,露出腋下和乳腺,适当调节高频探头图像质量,保证二维图像的清晰度,并反复进行检查扫描,确认病灶的具体位置,对其形态、边界、内部以及后方回声和腋窝淋巴结进行观察,并观察肿瘤体内和四周的血流情况。

进行乳腺钼靶X射线影像检查,患者立位,实行加压固定,摄片模式调节为自动曝光,投照的姿势以斜位、侧位及头尾位,并增加局部位置的放大片;对乳头溢液的患者进行乳管镜和乳管造影检查。

1.3临床观察指标:彩色多普勒超声结果根据(BI RADS)超声诊断(BI RADS US)标准进行分级。0级:超声检查的结果不能进行病变的全面评估,需要结合乳腺钼靶X射线和磁共振进一步确诊;1级:检查出来的结果是阴性,并未见异常;2级:结果是良性;3级:可能是良性病变,恶性病变概率<2%,做3~6个月的短期回访,并做进一步的检查来证实;4级:可疑性的异常,通过活检进行证实,恶性病变概率为3%~94%,根据超声结果,可能性恶性病变可以分为4A亚级(低度恶变)、4B亚级(中度恶变)和4C亚级(高度恶变);5级:高度恶性病变,恶性病变概率大于95%;6级:通过活检确认为恶性。

根据美国学会的乳腺影像数据和评分标准(BI RADS)对乳腺钼靶X射线影像进行评估分级。0级:还需结合磁共振、超声、局部加压和放大摄影的结果评估;1级:检查出来的结果是阴性,乳腺钼靶X射线影像没有异常,乳腺两边对称,没有肿块,没有结构扭曲,也没有钙化;2级:结果是良性病变;3级:有可能是良性病变,进行为期6个月的短期回访,如无病变或者病灶有所缩小,则判定为良性病变;4级:可疑性的异常,通过活检进行证实,如无特异性的形态变化,但有恶性病变的可能性,病变危险率为35%,根据影像的结果可以分为4A亚级(低度恶变)、4B亚级(中度恶变)和4C亚级(高度恶变);5级:高度恶性病变,根据检查结果恶变的可以性大于95%;6级:通过活检确认为恶性,但未经治疗。

1.4统计学方法:将数据纳入SPSS19.0统计软件中进行分析,计数资料比较采用χ2比较,以率(%)表示,若(P<0.05)则差异显著,有统计学意义。

2结果

对全部患者的彩色普勒超声影像结果显示,0级、1级、2级均为0例,3级为15%(3/20),4级为70%(14/20),5级为3例15%(3/20)。乳腺钼靶X射线影像检查结果显示,2级为10%(2/20),3级为15%(3/20),4级为70%(14/20),5级为10%(1/20)。20例患者乳腺钼靶X射线影像和彩色普勒超声BI RADS分级大于4级,15例分级完全一致,两组诊断方法的分级结果一致性较好。

3讨论

乳腺原位癌是因导管级小叶内上皮细胞产生增长,且没有超过基底膜的病变,如果不能进行有效处理会发展为浸润乳腺癌[2]。诊断乳腺原位癌的标准是组织病理学活检,及时发现原位癌有助于提早治疗和预后效果,为筛选健康人群有很大的意义。彩色多普勒超声检查结果和乳腺钼靶X射线影像同时报告BI RADS和BI RADS US分级病变大于4级是乳腺原位癌确诊的标准,小于3级病变可排除乳腺原位癌,剩余患者经3个月的回访证实。及早发现乳腺原位癌可大大改善预后效果,据研究报道,局限性乳腺癌生存5年的概率是93%,原位癌和不是浸润性的达到100%,区域性扩散的低至72%,转移远处者为18%[3]。如果要提高早期检查出乳腺原位癌,应在没有症状和肿块的患者中及时筛查发现,非浸润原位癌不易和乳腺增生、浸润原位癌区分,局限在于其没有突破基底膜,也没有明显的血管和淋巴,慢性生长。而典型原位癌的大小不会超过米粒,在常规的检查中不易发现。

通过研究,乳腺钼靶X射线影像检查能及早地发现早期乳腺肿瘤,彩色普勒超声检查和乳腺钼靶X射线影像检查比较,有一定的优势,也有不足,彩色普勒超声检查和乳腺钼靶X射线影像检查可以发现小段波长,彩色普勒超声检查不能显示微小的钙化病灶影像。年龄大的患者因其组织萎缩,乳腺和脂肪的层次重叠,在进行彩色普勒超声检查不能确定微小肿瘤的占位。所以在检查乳腺病变时,彩色普勒超声检查和乳腺钼靶X射线影像检查需结合互补。结果显示,3级的2例乳头溢血和1例微小钙化患者触及没有肿块,也没有增厚,彩色普勒超声检查不能完全区分体积小的肿瘤和因导管阻塞形成的肿块,可实行乳管镜检查。大多的乳腺原位癌可能出现钙化和坏死,都能被乳腺钼靶X射线影像检查出。乳腺钼靶X射线影像检查可以在早期发现乳腺肿瘤,能检查出微小癌和隐匿性的乳腺癌,且实施乳腺钼靶X射线影像检查发现乳腺癌的时间要比普通检查提前2.5~3.5年。另外,彩色多普勒超声检查没有放射性伤害,可以清楚对任何位置进行层次分辨,操作性实时性,及时观察出肿瘤四周的血流和运行情况,还可以详细了解腋窝和锁骨淋巴结情况,并与乳腺钼靶X射线影像互相补充。

综上所述,彩色多普勒超声检查及乳腺钼靶X射线影像在乳腺原位癌中的诊断有效价值是明显的,值得在临床工作中大力推广。

参考文献

[1]邵龙,毕美娥,周春兰.高频彩超及X线钼靶检查对乳腺原位癌早期诊断价值的对照分析[J].转化医学电子杂志,2015,2(6):18-19.

[2]罗成静.乳腺钼靶与超声诊断乳腺原位癌伴早期浸润的影像学特点比较分析[J].山西医药杂志,2015,44(10):1115-1116.

篇3：探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展

【关键词】 医学影像；诊断领域； X射线 ；应用； 发展

【中图分类号】R814 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0082-02

前言

随着知识和经济的全球化发展，現代医学知识以及技术也得到了不断地发展，尤其是自伦琴发现X射线以及拍摄第一张手的X射线片以来，医学影像学不断地被用于临床，尤其医学影像学包含众多的影像检查手段和治疗手段，已然成为临床诊断和治疗疾病的首选方案，对于临床诊断具有重要的价值和意义。[1]本研究根据在医学影像学方面的工作经验，阐述了了医学影像学的基本定义、仪器以及在临床医学、基础医学、医学体系、研究领域的用途，进而阐述了X射线以及X射线在医学影像中的成像原理，分析了当前临床影像诊断中X射线的基础应用以及X射线的透射检查。从而探究医学影像诊断领域中X射线的应用发展，为X射线在临床医学影像诊断中提供参考，现报告如下。

1.医学影像学

医学影像学（medical imaging）主要指通过X光成像（X-ray），电脑断层扫描（CT），核磁共振成像（MRI）， 超声成像（ultrasound），正子扫描（PET），脑电图（EEG），脑磁图（MEG），眼球追踪（eye-tracking），穿颅磁波刺激（TMS）等现代成像技术检查人体无法用非手术手段检查的部位的过程。医学影像学在临床诊断、临床医学、基础医学、医学体系、研究领域中具有众多的优势，主要涉及数字图像化、设备网络化、诊断综合化以及分组系统化。[2]

2.X射线

X射线（X-Ray）又称为艾克斯射线、伦琴射线或X光，于1985年被伦琴首次发现。X射线（X-Ray）是波长约为（20～0.06）×10-8厘米之间，介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。[3]

3.X射线的成像原理

X射线之所以可以成像，首先由于X射线作为一种短波长的电磁辐射，具有光的性质，如光的干涉和衍射等，是一种能够穿透人体的荧光。而且，X射线被人体不同的部位吸收具有差异性，且X射线被吸系数与影像密度有着很大的关系。另外人体的结构中不同的器官密度和厚度存在差异性，这也就说，当X射线照射人体不同的结构或器官时，结构和器官由于不同的密度和厚度，X射线被衰减的程度就不同，就由此产生荧光不同明暗的变化。[4]举例而言，若照射患者的器官密度高、厚度大，则X射线被增减就越多，经过严密的处理，投射到胶片上的荧光则会越暗。

4.影像诊断中X射线的基础应用

影像诊断中X射线的基础应用，主要在于对患者进行X射线片后，X射线在人体内吸收和发生光的散射，经过特殊技术严密处理以后，影响投射到专用的胶片上，从而临床医生可以肉眼观察到患者的X射线影像，根据临床影像学的诊断知识，对病患进行专业的临床分析和诊断。而且X射线片经过处理投射到胶片上以后，清晰度高，片子规模较小，可以永久的作为临床病历资料进行保存。但是，虽然X射线片能够使得临床医生对患者的清楚地观察患者的病患处，并给出专业的判断，但是X射线片拍片也具有一些缺点，例如X射线片所针对人体的组织、结构部位较少，往往一次X射线拍片只能够针对一个部位，另外，X射线拍摄检查，往往不能够直接使得患者获知检查结果，且不适用于人体器官部位的检查，在临床疾病的诊断中，往往需要借助其他的医学影像学检查手段进行确诊。

5.X射线的透视检查

X射线的透视检查，主要通过使得患者处于荧光屏和X射线管之间，开启X射线光束，使得X射线照射人体，X射线经过人体吸收，在身体内散射，通过特殊的技术处理，投射到专业屏幕或者监视器上，从而使得临床医生根据专业技术知识，从不同的角度观察患者的身体情况。在透视检查过程中，临床影像学医生可以根据需要，要求患者移动部位，以此来对患者的身体不同部位进行动态的观察。但是，在透视检查中也存在一定的缺点，如医生不能够对患者进行复查的结果进行对比，且透视检查时，因涉及范围较广，所以拍摄的影响不都清晰，容易对产生轻微病变的部位造成漏诊和误诊。而且由于X射线一定的辐射作用，若透视检查时间过长，使用的剂量超过正常剂量，则有可能对人体造成其他的影响，甚至不同程度的伤害。

6.讨论

综上所述，随着现代医学影像学的发展，医学影像学技术成为疾病诊断和治疗的主要依据。[5]X射线检查作为医学影响诊断技术中的一种，在临床疾病的诊断和治疗中，得到了很多方面的发展和应用，具有举足轻重的地位。目前X射线作为我国医院临床疾病诊断的主要手段，且技术较为成熟，尤其是数字化X射线摄影技术在临床上得到应用以来，不仅有快速、便捷、经济、实效成像的特点，其还能进行自动调整曝光时间且不会影响到图像清晰度、分辨率。[]但是经过大量的临床实践，X射线检查也存在一些地缺点和不足。在不断的临床应用与实践中，作为医学影像学专业医生，应该熟练掌握X射线拍片技术，熟悉X射线在医院影像诊断领域的应用及发展，并且不断的总结经验，认清临床诊断中的问题，仔细分析当前X射线在临床诊断中应用的缺点，不断的关注X射线技术的创新和发展，不断推动我国医学影像诊断学的发展。

参考文献

[1] 陈友三. 医学影像诊断报告的双重属性——现状与对策[J]. 医学与哲学（临床决策论坛版）. 2010（02）

[2] 杨宏志. 医学影像诊断工作中的哲学思考和人文关怀[J]. 医学与哲学（临床决策论坛版）. 2011（01）

[3] 王宝军. X射线在医学影像诊断领域的发展及应用[J]. 中外医疗. 2012（15）

[4] 汪莹. X射线在医学影像诊断领域的应用及发展[J]. 广东科技. 2009（16）

篇4：探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展

1 材料与方法

1.1检测仪器

本次检测所需仪器为瑞典生产的Piranha507型医用X射线诊断机质量检测仪及其相应配件。仪器均接受中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所校准。

1. 2 检测内容

本次检测中涉及到的检测项目包括普通医用X射线拍片机和普通医用透视机影像质量控制状态。X射线拍片机的检测指标包括: 峰值电压、曝光时间、过滤、输出量重复性、输出量线性、有用线束半值层、有用线束垂直度的偏离、光野与照射野一致性、受检者体表空气比释动能率;普通医用X射线透视机的检测指标包括: 透视荧光屏的灵敏度、透视荧光空间分辨力、低对比度测试卡分辨力、受检者体表空气比释动能率、影像增强器屏前空气比释动能率、影像增强器系统亮度自动控制。

1. 3 检测与评价标准[3]

本次检测中主要依据以下标准 《医用X射线诊断卫生防护标准》、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》、《医用X射线诊断卫生防护监测规范》、《医用X射线诊断影像质量保证的一般要求》、《医用X射线诊断设备影像质量控制检测规范》。

1.4数据处理

研究中相关计量资料采用均数加减标准差 (± s) 形式表示, 对比中采取t检验, 计数资料的对比则是采取 χ2检验, 在P < 0. 05时, 视为差异存在统计学意义。

2 结果

本次共对132台X射线设备影像质量控制进行了检测, 包括普通医用X射线拍片机112台, 普通医用透视机20台, 拍片机检测单项合格率在77. 27% ~ 90. 15% 之间, 透视机检测单项合格率在44. 44% ~ 85. 00% 之间, 拍片机影像质量检测合格率较透视机高 ( P < 0. 05) 。详见表1、2。

3 讨论

卫生部第46号部长令发布的 《放射诊疗管理规定》低二十条规定: 对于新安装、维修、更换重要部件后的放射诊疗设备、检测仪表需要经省级以上卫生行政部门资质认证的检测机构对其展开检测, 在检测合格后方可应用, 对放射诊疗设备定期展开稳定性检测、校准、维护和保养, 至少每年进行一次状态检测。在临床疾病的诊断和治疗工作中, 影像设备的质量将会对诊断结果、治疗方案的制定等产生直接或间接的影响, 因此保证, 影像学检查质量的临床意义重大[4,5]。本次研究中出于对关于常规医用X射线诊断设备影像质量控制检测结果进行分析探讨, 为今后的临床诊断工作提供可靠的参考依据的目的, 对132台常规医用X射线设备的影像质量控制进行了检测, 结果发现, 本次共对132台X射线设备影像质量控制进行了检测, 包括普通医用X射线拍片机112台, 普通医用透视机20台, 拍片机检测单项合格率在77. 27% ~ 90. 15% 之间, 透视机检测单项合格率在44. 44% ~ 85. 00% 之间, X射线拍片机的峰值电压在90. 15% , 曝光时间在89. 39% , 输出量重复性在88. 64% , 过滤在87. 12% , 输出量线性在82. 58% , 有用线束半值层在79. 55% , 有用线束垂直度的偏离在84. 09% , 光野与照射野一致性77. 27% , 受检者体表空气比释动能率86. 36% 。普通医用X射线透视机的透视荧光屏的灵敏度在60. 00% , 透视荧光空间分辨力在73. 33% , 低对比度测试卡分辨力在85. 00% , 受检者体表空气比释动能率在73. 33% , 影像增强器屏前空气比释动能率在44. 44% , 影像增强器系统亮度自动控制在55. 56% 。拍片机影像质量检测合格率较透视机高。这一结果与相关文献报道结果一致[6,7,8]。

综上所述, 本次抽检的X射线诊断设备影像质量控制情况良好, 但依旧存在一定的薄弱环节, 在今后的工作中应予以注意。

参考文献

[1]杜世民.三门峡市医用诊断X射线机影像质量控制现状调查[J].河南预防医学杂志, 2012, 15 (03) :112-114.

[2]王全锋, 李举跃, 陈小霞.濮阳市医用常规X射线诊断设备影像质量控制检测结果及分析[J].中国辐射卫生, 2012, 21 (02) :216-218.

[3]格日勒满达呼, 哈日巴拉, 许潇, 等.内蒙古中西部地区医用X射线诊断机质量控制检测结果分析[J].中国辐射卫生, 2011, 16 (04) :115-118.

[4]程晓军, 赵艳芳, 王建华, 等.河南省2007、2009年CT机影像质量保证检测结果对比分析[J].中国辐射卫生, 2011, 31 (01) :993-995.

[5]张静波, 邹蓉珠, 张林, 等.广州市医用诊断X射线机影像质量状况调查和分析[J].中国辐射卫生, 2009, 18 (03) :1076-1079.

[6]赵雅斐, 张鹏, 郭伟, 等.郑州市医用诊断X射线机质量控制检测与评价[J].中国辐射卫生, 2008, 21 (03) :636-638.

[7]何洪林, 赵育新, 马腾飞, 等.医院诊断X射线机房的设计布局及防护性能评估[J].医疗卫生装备, 2010, 12 (12) :911-913.

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关键词：X-射线辐射分选,X-射线选矿机,预选

拣选是一种较为常见的固体物料分离方法, 其应用于矿物分选的历史较为悠久。第二次工业革命以后, 特别是在核物理研究发展至相当水平的一段时期, 拣选与高能射线 (如激光、X射线和γ射线) 和电子计算机技术的应用实现了结合, 由此产生了射线辐射选矿的新兴学科研究方向, 以射线为鉴别工具的拣选也真正从一种传统经验方法上升成为一门技术性科学。

1 射线辐射选矿技术综述

1.1 辐射选矿的主要目的

采矿的剥离作业和表外矿石的堆存是造成金属流失的重要原因, 因此表外矿及废石的拣选是提高矿石利用效率的重要途径之一, 此外, 对已达到工业品位矿石进行预选可以抛除废石, 可提高矿石的入选品位。

射线辐射选矿主要用于分选粒状和块状矿石, 物料粒度级别通常介于20~150mm之间。该技术应用于矿石预选阶段, 其目的在于分选出一部分有用成分品位低于规定标准的废石或围岩。在多金属共生矿床中, 大部分原矿是合格的, 废石数量很少, 以至于预选作业在经济上是不合理的。同时, 该种矿石通常是各种自然类型矿石的混合矿, 且其中每类矿石都符合一定技术品级, 因此在这种情况下, 预选阶段应将原矿分类与选出废石恰当地结合起来[1]。以某铅-锌复合矿石为例, 对于该种矿石的预选目的包括将矿石分类和选出废石。要选出的第一类产品是铅精矿, 其中铅品位应尽可能高, 而锌品位应不超过浮选尾矿品位, 第二类产品是铅-锌复合矿石, 其余则是废石。其产品再作进一步处理, 块状铅精矿进行铅优先浮选, 复合铅-锌产品则进行铅一锌混合浮选。

1.2 射线辐射选矿的主要方法

射线辐射选矿的方法很多, 据前苏联统计, 若将所有用于分选矿石的放射性方法都联合起来, 这些不同能量和波段的射线相互结合可以推算出100多种手段, 原理上可以分离各种有价成分, 但实际应用中只有4~6项成功[2]。如利用自然射线的天然放射性分选法、利用γ射线的吸收法和散射法、利用无线电波的无线电谐振法等[3]。有关射线辐射选矿的研究一度在世界上掀起热潮, 据文献记载, 在二十世纪七十年代全世界每年提出的有关辐射选矿方法和装置的发明申请就有几百项之多[4]。

在诸多射线辐射选矿法当中, 较为常用的一种是X射线选矿法, 与γ射线法相比。X射线在放射性安全和能在很宽范围内调节初级射线的强度方面都具有明显的优越性[5]。X射线辐射分选法所记录的信号是矿石中被选元素或元素组的含量, 因此分选过程不受矿石其他性质的影响。由于大部分元素在有足够能量的辐射激发时均会产生荧光辐射, 因而X射线分选法在选矿领域应用前景极其广阔[6]。

X射线辐射方法又可以分为三类[6]: (1) X射线荧光分选法。利用某些矿物受X射线照射时会发射可见天蓝色荧光的特性来实现矿物分离, 金刚石便是其中最典型的一例。 (2) X射线吸收分选法。利用不同的矿物或岩石对一定波长和能量的X射线吸收系数之差进行分选, 例如区分煤和页岩。 (3) X射线辐射分选法。利用矿石在受到X射线 (一次X射线) 照射后, 受到激发而产生的特征谱线 (二次X射线) 来分选矿石的方法。每个元素特征谱线的波长和频数与其原子序数Z具有相关性, 即著名的“莫塞莱定律”, 因此采用该方法可检测并分离许多矿物。

1.3 射线辐射选矿的应用条件

辐射选矿需要有三个条件:矿床的矿化不均匀, 采出的矿块间品位有较明显差别;矿石有一定块度, 必须为粒状或块状, 以便于机械装置分离;矿石具有符合辐射分选原理的分离特征, 从利用荧光这一分离特性分选含金刚石的矿石至今, 已经有二十多种分离特性可供辐射选矿法使用[4,7]。

2 X射线辐射选矿技术及其配套装备的发展历程

2.1 射线辐射选矿技术发展简史

早在1939年, 前苏联波戈罗夫斯基就提出了利用金刚石的X射线—荧光性来选别金刚石的建议。到上世纪七十年代中期, 利用高能射线荧光进行选矿的方法就已经具备了一定的研究基础, 当时较为常用的是β射线、X射线和γ射线, 这些射线选矿法适用于处理含原子序数Z≥19元素的矿石。在当时β射线辐射法分选钼矿石的原则可能性经研究得到了证实。γ射线荧光法是利用γ放射性同位素源来激发被分析元素固有的x射线为基础的, 因此可以视为X射线辐射法的变种[5], 采用γ射线分选贫锡矿石, 获得的分选指标为:尾矿产率22.9%~70.6%, 富集比1.26~2.82, 回收率为76.7%~80.2%, 分选效果十分显著[8]。

几年以后, 前苏联矿物原料研究所又将锡矿石作为X射线选矿法的第一个研究对象, 研究表明, 锡矿石与废石具有最大的对比度, 分出作为尾矿的矿块产率约占原矿量60%, 分选机选别粒度不小于25mm的锡石是适宜的, 尾矿中锡的品位为0.07%, 这比用摇床处理粒度为0.2mm锡矿石所得尾矿中锡的品位还要低[9]。1982~1983年间, 前苏联中央锡业科学研究所进一步对某矿床的贫锡矿石进行了X射线辐射分选的工业试验。结果表明该技术具有很高的技术效果。-185+45mm级别精矿锡品位1.78%, 产率6.39%, 回收率63.20%, 富集比达到9.95[6]。其他试验的研究结论也证明了X射线辐射选矿法可大大缩减进入破碎、磨矿和分选作业的矿石量, 而且不降低被处理矿石中锡的回收率[10]。

与此同时, 前苏联将研究方向拓展到采用X射线辐射法来实现钨、钼、金等稀贵金属单元素的有效分选, 并取得了成功[5]。二十世纪八十年代中期, 采用X射线辐射预选多金属矿石得到了进一步深入研究。针对某钨-钼矿样, 前苏联研究人员采用实验室组装的X射线分选装置成功将含黑钨矿、辉钼矿、黄铜矿和辉铋矿的原矿分离为石英岩型矿石、云英岩型矿石和废石三种产品, 其中, 首要回收元素钨主要富集于石英岩型矿石中, 元素钼、铜、铋在石英岩和云英岩型矿石中各占约一半。针对某多金属硫化矿, 成功将原矿分离为块状铅精矿、铅锌混合精矿和废石三种产品。上述分选指标见表1、2[1]。

2.2 X射线辐射分选设备的发展历程

X射线分选机主要包括X射线荧光分选机和X射线辐射分选机两大类。利用X射线辐照金刚石可致其产生荧光的特性, X射线-荧光分选机被率先研制出来, 上世纪六十年代C型X射线-荧光分选机就成为苏联金刚石选矿厂的主要设备。英国岗萨斯拣选机有限公司也于1968年开始生产该种设备。其工业分选机有XR-11, XR-21和XR-112B等, 这些分选机同样用于金刚石的拣选[6]。

自上世纪80年代始, 前苏联有色冶金工业部已着手研制和试生产各种X射线分选机[9]。在大量前期研究工作的基础上, 俄罗斯专家不但研制出新型的放射性选机, 而且研发制造了可用于分选有色金属、贵金属和稀有金属的X射线辐射分选机。前苏联列宁格勒选矿设计院研制出的白钨矿矿块X-射线辐射分选机, 处理-100+20mm矿石的能力为40t/h, 能从含WO30.04%的表外矿石中选出品位0.17%的工业品位矿石, 钨的回收率为30%~40%[13]。

1995年, 经AO“РАДОС”公司 (俄罗斯克拉斯诺雅尔斯克公司) 的不懈努力, 其研制的X射线辐射分选机开始市场投放, 迄今为止该公司已研制出四种型号的分选机, 分别为CPΦ2-300、CPΦ3-300、CPΦ4-150、CPΦ4-50[2], 该设备应用广泛, 可用于处理分选多种有色、稀贵金属和非金属矿石, 处理矿石的粒度为-150+40 (30) mm, 处理量为10~15t/h。该设备在分选4个矿区贫金矿及表外金矿时, 得到了很好的结果[14], 所得数据见表3。

俄罗斯化工科学研究院 (ВНИИХТ) 和Консит-А公司于上世纪末研制出了УАС型放射性分选机, 共分三种型号, 分别为УАС-200、УАС-100、УАС-50。从1999年开始, 经过了5年的生产考察, 证明该设备性能先进, 技术可靠, 可称得上是新型的放射性分选机。该设备不但可以实现放射性矿石的高效分选, 在主机不变、只增加照射源、更换探测器及相应调节控制仪表的前提下, 可以实现有色金属和稀有金属矿石的辐射分选。

3 X射线辐射分选机的应用

3.1 分选机的结构及其选分过程

X射线辐射分选机本质可以看作是给料系统、X射线荧光分析系统、计算机判断决策系统、动作执行装置的集合体, 其中最关键的部件是X射线荧光分析系统, 该系统本质上可以理解为一台X射线辐射荧光分析仪, 一种利用X射线辐射产生的特征谱线来进行元素定性定量分析的仪器, 1966年劳伦斯辐射实验室的Bowman等人研制出世界上第一台高分辨率能量色散X射线荧光分析仪, 较世界上第一台波长色散X射线荧光分析仪要晚十几年[15]。

本文以下将以俄罗斯RODOS公司的CP系列分选机 (分选机结构及工业现场应用见图1、2) 为例, 介绍X射线辐射分选机的拣选过程:经过分级的块状物料经皮带运输机输送至料仓1, 在振动电机组2的作用下, 矿石经给料通道4进入分选区域, 途经筛分装置3, -20mm物料被筛除, 筛上物料在分选区域内做抛物线运动, 落经X射线发射及接收装置5前方的区域, 表征矿石内元素含量的特征信息被采集, 并由装置5内的工业计算机分析, 根据操作员预先设定的分选阈值该矿块最终被计算机判定为“贫块”或者“富块”, 计算机继而向弹出装置6发出动作指令, 矿块被弹板击中改变下落轨迹进入精矿仓或尾矿仓7, 分选过程结束。

3.2 X射线辐射分选机软件

X射线分选软件为分选过程提供了方便、友好的人机界面, 操作人员通过分选软件可以达到获得矿石特征谱线、设计分离阈值及调整分选过程机器参数等应用目的。软件操控大体分为:开机、获取空气光谱、获取基础光谱、设置分选参数、开始分选等几个步骤。上述步骤中最关键的是设置分选阈值H, 阈值的选取需要对待分选物料进行随机取样, 拣取50~100块样品, 逐一测量其特征H值, 并绘制所有随机样品的特征H值分布曲线, 该曲线通常呈正态分布, 用该组随机样品的H值分布近似推断所有待分选物料的H值分布, 最终选取一合理特征H值作为分选阈值。

3.3 影响分选效率的有关因素分析

(1) 矿石分选阈值设定问题。分选阈值是分选机是否对待分选矿块实施动作的唯一标准, 阈值的选定与分选作业的产率密切相关。如果分选阈值选取过高, 则导致精矿产率过低, 甚至产生分选机所有矿石都不分选的结果;反之, 如果分选阈值选取过低, 则会使得精矿产率过高, 选出的矿石达不到产品的质量要求。因此, 分选前对待分选物料的特征H值分布情况进行预评估是非常必要的。

(2) 矿石分级问题。分选机的应用经验表明, 分选前对物料进行合理分级可以大幅提高矿石的选分效率。不同型号的分选机具有不同的处理物料粒度上限, 同一台分选机在其分选粒度上限范围内选别不同粒级的矿石所获得结果也是不相同的。以分选粒度上限为200mm的设备为例, +20-80mm粒级、+80-140mm粒级和+140-200mm粒级物料的分选效果差别较为明显。

(3) 给矿速率问题。给矿速率是分选机操作软件界面的可调选项之一, 其数值的大小决定了单位时间内通过分选区域的矿块数量, 并进而影响设备对矿石的分选效率。如果给矿速率过慢, 则显然降低分选机的单位时间处理能力;若给矿速率过快, 则单位时间通过分选区域的矿块数量会超过弹板的动作频率上限, 使得一定数量的矿块虽经甄别但无法对其实施击打动作, 最终导致分选机对该部分矿块无法进行分选, 则分选效率必然大幅降低。

(4) 振动电机振幅问题。振动电机的振幅决定了待分选矿块滑出给料通道后继续向前“跳跃”的距离, 也可以视为矿块作抛物线运动水平方向初始速度。如果振动幅度过小, 则矿块直接作近似自由落体运动, 此时无论其是否符合分选标准, 矿块都会撞击在弹板上改变运动路径, 使分选无效;如果电机振幅过大, 矿块在跳离给矿溜槽后, 向前行进的距离会超出X射线辐照范围, 进而致使分选实效。在分选机工作过程中振动电机的振幅是不可调节的, 只能通过手工向电机添加或拆卸配重铁块来实现。

3.4 分选实例

表4是采用RODOS分选机对某含铜矿石进行分选试验所获得的选别结果。由上表数据分析可知, 在0.5, 0.35, 0.2, 0.1四个分选阈值条件下, 原矿被分选为五种级别的产品, 在分选阈值从0.5降低到0.1的过程中, 产品正累计产率与回收率不断增加, 而铜的品位则不断下降。可见在分选前, 通过试验确定产品适宜的分选阈值是至关重要的, 该因素分选出合格产品的首要条件。

4 结语

辐射分选技术发展至今已经经历了半个多世纪的时间, 自利用矿物的天然放射性分选含铀矿石开始, 到利用波谱范围的各种射线进行分选为止, 其分选的矿石种类和应用的工业领域愈来愈广, 囊括了有色金属、稀贵金属、黑色金属、部分非金属在内的大部分工业原材料。

篇6：探索X射线在医学影像诊断领域的应用及发展

1 医用X射线诊断机房卫生防护原则

射线防护的基本原则是采取一些适当措施,把射线工作人员以及周围其他工作人中所受的射线剂量降低到最高允许剂量(也叫安全剂量)以下,确保人身安全。

在射线防护中,最主要的是防止发生有害的非随机效应和限制随机效应发生率在可接受的水平范围内,从而降低辐射可能造成的危害。

辐射防护中应遵循的3项基本原则是:

(1)正当化原则:在任何包含电离辐射照射的应用实践中,必须保证这种应用实践对人群和环境产生的危害小于这种应用实践给人群和环境带来的利益,否则这种应用实践是不应该实施的。

(2)最优化原则:避免一切不必要的辐射照射,任何包含电离辐射照射的应用实践,在符合正当化原则的前提下,应保持在可以合理达到的最低辐射照射水平。

(3)限值化原则:在符合上述正当化与最优化原则的应用实践中,应保证个人所受到的照射剂量当量不超过规定的相应限值。

1.1 时间防护

时间防护的原理是:在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比,因此,在照射率不变的情况下,缩短照射时间便可减少所接受的剂量,或者人们在限定的时间内工作,就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下,确保了人身安全(仅在非常情况下采用此法),从而达到了防护的目的。时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间(缩短人体受照射的时间)。

根据剂量=剂量率×时间,因此可根据照射率的大小确定容许的受照射时间。

1.2 距离防护

距离防护是外部辐射防护的一种有效方法,采用距离防护的射线基本原理是:将辐射源作为点源的情况下,辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比,我们把这种规律称为平方反比定律,即辐射强度随距离的平方成反比变化(在源辐射强度一定的情况下,剂量率或照射量与离源的距离平方成反比)。增加射线源与人体之间的距离便可减少剂量率或照射量,或者说在一定距离以外工作,使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下,就能保证人身安全,从而达到防护目的。距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。

平方反比定律可用以下公式说明:

式中,IA为距离A处的射线强度;IB为距离B处的射线强度;FB为射线源到B处的距离;FA为射线源到A处的距离。

该公式说明射线一定时,2点的射线强度与它们的距离平方成反比,显然,随着距离的增大将迅速减少受辐照的剂量。注意:上述的关系式适用于没有空气或固体材料的点射线源,实际上的射线源都是有一定体积的,并非理想化的点源,而且还必须注意到辐射场中的空气或固体材料会使射线产生散射或吸收,不能忽略射源附近的墙壁或其他物体的散射影响,使得在实际应用时应适当地增大距离以确保安全。

1.3 屏蔽防护

屏蔽防护的原理:射线包括穿透物质时强度会减弱,一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度,在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物(屏蔽材料),便可降低辐射水平,使人们在工作所受到的剂量降低最高允许剂量以下,以确保人身安全,达到防护目的。屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。

对于X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙,或者是钡水泥(添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥)墙。

屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值层(半价层)的概念。在X射线检测中利用的是宽束X射线,表1给出了宽束X射线在铅和混凝土中的近似半价层厚度T1/2和1/10价层厚度T1/10。注意:由于铅板的纯度及纯净度、混凝土的配方以及组织结构上必然存在的差异,因此表1中给出的半价层厚度只能作为参考值,在实际应用中必须考虑增加保险量。

在屏蔽防护计算中,需要考虑2个方面的因素,即由射线源直接穿过屏蔽物的初级辐射屏蔽,以及射线在屏蔽物上引起的散射辐射[2]。

2 医用诊断X射线机房的设计要求和评估方案

按照医用诊断X射线防护的3项原则,时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间,距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离,屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的足够厚度的屏蔽材料,其最终目标都是使射线检测工作人员承受的辐射剂量在国家辐射防护安全标准规定的限值以下。因而作为一个合格的现代化医院,其医用诊断X射线机房的设计布局应当严格按照X射线防护的3项原则进行,同时也应紧跟国家出台发布的相关规定标准进行设计。

现阶段评价一家医院的医用诊断X射线机房的设计是否合格,是否符合国家出台的相关防护要求和标准,目前还没有一个完整的评估方案。本文应用放射防护的基本理论,以防护医务人员、患者及公众人员为重点,设计了一套科学有效的防护方案。

2.1 剂量限值要求

在特征X射线机最大工作负荷范围内,对墙外区域、楼板上下区域每周剂量水平应小于表2给出的值。

2.2 机房屏蔽要求

机房防护主要环节有:

(1)机房的墙壁:摄影机房中有用线束朝向的墙壁应有2 mm铅当量的防护厚度;透视机房各侧墙壁应有1 mm铅当量的防护厚度。砖墙要求厚度在24 cm以上;混凝土墙则要求为16 cm以上;一般应采用实心黏土砖进行砌筑,再加防辐射涂料进行表层处理。

(2)地面:要求平坦、光洁、无尘。一般情况下,水泥或水磨石地面即可;若条件许可,木板地面更为理想,可防潮、防静电,有利于保护设备及人身安全。

(3)控制室:通常是由墙、门、观察窗等构成的工作室。

(4)机房防护门、窗:主要考虑防护能力。机房的门、窗必须合理设置,并保证其与所在墙壁具有相同的防护厚度。

2.2.1 诊断X射线机房防护中墙壁厚度的要求

确定诊断X射线机房的墙壁屏蔽厚度,首先确定屏蔽透射量,然后根据由实验测量得到的X射线减弱曲线(见图1)求出所需要的屏蔽层厚度。

屏蔽透射量B=PR2/WUT[3]。

式中,B为X射线的屏蔽透射量R/(m A·min)(在1 m处),数值上:1 R≈1 rem(1 rem=0.01 Sv)。

P为每周最大容许剂量当量:职业性照射为P=0.1 rem/周;放射性工作场所邻近人员P=0.01 rem/周。

根据《GB 4792—1984放射卫生防护基本标准》规定,放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过5 rem,一年365 d共52周,按国家法定工作时间(即扣除周六、日和法定节假日)应为250 d约36周,但为了从严考虑(例如加班),取50周计算得到0.1 rem/周的限值,公众人员个人受到的年剂量当量应低于0.5 rem,即为0.1 rem/周的限值。如果射线照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时,应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。

R为X射线源到操作者的距离(单位:m)。

T为居留因子:它是表示工作人员在工作场所停留情况的因子,分为全居留、部分居留、偶然居留3种情况。全居留(T=1)是指经常有人员停留的地方所考虑的因子,适用于控制区,包括控制室、邻近的暗室、工作室、实验室、走廊、休息室和职业性照射人员常规使用的办公室,以及位于射线机房邻近建筑物中用于居留和商店、办公室、居住区、运动场、其他生产工作场所等;部分居留(T=1/4)是指部分时间内有人员停留时考虑的因子,适用于非控制区,例如日常非职业性照射人员所用的公共走廊、公共房间、休息室、娱乐室、电梯、无人管理的停车场等;偶然居留(T=1/16)是指偶然有人员经过情况下考虑的因子,适用于非控制区,例如公共浴室、楼梯、自动电梯、行人、车辆通道等。

U为使用因子:它表示射线利用程度的一个因素,分为充分使用、部分使用、不常使用3种情况。充分使用(U=1)是指直接承受射线照射,例如透照室内直接受到有效射线束照射的门、墙、天花板、地面、窗口;部分使用(U=1/4)是指不直接受到射线照射,例如射线机房内不直接受到有效射线束照射的门、墙、天花板、地面、窗口;不常使用(U=1/16)是指基本上不受到有效射线的照射。

W为工作负荷:它是指高压通电时间,即每周的工作负担,在数值上等于每周工作时间与管电流的乘积,即(m A·min)/周。

计算出屏蔽透射量后,在X射线减弱曲线图上查出相应管电压的所要求屏蔽厚度(铅板或混凝土墙),考虑2倍的安全系数时则再加一个半价层厚度。

2.2.2 诊断X射线机房防护中建筑材料的要求

建筑材料最好用钢筋混凝土,混凝土的成本低廉,有良好的结构性能,在工程中多用作固定的防护屏障,用在辐射防护建筑上既可防X、γ射线,也可防中子,是一种常用的墙体防护材料;其次为黏土砖,因黏土砖不利于环境保护和国家建筑标注的要求,逐步取消使用。故这里主要介绍混凝土材料。普通混凝土及含钡混凝土对400 k V以下X射线的铅当量见表3和表4。

2.3 上下楼板设计的防护要求

根据表2,上下楼板采用不小于18 cm厚混凝土浇筑有用净空高不低于3.5 m。不能用空心楼房地板,对有安置放射性设备的楼板应加大浇筑混凝土的厚度。

2.4 X射线机房门窗的防护设计要求

2.4.1 X射线机房窗的防护设计要求

注:对于低能量的X射线,原子序数低的物质的散射效应远比铅为重要,因此在千伏低的时候,物质的铅当量值要高

mm

根据《医用诊断X线卫生防护标准》(GBZ131—2002)[6]中5.3条规定:“治疗室必须有观察治疗的设备(如工业电视或观察窗)。观察窗应设置在非有用线束方向的墙上,并具有同侧墙的屏蔽效果”。因而对应有效(直射)射线的门窗,其铅当量不小于4.0 mm的屏蔽厚度;对应散射射线的门窗,其铅当量不小于2.5 mm的铅屏蔽厚度。

安装设备应尽量靠近房间内墙里居中,这样可以减少门窗的对应有效射线。

X射线机房门窗的防护设计要求位于底层机房的窗应设高窗,窗下缘距地面高度为±2 m。有条件的最好不使用窗。

2.4.2 X射线机房门的防护设计要求

《医用诊断X线卫生防护标准》(GBZ131-2002)4.5.5明确规定:“治疗室的防护门必须与治疗机的工作状态联锁,只有关闭治疗室门时才能照射;在治疗机照射状态下意外开启防护门则中断照射。应当采取预防措施,防止照射中意外开启防护门,且此时在控制台应有相应显示”。因而医用诊断X射线机房的门必须设有安全警戒装置,门外近处应有醒目的照射状态指示灯和电离辐射警告标志。同时,X射线机房的大门要求尺寸宽大于1.4 m,高度应大于2.1 m,同时X射线机房工作人员通道门的宽度应设计为900 mm,高度为2 m。

用于机房门、窗的防护材料主要有铅板和铁板。虽然同厚度的铅板比铁板对X射线的屏蔽要好,但是铅板的危害很大,一是可使室内铅浓度升高;二是返回散射强度大,对机房内的医生和患者不利。故一般采用铁板制的门。

2.5 机房布局设计要求

2.5.1 机房空间面积要求

医用诊断X射线机机房的设置必须充分考虑邻室及周围场所的防护与安全,由于放射影像科设备大而重,因此布置在首层较方便,且要留有一定的发展空间(设在地下室,会对其备的防潮、防水、通风带来较大的问题;设在地上2层,将增加楼面结构荷载,以及楼面的防护处理),在充分考虑周围环境安全的情况下,拉开与其他设计单元的距离,最好在5 m以上。设计时最好把患者的走廊和医务人员的走廊分开,将机房放在中间。

医用诊断X射线机机房的设置必须充分考虑周围地区与人员的安全,一般可以设在建筑物底层的一端。

机房应有足够的使用面积。新建X射线机房,普通机房如透视、普通胃肠机、单板DR面积不小于24 m2[6];双板DR、粒子性胃肠机机房的面积应不小于40 m2;DSA机房使用面积应不小于56 m2;2排CT、4排CT、6排CT面积应不小于42 m2;16排CT、64排CT、128排CT应不小于56 m2;256排以上CT应不小于60 m2。乳腺X射线机应不小于16 m2;牙科X射线机应有单独机房,其面积应在18 m2以上;大型设备房间的宽度应大于6 m[7]。

2.5.2 X射线机房的水电设计要求

X射线机设备是高能耗设备,对于供电电源的功率要求比较高;同时它们又是精密仪器,对于电源的稳定性要求也比较高;此外,它们是由人操作,也是以人为对象,因此对安全性也有较高要求。

随着X射线的数字化,X射线机房设计时对弱电也有新的要求。

2.5.3 主机、电源及插座的设计要求

《GBZ131—2002医用诊断X线卫生防护标准》5.1条规定:“50 k V以上治疗机的治疗室必须与控制室分开。室内不得放置与治疗无关的杂物。”按照此规定,现代化医院的诊断X射线机房的诊断室(治疗室)、配电房和操作间是以T字形结构(见图2)布局而成的。

这种T字形结构的布局不仅可以节省空间,使空间得到充分利用,同时还可以使布置线路时简单明了,不至于使3间房的线路错综复杂。GBZ131—2002还规定:“电缆、管道等穿过治疗室墙面的孔道应避开有用线束及人员经常驻留的控制台,并采用弧状孔、曲路或地沟。”因而现在医院每个房间的网线和电线通过地沟以传导连接一起,地沟内部有2个孔径150 mm的圆柱通道,见图2。这样整个CT室就不会出现电线和网线到处分布的杂乱局面,也避免了因线路到处分布而影响操作人员工作的麻烦。

设备电源通常要求用三相五线制,由专用变压器引出,并具备独立的地线,内阻不大于2Ω,配电箱采用壁挂式安装,整个箱体处于封闭状态。

优点:解决了路边安装的配电箱或油机切换箱所固有的设备安全、用电安全问题。根据用户要求,可内置不同的用户分路;具有市电油机机械互锁式切换功能;具有三相或单相电压、电流及功率测量功能;具有交流输入缺相、欠压或过压保护、告警功能;具有交流输入端的防雷功能;具有分路的干接点信号,供监控采集使用。

四面墙中下缘距地面正负零300 mm处,分别设置118型9眼插座1组,观察窗下正负零300 mm处,设置118型2孔插座2组[8]。

在四面墙中下缘距地正负零30 cm处设置插座的目的是:机器设备放置在房间任何位置都能连接到电源;方便检修设备连接到电源;大型设备同时运行时需要多个电源插口。设备稳定、可靠的运行,在很大程度上取决于电源的质量。

2.5.4 空调和新风系统的设计要求

(1)温度的影响。一般统计告诉我们,温度上升10℃,故障率增加1.5~2倍。美国IBM公司的统计资料表明,温度每升高10℃,机器的可靠性下降25%[9]。温度过高会引起组件的电参数变化、尺寸变化,从而导致散热不良;温度过低也会引起电参数变化、尺寸变化,从而导致产生误动作。温度梯度过大则会使一些设备产生暂时性或永久性的变化,尤其对于磁设备影响更大,会导致机器出错或无法工作。

因此,X射线机房空调这种制冷系统是必备的,且一般上墙顶安装的空调不能安装在设备的正上方,因为这样正对设备制冷,会损坏高端精密设备。

(2)湿度的影响。湿度太大不但会对电子设备产生不利的影响,而且输入、输出低的介质易因潮湿而变形、膨胀,影响其正常使用。湿度过低不仅会使低介质变脆、变形,而且会使打印、旋转设备产生很高的静电,影响其正常工作,有时甚至会损坏部件。

(3)洁净度的影响。有污染(包括灰尘、有害气体)的空气对于计算机系统的稳定工作是非常有害的,尤其对于磁设备。灰尘会造成设备接触不良,特别在光、磁系统中造成读写的误差,甚至损坏磁头或划坏盘面;有害气体会腐蚀金属。有些机器工作不稳定,除了设备本身的问题外,环境条件恶劣是一个重要的原因。

因此,医院的新风系统也是必不可少的一个装置。这样才能对X射线机房的湿度进行控制,保证室内的洁净度,以及设备的稳定运行。

2.5.5 弱电的设计要求

弱电系统设计特点:要充分考虑工程的医疗范围、就诊流程、管理模式等,同时也考虑医院未来的发展,如放射科的设备间要考虑防辐射,且报警精确度要求高;核医学科的设备间要考虑防电磁干扰,且布线要求特殊等。

通常在新大楼设计时,由弱电机房把数据通讯插座设在各控制室、电源和插座之间,一般要求设3个数据通讯插座,在弱电机房由交换机连接,分别用于局域网式PACS,见图3。

3 结论

由于X射线诊断在电离辐射中保持最高的应用频率,因此,医学辐射照射已成为世界人群的最大医学照射源。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,X射线设备在医学方面应用越来越广泛,医用X射线是疾病诊断和治疗不可缺少的一种设备。射线装置的广泛应用在给人们带来巨大利益的同时,如果防护设施达不到有关技术设计的要求,也会给放射工作者和公众带来很大的危害。

综上所述,放射影像科是帮助医生诊断疾病的检查科室,其检查手段主要依赖机器完成,X射线机房的设计与X射线设备的布局尤为重要。

参考文献

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