如何更好降低c形臂的辐射剂量的方法，如何更好降低c形臂的辐射剂量和效率

来源：网络浏览：98 2022-11-05 17:00:01

众所周知，X射线辐射危害人体，国家法规也规定接触X射线的工作人员属于“放射工作者”，但很多医院的整形外科医生、手术室护士和麻醉科医生不被认为是“放射工作者”，因此没有接受相应的培训一台剂量较低的C臂对我国医务人员尤为重要，以前的文章介绍了辐射防护以及如何使用C臂实现更低的辐射。今天不谈使用，只谈C形臂低剂量的相关设计。 1、剂量用于评估x射线数量，x射线机用普通辐射剂量表示，x射线电离空气的能力；对于人体伤害，常用当量剂量来反映各种辐射和粒子被吸收所产生的生物效应的强弱。简单来说，发射量越多，吸收量就越多。 C形臂x线机标准规定，C形臂必须提供剂量、剂量率和DAP指示。让我解释一下。剂量率(用于表示放射线强弱的累计剂量)用于表示放射线的累计数量是剂量率乘以时间剂量域面积( DAP )。这有累计剂量乘以照射面积的剂量率和累计剂量，为什么需要DAP这个参数呢？说个比喻吧。屋顶上有两个大小不同的洞，太阳光进来，太阳光的强度是剂量率，乘以照射时间就是累计的剂量。因此，从两个大小不同的孔照射的日光的量率和累计的量是相同的。但是，大小不同的两种日光对房间的加热效果不同，面积大的日光加热较多。同样，x射线领域也引入了照射面积的概念，表示用DAP照射人体的放射线的总数。患者的DAP与医务人员接受的辐射照射密切相关。 2、介绍了患者剂量与医务人员剂量的关系《手术室C形臂X射线机的辐射防护--"大全" 2019版》下医务人员接受的辐射照射不是直接来自x线机，而是主光束通过患者时产生的二次辐射(散射线)。

图中的剂量线为高1米、90kVp、25 cm25 cm25 cmPMMA模型测量的异质散射线图。单位为(Gy/Gyxcm2)，图中的数字1、2、4、8、16是患者的DAP为1Gy*cm2时，患者周围的散射线的数值，单位为Gy。 3、减少剂量设计从第2节图中可以看出，医务人员接受的剂量与患者的DAP密切相关，减少医务人员接受的辐射需要减少患者的DAP，DAP=剂量率x曝光时间x照射面积患者的DAP和医务人员接受的辐射减少01剂量降低率大多数C形臂配置有可拆除的钢丝网和可拆除的铝滤过，拆除钢丝网可降低剂量2倍左右，铝滤过后可使辐射更硬，降低患者剂量。对同一个C臂机来说，好的图像意味着高剂量，但不同厂家采用的硬件和图像算法不同，相同的剂量也能获得不同的图像质量。如果探头采用更好、更高级的算法，获得相同画质所需的剂量就会减少，可以减少剂量。 1、可拆卸的线栅和铝滤波栅用于消除射向探测器的散射线，同时吸收部分有用辐射增加剂量，患者病灶部位越厚散射线越多，需要线栅。在小儿手术中，由于躯干较薄，散射较少，取下钢丝网对影像质量影响不大，但剂量会大幅降低。同样，成人四肢手术也可以取下过滤器减少剂量。为保护儿童，利用儿童躯干小的特点，还可增加3.3mm铝滤过(或0.1mm铜)清除软线，在不降低影像质量的情况下有效降低患者剂量。对于设计工程师来说，如果采用可拆卸的钢丝网和附加3.3mm铝过滤设计，可以为医生提供大幅度降低用量的手段，非常有价值。 2、更硬的辐射可以通过增加超滤有效降低辐射剂量。原理是使辐射更硬、更软，减少辐射，也就是提高有用的辐射比例。除了加入铝进行过滤外，还有两种方法可以使辐射更硬。一个是把千瓦的纹波做得更小，但是现在的C形臂是高频机，大家的纹波在2%-3%左右，没有办法再提高了。另一种方法是优化kV-mA曲线。下图为模拟曲线，模拟80kV下皮肤入射量(蓝色)和人体( 20cm水型体)透过后的检测器到达量(橙色)。

可以看出放射线的效率非常低，图中只有0.63%。设到达检测器的剂量为1uGy，则患者皮肤入射量为158.4uGy。当kV设置为70kV，到达检测器剂量仍为1uGy时，患者皮肤入射量为206.8uGy，高于80kV剂量23%。下图为两种kV-mA曲线，蓝色为高kV低mA，红色为低kV高mA。上述模拟表明，高kV低mA曲线剂量进一步降低。

模拟软件： spekcalcV1.0条件：钨靶，5mm Al，80kV，20cm水模体。 3、先进的图像处理算法C臂中常见的图像处理算法有递归降噪、边缘增强、ADRO、GDRM等。最近，我看到FDA的网站上公开了关于C形臂的文件。文件显示，该C形臂使用了增强的降噪算法——增强噪声记录。 (用bing搜索K192819可以找到这个文件。制造商已经宣传说用15kW的功率可以获得30kW的画质，也就是说用更低的剂量可以获得同样的画质。当然，越先进的图像处理算法，对CPU的计算需求就越高。现在有了GPU，计算量就不是问题，成本会更高。 4、更好的探测器C臂探测器经过图像增强器、非晶硅平板探测器和CMOS平板探测器三个阶段，图像增强器逐渐处于淘汰阶段，两大图像增强器制造商之一的Thales宣布未来停产的图像增强器。非晶硅平板探测器于2000年用于GC，GC完全取代了笨重的图像增强器。但是在移动C臂上的普及非常缓慢，2006年也有制造商发售了基于非晶硅平板探测器的移动C，到2012年每年在全球的销量达到数十台。原因图像的质量比图像增强器差，相当高。近年来，随着国产动态非晶硅平板的问世，非晶硅平板的价格大幅下降。虽然图片质量很差，但并不是不能用，价格也不是很贵，所以国际国内市场的销售额也开始上升。由于CMOS检测器低剂量DQE较好，在腰椎侧位影像上优势明显，是未来趋势。为此，几大制造商推出了基于CMOS探测器的C臂。与非晶硅检测器相比，CMOS检测器唯一的缺点是昂贵。由于CMOS探测器灵敏度高、信噪比高，使用CMOS探测器的C臂剂量低于非晶硅平板C臂。 02对于缩短曝光时间的用户来说，如何缩短曝光时间降低剂量是很清楚的。如果脚踏时间短，剂量会变低，但图像也会变差。从设计的观点来看，缩短曝光时间是不能牺牲画质的。目前，大多数C形臂都有自动亮度控制功能，但实际上可以自动控制管电压( kV )和管电流( mA )来调节剂量大小，获得亮度合适的图像。 C形臂行业标准的YYT0744-2018明确要求透视图像的亮度稳定时间在2秒以下。在图像增强器的C型臂中，该稳定时间受到增强器的限制，难以提高。在这2秒钟的稳定过程中，大部分都是调节的，不稳定时停止曝光，图像就会变亮或变暗。接通电源后第一次曝光的自动调节会变长，之后的自动调节会根据上次曝光的kV mA值进行调节，所以会变得非常快。一些制造商的C形臂是模拟控制或继承的算法，因此每次曝光时最低kV开始调节，从而延长了自动调节过程。 CMOS探测器使用C臂，充分利用探测器动态范围宽的特点，可以根据前几帧图像获得患者厚度信息，快速计算所需的kV和mA。该方法可将调节时间从2秒缩短到0.2秒，大大减少剂量。 03要减少照射面积以减少照射面积，可以通过选择放大模式并使用扩束器来实现。这些是用户使用时的技巧，从设计工程师的角度有什么方法呢？平板电脑检测器都是方形的，输出的放射线图像也是方形的，几乎所有平板电脑C臂的图像都是方形的。制造商认为医生关注图像的中心区域，很少关注四角的图像。因此，许多制造商将患者信息、参数和剂量信息放置在方形图像的四个角上。请参照下图。

因为四角的图像信息没什么用，屏蔽了四角的放射线，放射线会减少多少呢？

如果这样简单地屏蔽，就可以减少10%的放射线照射面积。这意味着患者的DAP可以减少10%，医务人员接受的辐射照射也可以减少10%。总结了降低剂量率、缩短曝光时间、减少照射面积的途径，包括设计可拆卸的金属栅和可拆卸的铝过滤；选择高kV低mA策略；设计良好的图像处理方法；选择低剂量DQE更高的CMOS探针；设计更高速的自动kV调节方法，设计圆的正方形图像等。因此，良好的C臂可以通过优化设计有效降低患者剂量和医务人员接受的辐射剂量。这一期的编辑转载了这篇文章。转载目的是传递更多的信息，并不意味着本网赞同其观点并对其真实性负责。关于作品的内容、著作权和其他问题，请在30天内联系本网络。在第一时间删除内容。 [声明]本网站文章版权归原作者所有，内容为作者个人观点，仅由本网站提供参考并不构成任何投资和应用建议。本站拥有该声明的最终解释权。