增感屏-胶片体系感光测定距离法的探讨
作者：燕树林 李硕鹏 赵波 王建国
单位：100730 首都医科大学附属北京同仁医院放射科
关键词：光密度测定法，X线；放射摄影术；X线胶片；X线增感屏
中华放射学杂志980618.htm 【摘要】 目的 建立以焦点-胶片距离的改变，取得X线阶段曝光的屏-片体系感光测定方法。方法 利用常规X线机在焦点-胶片距离40～320cm的范围内，取7个距离曝光点，对Okamoto DMS(蓝屏)/Fuji new RX(感蓝片)及Fuji HR-Regular(绿屏)/Fuji HR-N(感绿片)两种屏-片体系样本做感光测定，绘制特性曲线、斜率密度曲线，求取特性值。同时与感光仪和铝梯定量测定法(Bootstrap法)作比较。结果 (1)测试用X线机的平均管电压值、高压纹波率、输出剂量、曝光时间等四项指标的变动系数均小于0.02，重复性良好。(2)X线强度与距离平方在测试距离内呈线性关系，倾斜值为-2.04，证明本实验中的“距离反平方定律”成立。(3)实验证明，距离法的曝光条件确定在60～80kVp，mAs以在距离80.3cm[相对曝光量对数(LogRE)=1.2]时得到2.0+本底灰雾的密度值为调节指标，总滤过3.0mmAl+0.5mmCu(三相工频机)或3.5mmAl(中频机)。结论 距离法与感光仪法、时间阶段曝光法、铝梯定量法相比，重复性较好，曝光机制符合X线摄影实际，便于统一。
, 百拇医药
Study of sensitometric distance method for screen-film system Yan Shulin, Li Shuopeng, Zhao Bo, et al. Department of Radiology, Beijing Tongren Hospital, Beijing 100730
【Abstract】 Purpose To establish a screen-film system sensitometric method of X-ray scale-exposure by changing the distance between focus and film. Methods Using conventional X-ray equipments, with distance ranging from 40cm to 320cm,we selected seven distance exposure points and made sensitometry for two types of screen-film system patterns(Okamoto DMS/Fuji new RX and Fuji HR-Regular/Fuji HR-N) and plot characteristic curves, gradient density curves and acquired characteristic values. At the same time, it was compared with sensitometer method and bootstrap method. Results (1) Variability indexes of average X-ray tube kilovoltage , high voltage wave rate,output dose,exposure time etc, of the tested X-ray equipment were below 0.02 with good reproducibility. (2) X-ray intensity was linearly related to the distance squared in the measured disance.The gradient was -2.04 confirming the validity of “disance inverse square law” in this experiment. (3) The experiment confirmed that exposure conditions of distance method were set at 60 - 80kVp, mAs was adjusted based on the density of 2.00+base fog acquired at the distance of 80.3cm(LogE=1.2), gross filters of 3.0mmAl+0.5mmCu(3-phase low frequency equipment) or 3.5mmAl(medium frequency equipment). Conclusion Compared to sensitometre method,time-scale exposure method and bootstrap method, the reproducibility and exposure mechanism of the distance method are better and accord with radiologic practice, being more practical for unification.
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【Key words】 Densitometry，X-ray Radiography X-ray film X-ray intensifying screens
增感屏-胶片体系(以下称屏-片体系)的感光测定，对于屏-片体系感光性能的评估，X线摄影条件的选择，以及X线影像质量的控制有着重要的意义。目前，国内采用的方法主要有三种：(1)感光仪(模拟光)曝光法；(2)铝梯定量测定法(stepwedge bootstrap法)[1]；(3)时间阶段曝光法(固定kVp，改变mAs)。然而，这些方法存在着复杂的影响因素，且实验方法和评价标准也存在着差异。为此，笔者探讨建立以改变焦点-胶片距离来取得X线强度的阶段曝光，简称距离法，以便找到一个在医院范围内切实可行的、易于统一的感光测定方法。
材料与方法
一、设备与材料
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(1)中频X线机：GE-CGR Phasix 65(25kHz)。(2)X线输出检测仪：美国Nero 6000B型(非介入型，经国家计量科学研究院1996.8.26检测合格)。(3)荧光量计：日本ALCO F-11型。(4)铝梯：美国RMI 117型21级(纯度98%)。(5)冲洗机：Kodak RPXOMAT processor M8。(6)密度计：美国TBX型。(7)光学感光仪：Kodak processcontrol sensitometer。(8)胶片：Fuji film HR-N(绿片)、new RX(蓝片)。(9)增感屏：日本Okamoto DMS(蓝屏)，Fuji HR-regular(绿屏)。(10)暗盒：日本Fuji EC-D cassettes；Okamoto PL cassettes(屏-片铜网密着试验合格)。
二、实验方法
1.测试平台的制作与配置：X线管中心线呈水平投射。在可移动的检查床面上放置载有暗盒(屏-片体系)的金属托架，金属托架在床面两侧凹槽内固定，以确保暗盒(屏-片体系)与X线中心线的垂直。
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在测试X线照射野与准直器光野一致性的前提下，于准直器输出窗口侧放置一块3mm厚铅板，覆盖准直器输出窗口，其与中心线相对应的中心，做成一个3cm×3cm的方孔，以此控制测试中的照射野。
在暗盒前放置一块50cm×30cm大小，厚3 mm的铅板，中心挖有2cm×3cm小孔。上述配置也可采用X线管垂直地面方法，将金属托架放置在地面上，利用重锤确认中心线与暗盒侧铅板小孔中心垂直。
2.确认测试用X线机输出的稳定性与一致性：使用非介入性X线输出检测仪Nero 6000B，对GE-CGR Phasix 65的高压输出波形、重复性以及输出剂量的稳定性进行检测。
高压输出检测条件为70kVp，100mA，0.1秒。高压输出重复性及剂量稳定性检测条件分别为70kVp，100mA，4毫秒、6毫秒、8毫秒、10毫秒四种条件各10次曝光。
, 百拇医药 3.阶段曝光中焦点-胶片距离的确定：本法是利用X线强度与焦点-胶片距离平方成反比的阶段曝光法。因此，首先要设定曝光级数以及从两个阶段曝光距离的曝光量对数比，求取实际的焦点-胶片距离。
本实验设定为7个曝光级数，焦点-胶片距离控制在40～320cm之间，每两级相对曝光量对数确定为0.3相对曝光量对数(ΔLogRE)，则焦点-胶片距离分别为表1所示。
焦点-胶片距离是本法测试中唯一变动的因素。因此，其距离测定精度要高，误差应控制在±0.5cm内。
4.确认距离反平方定律的成立：在上述7个阶段曝光的焦点-胶片距离上，利用荧光量计进行实验条件下的剂量测定。将其测量值与反平方定律公式E=1/d2的计算值进行比较，并在双对数坐标纸上绘制出以焦点-胶片距离为横坐标，以荧光量为纵坐标的关系图，从而验证曝光剂量与距离平方反比的关系是否成立。
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表1 焦点-胶片距离的设定
焦点-胶片距(cm)
LogRE
RE
320.0
0.0
1.00
226.1
0.3
2.00
160.4
0.6
3.98
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113.5
0.9
7.95
80.3
1.2
15.88
56.9
1.5
31.63
40.1
1.8
63.68
注:LogRE为相对曝光量对数,RE为相对曝光量 5.曝光条件的选择：管电压选择尽可能接近临床条件。我们取腹部平片常用管电压70kVp，总滤过为3.05 mmAl，0.8 mAs。照射野大小在40.1 cm处的X线有效面积应为暗盒侧铅板小孔(2 cm×3 cm)的1.5～2.0倍。在余下的6个阶段曝光距离下，应尽量减少X线管及准直器产生的半影部分的照射。当采取X线管中心线垂直地面配置时，测试平台要距地面1m。水平配置时，测试平台要距墙25cm。
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6.对两种屏-片体系进行三种不同方法的感光测定： 首先在上述条件确认下，分别对以下两种屏-片体系进行距离法的测定：Okamoto DMS/Fuji newRX(简称为OD/RX，蓝屏/蓝片)；Fuji HR-Regular/Fuji HR-N(简称为HR-R/HR-N，绿屏/绿片)。
为便于比较，同时对上述两种屏-片体系进行感光仪测定和铝梯定量测定。
表2 测试用X线机高压输出重复性
曝光时间
(毫秒)
项目
AVG(kVp)
MAX(kVp)
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EFF(kVp)
C/kg(×104)
秒
RPL
4
AVG
69.4
69.4
67.1
0.70
0.005 3
0.588 0
CV
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0.003 3
0.003 3
0.001 2
0.04
0.012 7
0.004 0
6
AVG
68.1
69.2
67.1
10.01
0.008 0
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0.727 0
CV
0.003 1
0.003 9
0.001 0
0.04
0.010 9
0.019 4
8
AVG
68.1
69.5
67.5
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13.70
0.010 8
0.791 0
CV
0.001 1
0.004 3
0.000 6
0.03
0.0121
0.012 0
10
AVG
68.0
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69.5
67.4
16.98
0.013 4
0.822 0
CV
0.001 4
0.002 7
0.000 5
0.06
0.008 3
0.009 2
, http://www.100md.com 注：AVG:平均值；MAX:最大值；EFF:有效值；C/kg:库伦/每千克；RPL:纹波率；CV:变动系数表3 焦点-胶片距与曝光剂量的关系
焦点-胶片距(cm)
曝光量
实测值(F)
计算值(RE)
误差(%)
320.0
29.5
31.4
6.1
226.1
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60.0
62.8
4.0
160.4
120.0
125.0
4.0
113.5
250.0
249.7
0.1
80.3
480.0
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498.7
3.7
56.9
1 000.0
993.0
40.6
40.1
2 000.0
2 000.0
0.0
注:F为实测荧光量,RE为相对曝光量 7.显影加工：使用Kodak RP X-OMAT M8冲洗机(90秒加工)，配制格林套药放置18小时后，加热1小时，显影温度稳定在35.3℃后，放入3张清洗片冲洗，再冲洗上述三组两种屏-片体系测定光楔片。
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8.绘制特性曲线，求取特性值：由感光仪曝光的光楔片，通过自动扫描密度计求出特性值。对用距离法和铝梯定量测定的光楔片，用TBX型光学密度计对各级密度进行测量。
光学密度计要在通电加热10分钟，并用国际标准密度片进行校准后使用，然后绘制特性曲线，并求取相对感度(SR)、最大密度(Dmax)、最小密度(Dmin)、平均斜率()。同时绘制出不同密度下的斜率曲线，以做对比。
结果
1.测试用X线机的输出稳定性：表2为70kVp，100mA，4毫秒、6毫秒、8毫秒、10毫秒下，每档10次曝光的高压输出的重复性实验数据。平均管电压(AVG kVp)重复性的变动系数(CV)为0.003 1>CV>0.001 1；高压纹波率(RPL)的变动系数为0.019 4> CV>0.004 0；输出剂量[C/kg(×104)]的变动系数为0.06> CV>0.03；曝光时间(秒)的变动系数为0.012 7> CV>0.008 3。结果证明，各项指标的重复性良好。
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图1 距离反平方定律的确认 图2 二种不同屏-片体系的特定曲线(距离法)
图3 距离法与感光仪法特性曲线 图4 距离法与感光仪法的斜率密度曲线比较(同一胶片) 图5 距离法与Bootstrap法特性曲线
图6 无屏胶片感光仪法的斜率密度关系曲线
图7 距离法斜率密度关系曲线(屏-片体系)
2.焦点-胶片距与曝光剂量：表3为实验中7个阶段焦点-胶片距曝光的实测荧光量(F)与计算值的比较。
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图1为曝光距离与其剂量的关系图。如图1所示，在40～320cm距离内，X线剂量与距离反平方成线性关系，倾斜值为-2.04。
3.三种测定方法的特性曲线、斜率密度曲线及特性值：如图2 HR-R/HR-N与OD/RX两种屏-片体系距离测定法下的特性曲线所示，HR-R/HR-N本底灰雾大于OD/RX(0.24，0.22)，相对感度是后者的2倍(201，100)，平均斜率(2.35，2.01)特别是足部的斜率较大。两种屏-片体系的最大密度均低于3.00，其中OD/RX更低(2.70)。
图3～5分别为距离法与Bootstrap测定法或感光测定法的特性曲线和斜率密度曲线比较。结果表明，对于OD/RX屏-片体系在特性曲线的足部(低密度区)、直线部的形态基本一致，但在肩部(高密度区)距离法的斜率和密度值均高于其他两种方法。由于曝光方法不同，相对感度的比较没有意义。
讨论
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1.感光测定距离法采用的依据：X线照片上任何一点影像的形成，都是在照射时间固定的条件下，依靠被照体各部位的吸收差异，使X线强度分布发生变化而形成影像。距离法正是采用了与临床影像曝光一致的方法，更加靠近X线摄影的实际，而且距离法可以更有效地消除散射线等误差因素，实验方法与评价误差相对较小。
X线胶片系统感光测定方法的选择，要考虑三个出发点，即目的性、实用性、再现性。图6表明RX片在感光仪测定下的斜率始终低于HR-N片，但在屏-片匹配的状态下用距离法测定时(图7)，结果出现了很大差异。这说明感光仪测定法不适用于屏-片体系的感光测定，特别是与稀土增感屏匹配下。因稀土增感屏所用荧光体种类很多，其发光光谱分布及强度不同，这说明用可见光感光仪求取的特性曲线，光源的波长与胶片的分光感度(匹配关系)成为最重要的问题。而且增感屏增感作用对管电压依赖性较大，但当胶片在日常冲洗机质量管理中作为单一样本时，感光仪曝光法不失为最简单、重复性最好的测定方法。
本次实验也进行了同一屏-片体系下的距离法与Bootstrap法的比较。如图4、5所示，两条特性曲线形态无大差异，仅在高密度区(肩部)，距离法斜率和最大密度值较高。Bootstrap法在国内称为铝梯定量测定法，在临床上也不失为一个简便易行的测试方法,但其最大的问题是铝梯厚度与其对X线的吸收不成线性关系，且在曝光中，铝梯自身的散射线无法避免，相互影响其光楔密度值。另外存在着间歇曝光效应(intermittency effect)的影响。即同一强度的连续曝光与脉冲间歇曝光，虽然总曝光量相同，但会产生不同的密度。高曝光强度区，密度随间歇曝光的频率增加而加大。图5所示两条曲线肩部出现的差异不能排除Bootstrap法中两次曝光产生的间歇曝光效应的影响。
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2.X线输出重复性的确认：作为一种测试方法的建立，必须是在测试仪器确认其稳定性、重复性的前提下，各项输出参数的标准偏差控制在±0.02以内。否则，感光测定的结果自开始就失去了意义和可信性。因此，作为感光测定用X线机，一定要采用中频、高频，至少也要选用三相十二脉冲工频机。
3.距离反平方法则的可用性：距离测定法成立的核心是“距离反平方法则是否成立”。如果在测试中不成立的话，那么与理论计算值的误差就会成为相对曝光量的误差原因。偏离“距离反平方法则”的主要原因是空气吸收产生的，距离越大，其偏差越大。在我们的实验中，最大误差为6.0%(320.0 cm处)，最小误差为0.1%(113.5cm处)。从绘制的图1距离与曝光关系曲线得知，其斜率为-2.04。 如果斜率能控制在-1.95～-2.05之间,即可视为“距离反平方法则”成立[2]。
分析产生误差的原因，除上述空气吸收因素之外，与距离测定的精度、高压输出稳定性以及剂量仪本身的误差因素等有关。
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4.距离精度与密度关系：如果以320cm这一点的相对曝光量(RE)为1.0的话，经计算可求出距离产生的相对曝光量对数(LogRE)的改变。设定将相对曝光量容许误差控制在±2.0%(LogRE=±0.01)的水平上，被允许出现的距离误差分别为40.1cm±1.0cm，113.5cm±0.5cm，160.4cm±1.0cm，320.0cm±5.0cm。
距离范围的选择依据是在这个范围内，也就是在此范围内相对曝光量能绘制出特性曲线的全部(即足部到肩部)。本实验选择在40～320cm范围内，相对曝光量近70倍。有文献建议相对曝光量范围为100倍，即选择32～320cm或40～400cm范围。
在曝光距离的范围内测试点的选择，本实验取7点(简单些)，ΔLogRE为0.3，也可以取11点(ΔLogRE为0.2)或21点(ΔLogRE为0.1)。选择依据是视感光测定目的和精度，确定曝光点数后，可根据选择的ΔLogRE计算出具体距离。如以ΔLogRE间隔0.3，则LogE=-0.3，E=1/100.3=0.501 1，1/d2=0.501 1，d=1.412 6。然后以1.412 6×起始距离，则可推出其他6点的具体距离。
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5.曝光条件与密度的关系：(1)管电压(线质)：限于测试手段，管电压与特性曲线之间的试验没有做。根据文献报告，管电压(线质)的改变对特性曲线形状没有什么影响，但重要的前提是“距离反平方法则”一定要成立，以及软射线的滤过。因此，建议使用贴近临床常用的，也是IEC(国际电工委员会)、ANSI(美国国家标准协会)规定的60～80kVp。总滤过中频机为3.5 mmAl、三相工频机为3.0 mmAl+0.5mmCu，在这种条件下，可以得到45～50keV的线质。(2)照射量(mAs)：涉及两个因素，一是曝光时间长短，一是照射量大小。感光测定中时间阶段曝光法之所以不便使用，最大问题是实用的X线机mA与秒的调整不可能按感光测定的需要去设置，这样就会出现有时小mA×长时间或大mA×短时间。从而出现了胶片感光中“互易律失效”的现象。因此，在距离法中也应避免这种现象出现，建议使用更贴近临床摄影中常用的曝光时间范围0.05～0.30秒。当使用中频机时，因输出一般较工频稳定，可选用低限。
照射量(mAs)的选择决定着相对曝光量轴与特性曲线位置的关系。首先要根据ANSI的规定，在一定距离(80.3cm LogRE=1.2)下，可得到的密度值控制在2.2左右，即控制在平均斜率的高密度值2.0加上本底灰雾等于2.2左右。为此，在确定管电压、总滤过之后，mAs就以能在距离80.3cm上获得2.2左右的密度来确定。这一规定对将距离法推向统一化提供了重要的依据，这样就可以解决以往各医院利用Bootstrap法难以取得一致数据的难题。除上述外，在感光测定中使用的仪器，特别是自动冲洗机对测试精度的影响是不言而喻的，在此不再讨论。
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本实验只是在建立感光测定的距离方法上做了一定的探讨。应该承认，距离法与其他测定方法相比，最大优势是可以获得较好的重复性，而且可以根据特性曲线的使用目的来选择曝光点，自由度较大。
但是，最终解决距离法的统一化、标准化，能在任何一家医院取得误差在允许范围内，为大家认同的特性曲线，还需做大量的试验，特别要考虑到不同X线机输出稳定性及线质变化对测试精度的影响。
另外，测试精度要依据测试目的而定，不可一味追求精度，而脱离临床实际的可行性。
参考文献
1 袁聿德，曹厚德，燕树林, 主编. X线摄影学. 北京：人民卫生出版社，1993.144.
2 日本放射技术学会，编. 临床放射技术ハンドブツク. 第一版. 东京：通商产业研究社，1996.146.
(收稿：1997-06-23 修回：1997-11-15), 百拇医药
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关键词：光密度测定法，X线；放射摄影术；X线胶片；X线增感屏
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【Abstract】 Purpose To establish a screen-film system sensitometric method of X-ray scale-exposure by changing the distance between focus and film. Methods Using conventional X-ray equipments, with distance ranging from 40cm to 320cm,we selected seven distance exposure points and made sensitometry for two types of screen-film system patterns(Okamoto DMS/Fuji new RX and Fuji HR-Regular/Fuji HR-N) and plot characteristic curves, gradient density curves and acquired characteristic values. At the same time, it was compared with sensitometer method and bootstrap method. Results (1) Variability indexes of average X-ray tube kilovoltage , high voltage wave rate,output dose,exposure time etc, of the tested X-ray equipment were below 0.02 with good reproducibility. (2) X-ray intensity was linearly related to the distance squared in the measured disance.The gradient was -2.04 confirming the validity of “disance inverse square law” in this experiment. (3) The experiment confirmed that exposure conditions of distance method were set at 60 - 80kVp, mAs was adjusted based on the density of 2.00+base fog acquired at the distance of 80.3cm(LogE=1.2), gross filters of 3.0mmAl+0.5mmCu(3-phase low frequency equipment) or 3.5mmAl(medium frequency equipment). Conclusion Compared to sensitometre method,time-scale exposure method and bootstrap method, the reproducibility and exposure mechanism of the distance method are better and accord with radiologic practice, being more practical for unification.
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【Key words】 Densitometry，X-ray Radiography X-ray film X-ray intensifying screens
增感屏-胶片体系(以下称屏-片体系)的感光测定，对于屏-片体系感光性能的评估，X线摄影条件的选择，以及X线影像质量的控制有着重要的意义。目前，国内采用的方法主要有三种：(1)感光仪(模拟光)曝光法；(2)铝梯定量测定法(stepwedge bootstrap法)[1]；(3)时间阶段曝光法(固定kVp，改变mAs)。然而，这些方法存在着复杂的影响因素，且实验方法和评价标准也存在着差异。为此，笔者探讨建立以改变焦点-胶片距离来取得X线强度的阶段曝光，简称距离法，以便找到一个在医院范围内切实可行的、易于统一的感光测定方法。
材料与方法
一、设备与材料
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(1)中频X线机：GE-CGR Phasix 65(25kHz)。(2)X线输出检测仪：美国Nero 6000B型(非介入型，经国家计量科学研究院1996.8.26检测合格)。(3)荧光量计：日本ALCO F-11型。(4)铝梯：美国RMI 117型21级(纯度98%)。(5)冲洗机：Kodak RPXOMAT processor M8。(6)密度计：美国TBX型。(7)光学感光仪：Kodak processcontrol sensitometer。(8)胶片：Fuji film HR-N(绿片)、new RX(蓝片)。(9)增感屏：日本Okamoto DMS(蓝屏)，Fuji HR-regular(绿屏)。(10)暗盒：日本Fuji EC-D cassettes；Okamoto PL cassettes(屏-片铜网密着试验合格)。
二、实验方法
1.测试平台的制作与配置：X线管中心线呈水平投射。在可移动的检查床面上放置载有暗盒(屏-片体系)的金属托架，金属托架在床面两侧凹槽内固定，以确保暗盒(屏-片体系)与X线中心线的垂直。
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在测试X线照射野与准直器光野一致性的前提下，于准直器输出窗口侧放置一块3mm厚铅板，覆盖准直器输出窗口，其与中心线相对应的中心，做成一个3cm×3cm的方孔，以此控制测试中的照射野。
在暗盒前放置一块50cm×30cm大小，厚3 mm的铅板，中心挖有2cm×3cm小孔。上述配置也可采用X线管垂直地面方法，将金属托架放置在地面上，利用重锤确认中心线与暗盒侧铅板小孔中心垂直。
2.确认测试用X线机输出的稳定性与一致性：使用非介入性X线输出检测仪Nero 6000B，对GE-CGR Phasix 65的高压输出波形、重复性以及输出剂量的稳定性进行检测。
高压输出检测条件为70kVp，100mA，0.1秒。高压输出重复性及剂量稳定性检测条件分别为70kVp，100mA，4毫秒、6毫秒、8毫秒、10毫秒四种条件各10次曝光。
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本实验设定为7个曝光级数，焦点-胶片距离控制在40～320cm之间，每两级相对曝光量对数确定为0.3相对曝光量对数(ΔLogRE)，则焦点-胶片距离分别为表1所示。
焦点-胶片距离是本法测试中唯一变动的因素。因此，其距离测定精度要高，误差应控制在±0.5cm内。
4.确认距离反平方定律的成立：在上述7个阶段曝光的焦点-胶片距离上，利用荧光量计进行实验条件下的剂量测定。将其测量值与反平方定律公式E=1/d2的计算值进行比较，并在双对数坐标纸上绘制出以焦点-胶片距离为横坐标，以荧光量为纵坐标的关系图，从而验证曝光剂量与距离平方反比的关系是否成立。
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表1 焦点-胶片距离的设定
焦点-胶片距(cm)
LogRE
RE
320.0
0.0
1.00
226.1
0.3
2.00
160.4
0.6
3.98
, 百拇医药
113.5
0.9
7.95
80.3
1.2
15.88
56.9
1.5
31.63
40.1
1.8
63.68
注:LogRE为相对曝光量对数,RE为相对曝光量 5.曝光条件的选择：管电压选择尽可能接近临床条件。我们取腹部平片常用管电压70kVp，总滤过为3.05 mmAl，0.8 mAs。照射野大小在40.1 cm处的X线有效面积应为暗盒侧铅板小孔(2 cm×3 cm)的1.5～2.0倍。在余下的6个阶段曝光距离下，应尽量减少X线管及准直器产生的半影部分的照射。当采取X线管中心线垂直地面配置时，测试平台要距地面1m。水平配置时，测试平台要距墙25cm。
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6.对两种屏-片体系进行三种不同方法的感光测定： 首先在上述条件确认下，分别对以下两种屏-片体系进行距离法的测定：Okamoto DMS/Fuji newRX(简称为OD/RX，蓝屏/蓝片)；Fuji HR-Regular/Fuji HR-N(简称为HR-R/HR-N，绿屏/绿片)。
为便于比较，同时对上述两种屏-片体系进行感光仪测定和铝梯定量测定。
表2 测试用X线机高压输出重复性
曝光时间
(毫秒)
项目
AVG(kVp)
MAX(kVp)
, 百拇医药
EFF(kVp)
C/kg(×104)
秒
RPL
4
AVG
69.4
69.4
67.1
0.70
0.005 3
0.588 0
CV
, 百拇医药
0.003 3
0.003 3
0.001 2
0.04
0.012 7
0.004 0
6
AVG
68.1
69.2
67.1
10.01
0.008 0
, http://www.100md.com
0.727 0
CV
0.003 1
0.003 9
0.001 0
0.04
0.010 9
0.019 4
8
AVG
68.1
69.5
67.5
, http://www.100md.com
13.70
0.010 8
0.791 0
CV
0.001 1
0.004 3
0.000 6
0.03
0.0121
0.012 0
10
AVG
68.0
, 百拇医药
69.5
67.4
16.98
0.013 4
0.822 0
CV
0.001 4
0.002 7
0.000 5
0.06
0.008 3
0.009 2
, http://www.100md.com 注：AVG:平均值；MAX:最大值；EFF:有效值；C/kg:库伦/每千克；RPL:纹波率；CV:变动系数表3 焦点-胶片距与曝光剂量的关系
焦点-胶片距(cm)
曝光量
实测值(F)
计算值(RE)
误差(%)
320.0
29.5
31.4
6.1
226.1
, 百拇医药
60.0
62.8
4.0
160.4
120.0
125.0
4.0
113.5
250.0
249.7
0.1
80.3
480.0
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498.7
3.7
56.9
1 000.0
993.0
40.6
40.1
2 000.0
2 000.0
0.0
注:F为实测荧光量,RE为相对曝光量 7.显影加工：使用Kodak RP X-OMAT M8冲洗机(90秒加工)，配制格林套药放置18小时后，加热1小时，显影温度稳定在35.3℃后，放入3张清洗片冲洗，再冲洗上述三组两种屏-片体系测定光楔片。
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8.绘制特性曲线，求取特性值：由感光仪曝光的光楔片，通过自动扫描密度计求出特性值。对用距离法和铝梯定量测定的光楔片，用TBX型光学密度计对各级密度进行测量。
光学密度计要在通电加热10分钟，并用国际标准密度片进行校准后使用，然后绘制特性曲线，并求取相对感度(SR)、最大密度(Dmax)、最小密度(Dmin)、平均斜率()。同时绘制出不同密度下的斜率曲线，以做对比。
结果
1.测试用X线机的输出稳定性：表2为70kVp，100mA，4毫秒、6毫秒、8毫秒、10毫秒下，每档10次曝光的高压输出的重复性实验数据。平均管电压(AVG kVp)重复性的变动系数(CV)为0.003 1>CV>0.001 1；高压纹波率(RPL)的变动系数为0.019 4> CV>0.004 0；输出剂量[C/kg(×104)]的变动系数为0.06> CV>0.03；曝光时间(秒)的变动系数为0.012 7> CV>0.008 3。结果证明，各项指标的重复性良好。
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图1 距离反平方定律的确认 图2 二种不同屏-片体系的特定曲线(距离法)
图3 距离法与感光仪法特性曲线 图4 距离法与感光仪法的斜率密度曲线比较(同一胶片) 图5 距离法与Bootstrap法特性曲线
图6 无屏胶片感光仪法的斜率密度关系曲线
图7 距离法斜率密度关系曲线(屏-片体系)
2.焦点-胶片距与曝光剂量：表3为实验中7个阶段焦点-胶片距曝光的实测荧光量(F)与计算值的比较。
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图1为曝光距离与其剂量的关系图。如图1所示，在40～320cm距离内，X线剂量与距离反平方成线性关系，倾斜值为-2.04。
3.三种测定方法的特性曲线、斜率密度曲线及特性值：如图2 HR-R/HR-N与OD/RX两种屏-片体系距离测定法下的特性曲线所示，HR-R/HR-N本底灰雾大于OD/RX(0.24，0.22)，相对感度是后者的2倍(201，100)，平均斜率(2.35，2.01)特别是足部的斜率较大。两种屏-片体系的最大密度均低于3.00，其中OD/RX更低(2.70)。
图3～5分别为距离法与Bootstrap测定法或感光测定法的特性曲线和斜率密度曲线比较。结果表明，对于OD/RX屏-片体系在特性曲线的足部(低密度区)、直线部的形态基本一致，但在肩部(高密度区)距离法的斜率和密度值均高于其他两种方法。由于曝光方法不同，相对感度的比较没有意义。
讨论
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1.感光测定距离法采用的依据：X线照片上任何一点影像的形成，都是在照射时间固定的条件下，依靠被照体各部位的吸收差异，使X线强度分布发生变化而形成影像。距离法正是采用了与临床影像曝光一致的方法，更加靠近X线摄影的实际，而且距离法可以更有效地消除散射线等误差因素，实验方法与评价误差相对较小。
X线胶片系统感光测定方法的选择，要考虑三个出发点，即目的性、实用性、再现性。图6表明RX片在感光仪测定下的斜率始终低于HR-N片，但在屏-片匹配的状态下用距离法测定时(图7)，结果出现了很大差异。这说明感光仪测定法不适用于屏-片体系的感光测定，特别是与稀土增感屏匹配下。因稀土增感屏所用荧光体种类很多，其发光光谱分布及强度不同，这说明用可见光感光仪求取的特性曲线，光源的波长与胶片的分光感度(匹配关系)成为最重要的问题。而且增感屏增感作用对管电压依赖性较大，但当胶片在日常冲洗机质量管理中作为单一样本时，感光仪曝光法不失为最简单、重复性最好的测定方法。
本次实验也进行了同一屏-片体系下的距离法与Bootstrap法的比较。如图4、5所示，两条特性曲线形态无大差异，仅在高密度区(肩部)，距离法斜率和最大密度值较高。Bootstrap法在国内称为铝梯定量测定法，在临床上也不失为一个简便易行的测试方法,但其最大的问题是铝梯厚度与其对X线的吸收不成线性关系，且在曝光中，铝梯自身的散射线无法避免，相互影响其光楔密度值。另外存在着间歇曝光效应(intermittency effect)的影响。即同一强度的连续曝光与脉冲间歇曝光，虽然总曝光量相同，但会产生不同的密度。高曝光强度区，密度随间歇曝光的频率增加而加大。图5所示两条曲线肩部出现的差异不能排除Bootstrap法中两次曝光产生的间歇曝光效应的影响。
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2.X线输出重复性的确认：作为一种测试方法的建立，必须是在测试仪器确认其稳定性、重复性的前提下，各项输出参数的标准偏差控制在±0.02以内。否则，感光测定的结果自开始就失去了意义和可信性。因此，作为感光测定用X线机，一定要采用中频、高频，至少也要选用三相十二脉冲工频机。
3.距离反平方法则的可用性：距离测定法成立的核心是“距离反平方法则是否成立”。如果在测试中不成立的话，那么与理论计算值的误差就会成为相对曝光量的误差原因。偏离“距离反平方法则”的主要原因是空气吸收产生的，距离越大，其偏差越大。在我们的实验中，最大误差为6.0%(320.0 cm处)，最小误差为0.1%(113.5cm处)。从绘制的图1距离与曝光关系曲线得知，其斜率为-2.04。 如果斜率能控制在-1.95～-2.05之间,即可视为“距离反平方法则”成立[2]。
分析产生误差的原因，除上述空气吸收因素之外，与距离测定的精度、高压输出稳定性以及剂量仪本身的误差因素等有关。
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4.距离精度与密度关系：如果以320cm这一点的相对曝光量(RE)为1.0的话，经计算可求出距离产生的相对曝光量对数(LogRE)的改变。设定将相对曝光量容许误差控制在±2.0%(LogRE=±0.01)的水平上，被允许出现的距离误差分别为40.1cm±1.0cm，113.5cm±0.5cm，160.4cm±1.0cm，320.0cm±5.0cm。
距离范围的选择依据是在这个范围内，也就是在此范围内相对曝光量能绘制出特性曲线的全部(即足部到肩部)。本实验选择在40～320cm范围内，相对曝光量近70倍。有文献建议相对曝光量范围为100倍，即选择32～320cm或40～400cm范围。
在曝光距离的范围内测试点的选择，本实验取7点(简单些)，ΔLogRE为0.3，也可以取11点(ΔLogRE为0.2)或21点(ΔLogRE为0.1)。选择依据是视感光测定目的和精度，确定曝光点数后，可根据选择的ΔLogRE计算出具体距离。如以ΔLogRE间隔0.3，则LogE=-0.3，E=1/100.3=0.501 1，1/d2=0.501 1，d=1.412 6。然后以1.412 6×起始距离，则可推出其他6点的具体距离。
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5.曝光条件与密度的关系：(1)管电压(线质)：限于测试手段，管电压与特性曲线之间的试验没有做。根据文献报告，管电压(线质)的改变对特性曲线形状没有什么影响，但重要的前提是“距离反平方法则”一定要成立，以及软射线的滤过。因此，建议使用贴近临床常用的，也是IEC(国际电工委员会)、ANSI(美国国家标准协会)规定的60～80kVp。总滤过中频机为3.5 mmAl、三相工频机为3.0 mmAl+0.5mmCu，在这种条件下，可以得到45～50keV的线质。(2)照射量(mAs)：涉及两个因素，一是曝光时间长短，一是照射量大小。感光测定中时间阶段曝光法之所以不便使用，最大问题是实用的X线机mA与秒的调整不可能按感光测定的需要去设置，这样就会出现有时小mA×长时间或大mA×短时间。从而出现了胶片感光中“互易律失效”的现象。因此，在距离法中也应避免这种现象出现，建议使用更贴近临床摄影中常用的曝光时间范围0.05～0.30秒。当使用中频机时，因输出一般较工频稳定，可选用低限。
照射量(mAs)的选择决定着相对曝光量轴与特性曲线位置的关系。首先要根据ANSI的规定，在一定距离(80.3cm LogRE=1.2)下，可得到的密度值控制在2.2左右，即控制在平均斜率的高密度值2.0加上本底灰雾等于2.2左右。为此，在确定管电压、总滤过之后，mAs就以能在距离80.3cm上获得2.2左右的密度来确定。这一规定对将距离法推向统一化提供了重要的依据，这样就可以解决以往各医院利用Bootstrap法难以取得一致数据的难题。除上述外，在感光测定中使用的仪器，特别是自动冲洗机对测试精度的影响是不言而喻的，在此不再讨论。
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本实验只是在建立感光测定的距离方法上做了一定的探讨。应该承认，距离法与其他测定方法相比，最大优势是可以获得较好的重复性，而且可以根据特性曲线的使用目的来选择曝光点，自由度较大。
但是，最终解决距离法的统一化、标准化，能在任何一家医院取得误差在允许范围内，为大家认同的特性曲线，还需做大量的试验，特别要考虑到不同X线机输出稳定性及线质变化对测试精度的影响。
另外，测试精度要依据测试目的而定，不可一味追求精度，而脱离临床实际的可行性。
参考文献
1 袁聿德，曹厚德，燕树林, 主编. X线摄影学. 北京：人民卫生出版社，1993.144.
2 日本放射技术学会，编. 临床放射技术ハンドブツク. 第一版. 东京：通商产业研究社，1996.146.
(收稿：1997-06-23 修回：1997-11-15), 百拇医药