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      一種測量乳腺鉬靶x射線多參數(shù)的傳感器陣列及其測量方法

      文檔序號:761935閱讀:445來源:國知局
      一種測量乳腺鉬靶x射線多參數(shù)的傳感器陣列及其測量方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及X射線參數(shù)測量儀,具體涉及一種測量乳腺鉬靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列及其測量方法,包括電路板(1)和過濾蓋(2),在電路板(1)上設有由三個SI-PIN二極管組成的探測器陣列(3),在所述三個SI-PIN二極管的表面加有稀土層,所述過濾蓋(2)上位置與電路板(1)上探測器陣列相適應處設有三個過濾孔(4),所述三個過濾孔(4)的厚度相互不等,所述電路板(1)上有三個SI-PIN的信號引出端口。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術中針對乳腺鉬靶X射線裝置無法通過一次曝光測量管電壓、半值層、劑量和曝光時間的問題,且本發(fā)明的測量方法操作簡單,準確度高,安全性好,以及測量成本低。
      【專利說明】一種測量乳腺鉬靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列及其測量方 法

      【技術領域】
      [0001] 本發(fā)明涉及X射線參數(shù)測量儀,具體涉及一種測量乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的傳感 器陣列及其測量方法。

      【背景技術】
      [0002] 為提升乳腺鑰靶X射線裝置的品質,讓受檢者盡可能少的接受X射線照射,需定期 對乳腺鑰靶X射線裝置的質量進行檢驗。在檢驗項目中,管電壓、半值層、劑量以及曝光時 間是乳腺鑰靶X射線裝置的重要指標參數(shù),這四大參數(shù)的精確度、穩(wěn)定性基本反映了 X射線 裝置的性能。目前這四大參數(shù)都為單參數(shù)測量,所用測量傳感器各不相同,使用方法復雜, 推廣難度大。
      [0003] 管電壓是決定X射線的質,也就是X射線的硬度,乳腺鑰靶X射線裝置管電壓越高 所發(fā)出的X射線穿透能力就越強。介入式測量是測量管電壓的經(jīng)典方法,該方法將乳腺鑰 靶X射線裝置的管球電壓經(jīng)分壓器分壓后接入示波器中測量,通過觀察示波器顯示數(shù)值得 到乳腺鑰靶的管球電壓。但由于這是一種介入式測量方法,需將測量儀器接入醫(yī)用診斷X 射線電路系統(tǒng)中,由于X射線的激發(fā)需強電壓加于發(fā)射管之上,如果操作不當,易產(chǎn)人身安 全事故,所以該方法不適合應用在常規(guī)檢測工作中。此外,測量管電壓還有能譜法和膠片 光密度法,能譜法是將能產(chǎn)生某種特征輻射的箔材料置于X射線束下照射,用多道分析器 可測量出最大能量峰,通過分析該峰值可推算出對應的管電壓;膠片光密度法較為復雜,使 用測量設備主要由過濾器、X射線膠片和增感屏等組成,首先X射線膠片接受增感屏的光輻 射,然后通過沖洗膠片可得到光密度值,最后根據(jù)光密度-管電壓校準曲線計算出管球電 壓。能譜法需要專業(yè)的能譜分析設備,該套設備采購費用高,適合用在初級標準標定上;膠 片光密度法成本較低,需要沖洗和測量光密度,人為觀測光密度容易產(chǎn)生誤差,而且整個測 量需要很長時間,工作效率不高,同樣不適合在日常的檢測工作中開展。
      [0004] 曝光時間同樣是乳腺鑰靶X射線裝置一項很重要的參數(shù),它的準確與否關系到醫(yī) 學成像效果和受檢者人身安全,常用的曝光時間測量是使用毫安秒表法,測量時將毫安秒 表串入到測量回路中,通過讀取毫安秒表的顯示數(shù)值可得到曝光時間。
      [0005] 劑量的大小與受檢者所受輻射量有密切關系,同時劑量準確與否也是醫(yī)療X射線 裝置性能好壞的重要標志,劑量的測量方法較多,市場上常用電離室劑量儀來測量。
      [0006] X射線在人體內穿透能力與射線半值層有直接關系,用半值層可以有效反映射線 能量,目前半值層測量多用半值層測量儀和標準鋁片吸收法,標準鋁片吸收法是通過測量 疊加不同厚度鋁片時得到的劑量來間接推算半值層大小。
      [0007] 目前,管電壓、曝光時間、劑量及半值層都用獨立探測器測量,不存有一次曝光可 測量四個參數(shù)的探測器,測量電路復雜,需配備多種測量設備,而且測量設備所用的傳感器 外形、尺寸、型號各異,不具有統(tǒng)一性和可擴展性,使用不便,不利于快速開展測量工作。
      [0008] 本專利申請獲國家重大科學儀器設備開發(fā)專項"新型電離輻射檢測儀器和關鍵部 件開發(fā)及應用"(項目編號:2013YQ090811)資金資助。


      【發(fā)明內容】

      [0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種測量乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列及其測量 方法,解決現(xiàn)有技術中對無法針對乳腺鑰靶X射線裝置無法通過一次曝光測量管電壓、半 值層、劑量和曝光時間的問題。
      [0010] 為解決上述的技術問題,本發(fā)明采用以下技術方案:
      [0011] 一種測量乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列,包括電路板和過濾蓋,在電路板 上設有由三個SI-ΡΙΝ二極管組成的探測器陣列,在所述三個SI-ΡΙΝ二極管的表面加有稀 土層,所述過濾蓋上位置與電路板上探測器陣列相適應處設有三個過濾孔,所述三個過濾 孔的厚度相互不等,所述電路板上有三個SI-ΡΙΝ的信號引出端口。
      [0012] 更進一步的技術方案是,所述三個過濾孔均是變成5mm的方形孔。該孔除了起到 階梯過濾的作用外,還可起到準直效果。為了集中探測器的探測性能,特設計了邊長為5_ 的狹小孔,以便于減小雜散信號的影響,此外通過準直處理,可以降低相鄰SI-ΡΙΝ半導體 探測器信號干擾,使得各探測器可獨立工作。
      [0013] 更進一步的技術方案是,所述三個過濾孔中,一號至三號過濾孔的厚度分別為 2. 5mm、3mm 和 0mm〇
      [0014] 一種乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的測量方法,X射線多參數(shù)包括管電壓、劑量及劑量 率、曝光時間和半值層,包括以下步驟:
      [0015] 將X射線同時照射在三個具有不同厚度的過濾孔上,過濾孔的后方設置有由三個 SI-ΡΙΝ二極管組成的探測器陣列,三個SI-ΡΙΝ二極管和三個過濾孔--對應,所述三個 SI-ΡΙΝ二極管接收到經(jīng)過過濾孔過濾的X射線后,再經(jīng)過AD轉換器,形成三個電信號,分別 為一號電信號、二號電信號和三號電信號;利用三個電信號經(jīng)過計算得出管電壓、劑量及劑 量率、曝光時間和半值層 :
      [0016] 管電壓的計算:
      [0017] 獲取X射線經(jīng)過濾片后的形成的一號電信號和二號電信號,分別為劑量值D1和劑 量值D2,結合衰減系數(shù)μ得到劑量比,將劑量比對照至劑量比值與管電壓對應的數(shù)值關系 表,根據(jù)所述劑量比值與管電壓對應數(shù)值關系表:
      [0018]

      【權利要求】
      1. 一種測量乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列,其特征在于:包括電路板⑴和過 濾蓋(2),在電路板(1)上設有由三個SI-ΡΙΝ二極管組成的探測器陣列(3),在所述三個 SI-ΡΙΝ二極管的表面加有稀土層,所述過濾蓋(2)上位置與電路板(1)上探測器陣列相適 應處設有三個過濾孔(4),所述三個過濾孔(4)的厚度相互不等,所述電路板(1)上有三個 SI-ΡΙΝ的信號引出端口。
      2. 根據(jù)權利要求1所述的一種測量乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列,其特征在于: 所述三個過濾孔(4)均是變成5mm的方形孔。
      3. 根據(jù)權利要求1所述的一種測量乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的傳感器陣列,其特征在于: 所述三個過濾孔中,一號至三號過濾孔的厚度分別為2. 5mm、3mm和Omm。
      4. 一種乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的測量方法,X射線多參數(shù)包括管電壓、劑量及劑量率、 曝光時間和半值層,其特征在于包括以下步驟 : 將X射線同時照射在三個具有不同厚度的過濾孔上,過濾孔的后方設置有由三個 SI-ΡΙΝ二極管組成的探測器陣列,三個SI-ΡΙΝ二極管和三個過濾孔--對應,所述三個 SI-ΡΙΝ二極管接收到經(jīng)過過濾孔過濾的X射線后,再經(jīng)過AD轉換器,形成三個電信號,分別 為一號電信號、二號電信號和三號電信號;利用三個電信號經(jīng)過計算得出管電壓、劑量及劑 量率、曝光時間和半值層 : 管電壓的計算: 獲取X射線經(jīng)過濾片后的形成的一號電信號和二號電信號,分別為劑量值D1和劑量值 D2,結合衰減系數(shù)μ得到劑量比,將劑量比對照至劑量比值與管電壓對應的數(shù)值關系表, 根據(jù)所述劑量比值與管電壓對應數(shù)值關系表:
      即查出相應的管電壓值; 半值層: 定義μ χ、μ ySX射線衰減系數(shù),取一號電信號、二號電信號和三號電信號,分別為經(jīng)過 過濾孔后的X射線強度值Di、D2和D3,由X射線強度值D2和D 3得出衰減函數(shù),μ xl將X射線 強度值Di除以D3可得到一個比例值μ yl,采用PTW劑量計測量乳腺鑰靶X射線機曝光時在 固定管電壓的半值層Hvll,形成一個由μ χ1,μη,Ην11形成的刻度組(μχ1,yyl,H vll),改變X 射線機的管球電壓形成另一個有刻度組,最后形成半值層刻度系數(shù)表:
      根據(jù)半值層刻度系數(shù)表,即可得到半值層; 劑量測量的算法: 定義Svk為劑量修正因子,直接根據(jù)劑量刻度因子修正表
      即可得出劑量修正因Svk和劑量率; 曝光時間測量算法: 當半導體有信號輸出時用比較器的比較電壓與該信號值進行對比,當信號量大于約定 有效電壓值時比較器將輸出高電平,單片機通過識別這個高電平信號的有無從而啟停定時 器,進而可測量出醫(yī)用診斷X射線機的曝光時間。 根據(jù)權利要求4所述的一種乳腺鑰靶X射線多參數(shù)的測量方法,其特征在于:所述半值 層刻度系數(shù)表獲取方法是: 取一號電信號、二號電信號和三號電信號,分別為經(jīng)過過濾孔后的X射線強度值DpD2 和D3,由X射線強度值D2和D3得出衰減函數(shù),μ xl將X射線強度值Di除以D3可得到一個比 例值μ yl,采用PTW劑量計測量乳腺鑰靶X射線機曝光時在固定管電壓的半值層Hvll,形成 一個由U xl,yyl,Hvll形成的刻度組(μχ1,μγ1,Η ν11),改變X射線機的管球電壓形成另一個 有刻度組,最后形成成半值層刻度系數(shù)表:
      【文檔編號】A61B6/00GK104207794SQ201410498587
      【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權日:2014年9月25日
      【發(fā)明者】楊建 , 楊勇, 鄭永明, 龔嵐 申請人:中測測試科技有限公司
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