YY T 0457.5-2003 医用电气设备.光电X射线影像增强器特性.第5部分 探测量子效率的测定.pdf

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1、YY/T 0457.5-2003/IEC 61262-5: 1994 前自YY /T 0457(医用电气设备光电X射线影像增强器特性分为七个部分z第1部分z入射野的测定;第2部分2转换系数的测定;一一第3部分z亮度分布及亮度非均匀性的测定，第4部分z影像失真的测定;第5部分z探测量子效率的测定g第6部分z对比度及炫光系数的测定g第7部分z调制传递函数的测定。本部分是YY/T0457的第5部分，本部分与IEC61262-5: 1994(医用电气设备一一-光电X射线影像增强器特性第5部分z探测量子效率的测定以英文版)的一致性程度为等间，主要差异如下z按照汉语习惯对一些编排格式进行了修改;将一些适用

2、于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述;一一删除了国际标准前言;一一IEC788改为IEC607880 本部分的附录A、附录B、附录C和附录D均为资料性附录。本部分由国家药品监督管理局提出。本部分由全国医用X线设备及用具标准化分技术委员会归口。本部分起草单位g辽宁省医疗器械产品质量监督检验所。本部分主要起草人z李宝良、牟莉。YY/T 0457.5-2003/IEC 61262-5,1994 引窗探事曹雪量子效率(DQE)是系统成像质麓的一种泌囊方法，其建立夜系统输出面的信串串比(SNR)与输入面信噪比相比较的基础之上。对于线性成像系统，依据正弦变化信号，可以方便地分析SNR和DQE.本部分给

3、出了空间和时间频率都接近零频率的光电X射线影像增强器DQE测量的详细规定，使用的测缝方法为闪烁滋分析法。SA)。输入辐射源是放射饺核素阳镖，它饺子X射线源，f!5j为主主射俭核紊具有输出无若要移幸吉思窥波动的特性，同时可在一个感兴趣的辐射能量范圈内产生射线。在光电X射线影像增强苦苦的荧光输出上的信号被在比输出源影像大的区域上积分。另外，SSA方法实质上要求在光电X射线影像增强榕的输出上对一个单Y射线光最子起作用的所有光量子能莹的积分，这些特性导致在零空间频率和零时问频率附近的事尊重。本部分规定了仅在输入野中心附近的DQE被i量方法。同样，SSA方法不推荐用于具有荧光辐射衰减明战傻子P-20荧光

4、粉的光电X射线影像增强糕。通常因单个射线光量子的吸收，在脉冲开始后1ms时单射线光景子产生的光脉冲强度应小于峰健强度的10%。这里假设脉冲开始和锋穰强度之间间商时i海远远短于1ms，因为SSA方法需要积分各独立的射线光量子，具有很慢衰减前荧光物质应需使府很低7穷线光堂子计数率，该计数率能与本底计数率相比。其他的DQE测量方法，如脉冲猝发分析(pul附burstanalysi叫，均方根噪声分析(r.m. s. noise analysis)及从光电X射线影像增强器物王理性能中估算i辈子吸收的方法(见附录D参考文献).凡满足本部分草草蠢方法规定漠!量精E重要求部方法都可以接受。E YY /T 04

5、57.5-2003/IEC 61262-5: 1994 1 范围医用电气设备光电X射线影像增强器特性第5部分:探测量子效率的测定YY/T 0457的本部分适用于作为医用诊断X射线设备部件的光电X射线影像增强器。本部分描述了通过单Y射线光量子闪烁脉冲幅度频谱的分析来测定探测量子效率(DQ凹的一个方法。本部分的方法仅适用于具有输出辐射衰变率大约等于或优于P20荧光物质的光电X射线影像增强器。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过YY/T0457的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研

6、究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。IEC 60788: 1984医用放射学术语3 术语3. 1 定义考虑到本部分的目的，IEC60788中确定的以及下列术语和定义适用于本部分，当定义之间有歧义时，优先考虑本定义。3. 1. 1 XRII 光电X射线影像增强器的英文缩写。3. 1. 2 入射面entrance plane 垂直于XRII的对称轴并且与XRII辐射源方向上最突出的部分(包括XRII的防护套壳)相切的平面。3. 1. 3 入射野entrance field 对于XRII，在特定条件下入射面中能够用于X射线图形透射的区域。3. 1. 4 不

7、采用。3. 1. 5 源面距soorce to entrance plane distance(SED) X射线管的焦点与XRII的入射面间的距离。l YY/T 0457.5-2003/IEC 61262-5,1994 3. 1. 6 输出影像中心centre of the output image 外接输出影像的最小圆的中心。3. 1. 7 入射野申心centre of the entrance field 入射面上成像于输出影像中心的点。3. 1. 8 中心轴central axis 穿过入射野中心并垂直于入射面的直线。3. 1.9 不采用。3. 1. 10 有效孔径efftCtive a

8、perture XRII辐射源通过输入孔照射输入屏的区域。注:由于几何放大和辐射源的尺寸，该区域的直径总比输入孔径自身直径大。3. 1. 11 探测量子效率detective quantum efficiency 辐射探测器输出信号信噪比的平方与辐射探测器输入信号信噪比的平方的比值。缩写DQE3. 1. 12 量子吸收效率quantum absorption efficiency 人射辐射探测器输入端产生辐射探测器输出端信号的光量子数除以光量子总数。3. 1. 13 输入孔input aperture 确定辐射线柬横截面的孔径。3. 1. 14 单射线光量子脉冲single gamma-ray

9、 photon pul皿在XRII的输入屏中，具有特定能量的一个射线光量子作用引起的，通过XRII输入屏激发的光量子数。3.2 要求的程度2 本部分中的助动词2应(shall)表示服从某一项要求是必要的。一一宜(should)表示服从某一项要求是极力推荐的但并非强制性的。一可(may)表示为了符合本部分，服从某一项要求是允许以特殊的方式去完成的。以下词语具有的意义z一特定的(specific)当与参数或条件一同使用时:指一个特殊的值或标准化布置，通常是指那些在IEC标准或法律中所要求的;见IEC60788，rm-74-01。规定的(specified)当与参数或条件一同使用时z通常在随机文件中

10、指出的或所考虑目的下而选择的值或布置P见IEC60788 , rm一74-02。一一设计用于(designed for)当在标准中用于描述设备、器件、零部件或布置特性时2指明产品预定的和通常明显的应用目的或用途。YY /T 0457.5-2003/IEC 61262-5: 1994 4 要求本章给出了对于测定DQE仪器设备的特性和它们的设置需要。附录B中给出了一个典型的测量设置。4. 1 试验设置不采用。4.2 X射线影像增强榻-一工作条件a) XRII应在制造商规定的正常工作条件下使用;b) 不应使用防散射滤线栅或保护罩，。在多视野XRII情况下，测量应在规定的最大人射野方式下进行。4.3

11、输入辐射a) 输入辐射源应为放射性核素241锯。它可以发射出具有59.5keV能量的射线光量子;b) 源的输出可包含非阳锯衰变产生的光量子，例如:来自源和它的容器结构使用材料中的锋的LX射线和荧光X射线p1) 非59.5keV光量子流率应小于59.5keV光量子流率的1%。通过使用一个0.5mm铜滤过可以达到光谱的纯度要求的水平。该滤过将59.5keV光量子流率减少约一半。2) 任何附加滤过应尽可能地接近辐射源，并且比XRII输入商或基准探测器更靠近辐射源(4.5.2) c) 在4.4.2几何条件下，辐射源活度应使59.5keV的光量子在输入孔径处得到50500光量子/秒的计数率，为此需要大约

12、10Bq的活度。4.4 试验幡件4. 4. 1 输入孔a) 无论投射到XRII还是基准探测器上辐射线束的横截面积应用相同的输入孔径进行限束;b) 为了避免由于输入屏厚度局部的改变而引起输出的变化，输入孔径应不小于4mm; c) 对于带有简形晶体的基准探测器，输入孔径应限制辐射线束在不大于探测器筒底面积区域内，人射线束不允许照射到晶体检波器筒壁上gd) 输入孔径应用至少3mm厚的铅板切割而成。4.4.2 试验器件的几何布局a) 为了限制XRII输入屏吸收Y射线的变化和由于入射角的增大导致有效孔径的放大，。应小于20 (见图1)，。由下式表示:式中zdo-辐射源直径gd，一一输入孔直径;L一一辐射

13、源到输入孔径的距离。=tan- (do + d,) /2LJ b) 对于基准探测器和XRII的测量，都应使用同样的do，d，和L设定值。4.5 测量设备4. 5. 1 光电倍增管(PMT)如果闪烁晶体是基准探测器的话，光电倍增管应用来探测XRII和闪烁晶体发出的光。4.5. 1. 1 PMT工作条件a) 连接到PMT的高压源应能保证PMT具有线性响应;b) 为了获得PMT响应的稳定性，在开始测量前，PMT1i:至少提前30min接通高压。3 YY/T 0457.5-2003/IEC 61262-5: 1994 4.5. 1. 2 PMT设置a) PMT和XRII应屏蔽，以防止周围光线的影响;b

14、) 对于闪烁脉冲幅度谱的测量.PMT和XRII输出影像之间光偶合效率宜保证由单射线光量子脉冲产生的至少50%的光量子到达PMT光电阴极;这可通过PMT直接对准XRII的输出窗口或使用一个具有足够大光圈(F/2或更大)的传播透镜来实现;。当使用组合透镜时.XRII输出影像宜不聚焦在PMT输入面上，以防止由于PMT光电阴极的非均匀性可能引起光谱扩展;d) 输入光阑影像区域之外输出荧光所产生的本底光可以通过加上适当外罩，以避免达到PMT，如果使用该保护罩，则其孔径应不妨碍任何从输出影像区域发射的光子，该孔径至少是有效孔径图像直径的2倍。辐射源输入孔do dl 有效孔L 输入窗图1辐射源和输入孔的几伺

15、关系4.5.2 基准探测器基准探测器被用于测量人射面上59.5keV光量子流率，在该能量级上基准探测器的量子吸收效率应足够高或以足够的准确度确定.即对测量不确定度的影响不超过绝对值的士2%。4.5.3 脉冲处理器a) 脉冲处理器是一个提供输出信号给多道分析仪(MCA)的电子装置，它的幅度与输入脉冲的幅值成正比。当测量来自XRII单射线光量子脉冲谱时，脉冲处理器被放在PMT输出和MCA输入之间的信号路径上。当用基准探测器测定计数率时，也可使用脉冲处理器。b) 对于由单射线光量子脉冲幅度谱推导出的闪烁效率1(见5.4)测量，处理器中可以包含抑制在单脉冲测量期间由于两个或多个脉冲叠加所产生的失真信号

16、的部件，然而在推荐的计数率下一般不需要叠加抑制;c) 对于量子吸收率AQ(见5.4)的测量不宜使用叠加干扰抑制。如果使用叠加干扰抑制它应被搞合到累积有效测量时间(活时间)的平均值上。当处理器能接收信号时，仅在这些间隔时间进行累积，否则，将导致计数率测量错误。4.5.4 多通道分析仪(MCA)a) 应记录脉冲处理器的信号输出.以使检测到的事件的数目作为单射线量子脉冲幅度的函数4 YY/T 0457.5-2003/IEC 61262-5.1994 得以确定。MCA是一个在市场上能买到的可完成该工作的电子仪器gb) 应知道对应零脉冲幅度的通道，以便精确计算能谱。在市场上可买到为此目的的精密脉冲发生若

17、辈gc) MCA应有一个低电平鉴别器(LLD)，它可滤除低于个可选择阀值电平的所有脉冲;d) MCA应提供一个累计死时间的一种方法，在死时间里!MCA不能接收输入脉冲信号，e) 为了使MCA不因为大量的低能量的本底脉冲而达到饱和，应设置LLD一个树值电平以便总的死时间不超过总测量时间的5%。5 探测量子效率的测定附录C绘出了典型的基准探激怒手IIXRII的闪烁脉冲幅度普普e5. 1 准备5. 1. 1 入射射线流率的测量a) 按4.4. 2a)确立的几何00设置量辐射源，包括它的滤过(如需要)和输入孔gb) 输入孔应被设置在辐射源和基准探测器之间;。设呈量基准探泌器应考虑输入孔径，房子在具有满

18、足5.2.1中规定的不确定度姿求的输人孔上测定射线流率。5. 1. 2 闪烁脉冲幅度湛的泌量a) 辐射源包括它的滤过如需要)和输入孔，应按4.4. 2a)确立的几何布局;b) 输入孔应介于辐射源和XRII之间p。辐射源和输入孔应治中心轴准直多d) 输入孔的设置应尽可能接近输入面;e) 准1豆PMT以探测XRII部输出。连接PMT输出到脉冲处理器，脉冲处理糠的输出连接到tlMCA。5.2 测量5.2. 1 入射?射线流率a) 用辐射源照射基准探测器，在已满足5.2. 1日)人射流凉的要求测量精度能量范围上，测定辐射苦的2本底脉冲数率Rdb) 应通过设定一个适当的LLD阀值电平滤除来自基准探测器能

19、量小于10keV的信号;c) 移开辐射源测定本底脉冲计数率Rb;d) 应从总计数旦在R中减去本底脉冲Rb;e) 总计数时间T应使累积脉冲数(R-Rb)X不小于100000，注:r表示活树阅，ap总测量对i湾减去系统不接收和处理信号的死时伺.f) R，一队的主是值应按59.5keV光量予基准探测器量子吸收效率进行修正，以产生修正过的源计数率凡5日)R量的测量应准确到士1%以内。5.2.2 闪烁脉冲幅度漫a) 用辐射源辅照XRII，测定单射线光景子脉冲谱pb) 获得谱的时间飞应足够长，使得谱净计数(见5.2.2d)至少为100000; 注:凡表示活对阂，部总量告事尊重量才i商扣除系统不接牧草E处理

20、信号的死慰问。仅在移开辐射源时，测定相同时间飞内的本底噪声谱;d) 对每个射线光量子脉冲水平Ep应从5.2. 2a)的光谦中减去本底光i法使得到净光谱数Nj事e) 低能阀值应按能量识别，在该能量范阁内okeV到25keV的能量问隔谱最小。根据本部分计算。QE.低能阑值脉冲数应不起过对应于59.5keV光量子究全被吸收能量的脉冲F D YY,/T 0457.5-2003/IEC 61262-5: 1994 数的光峰能量的脉冲数的20%。5.3 修正不采用。5.4 确定a) 按下式计算DQEDQE = AQ X 1 式中gI一一闪烁效率，按下式确定z1= CM,)/CM, XMo) 式中sM;一一

21、-闪烁脉冲幅度谱的第1分量，由下式给出gM; = L, N; X CE;); 式中gNJ 幅值矶的脉冲数g这些计算中瓦的最小值应对应于5.2. 2e)的低能阀值。XRII的量子吸收率AQ由下式确定AQ = CMo/r.)/R. 式中zMo-按5.4a)确定px一一5.2.2b)所述光谱累积时间，及R.一一根据5.2. 1测定;注，DQE公式的推导见附录D参考文献IJ、2J和见。b) 测定应准确到绝对值土2%范围内。6 探测量子效率的表示DQE的表示应包括:一-XRII标识，如，类型、规格、型号;一-DQE百分比g7 符合性声明6 如果X射线影像增强器DQE的测定符合本部分，应表示为:探测量子效

22、率:YY /T 0457. 5-2003; 或EDQE: YY/T 0457. 5-2003。YY/T 0457.52003/IEC 61262-5: 1994 F悟量最A (资料性附录)术语索引m v 称名位语单术中生8制派邓佼的趴W单义C际定应国未 未定义术语. . . rm飞. 当&rm-. . .+ rm-.飞.早熬单位名称. . . rm-. . 缩略语rm-. . . s YY/T 0457.5中3.1 3. 1. 黯机文伶活度accompanying document .,. . . . . . . . . . ?世82-01附加滤过防教射滤线撩中心较人射野中心输出图像中心探测量

23、子效率有效孔经光电X射线影像增强苦苦入射野人射iactivlty added filter . . . . , .,. rm-13-18 . . . . . . . . . .圃. . . . . . . . . . rm-35-02 anti-scatter grid . . . . . . . . . . O. . . . . . rm-32-06 central axis . ., . . . . . . . . ., . . . . . 3. 1.吕centre of the entrance field axis . 3. 1. 7 centre of the output imag

24、e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 1. 6 detective quantum efficiency . . . . . . . . . ., . 3. 1. 11 effective aperture . . . . ,. . . . . . . . . 3. 1. 10 electro-optical X-ray intensifier . . . . . . . . . . . . . rm-32-40 entrance field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25、3. 1. 3 entrance plane . ., .,. ., .,. . . . . . . . . . . . . . . . ,. . . . . . . . . . . . . 3. 1. 2 滤过filter . . . .川. . . . rm-35-01 输入孔input aperture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 1. 13 输入屏input screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . rm-32-47 正常使用

26、normal use . . . . . . . . . . . . . . ., . .,. . .,. rm-82-04 输出图像output ima萨. . . . . . . . . . . .理. .葛川. . . rm-32-49 输出屏量子吸收效率辐射束辐射探撞撞器辐射源单Y射线光子脉冲. . . . . . . . . . . .但rm-32-48 3.1.12 output screen quantum absorption efficiency . radiation beam川. . .,. . . rm-37-05 radation detector . . . . .

27、 . . . rm卢51-01radiation source . . . . . . . . . . . . . . . . . . rm-20-01 single gamma町rayphoton pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 1. 14 源峦J1Esource to entrancplane distance, SED . . . . . . . 3. 1. 5 试验器伶test derice ., .拿. . . . . . . . . .鑫. .拿. . rm-71-04 X射线设备X-ray equipment . . .

28、. . . . . . . . . . . . . . . . .,. rm-20-20 X射线影像增强器X-ray image intens山er. . . . . . . . . rm-32-39 X射线00像X-ray pattern . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . rm-32-01 光电X射线影像增强吉普XRII . . . . . . 3. 1. 1 7 YY/T 0457.5-2003/IEC 61262-5: 1994 附录B(资料性附录)典型试验设置避镜和输出遮光板(可选源限柬器、输入孔Y射线源t。8 光电X射线影像增强器, 、光电倍增管

29、、闪烁晶体光电倍槽管、3 口兰析仪YY/T 0457.5-2003/IEC 61262翩5:1994 附资料性附录)典盟闪烁脉冲幅度谱C 1 光峰0.8 aua哇。剧唱我黯额中幽串串逃逸峰0.2 120 能也1耐100 80 60 40 20 0 0 ，带探测器图巳11 德蛐罔能低hiiL 4jisJ 器刷刷鉴平事低光镰光耀蠢J、区模镜和西民遮遮峰低能唱青0.8 0.4 0.6 0.2 制贺固骨耐翻中响0 0 120 能量.keV100 80 60 40 20 9 光电X射线影像增强错回C.2YY /T 0457.5-2003/IEC 61262-5: 1994 附录D(资料性附录)参考文献I

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