[发明专利]一种X射线系统的辐射剂量数值计算方法

说明书

本发明公开了一种X射线系统的辐射剂量数值计算方法，包括：测定不同管电压下的X射线谱数据；对X射线谱与管电压的关系进行数据拟合；计算在不同厚度、不同材质的滤过介质下衰减后的X射线谱；计算X射线照射剂量；计算当前曝光下的单位电流时间积的X射线吸收剂量；通过X射线吸收剂量与管电流、曝光时间的关系，计算X射线累积剂量；通过外部剂量计测定实际剂量，计算当前管电压下的校准系数；计算不同管电压下的系列校准系数；对于固定靶材的X射线源，变更曝光条件计算原始剂量，再经过校准系数完成校准得到数值计算剂量；根据选择实际源像距与校准源像距的关系，及受照面大小，计算得到面积辐射剂量积数据。

技术领域

本发明涉及X射线技术领域，具体涉及一种X射线系统的辐射剂量数值计算方法。

背景技术

X射线自从被发现后被广泛应用于不同的领域，主要包括利用物质对连续谱的吸收特性进行成像，如医学诊断、探伤、安检等领域。另一种是利用其特征谱进行物质分析、宇宙探测。而在X射线利用的过程中如果射线量不足，会造成成像不清晰。同时X射线具有辐射特性，受照体被射线照射时会产生各种效应，尤其当受照体是生物体时，过多的辐射可能会造成辐照损伤。因此，监测受照体收到的辐射剂量有助于优化利用X射线，降低辐射损伤。在实际使用中，要对X射线的剂量进行监测，通常采用一种安装在射线通过路径上的装置面积辐射剂量积计(DAP)来测量。存在成本高、需要软硬件适配、使用不便的问题。

在人造X射线源中，一般通过在X射线管两端施加管电压(通常用峰值管电压kVp表示)，使X射线管中的灯丝产生电子后受到管电压加速，轰击到靶材上产生X射线。靶材接收到的电子形成管电流(mA)，产生的X射线的强度(I,exposure)与靶材、管电压(kV)、管电流(mA)和曝光时间(ms)有一定的关系。X射线在传播过程中，经过球管密封玻璃以及附加滤过等会被吸收一部分，造成强度降低。产生的X射线一般为一个连续谱线，并附加有一些特征谱线。不同波长射线谱在不同的介质中的衰减也不相同。受照体距离X射线源越远，所接收的X射线量也越低。到达受照体后的X射线都会产生一定的电离效应，电离效果与X射线谱同各光子能量各有关，被称为辐射剂量。因此，最终受照体受到X射线辐射的剂量(dose)与靶材、管电压峰值(kvp)、管电流(mA)、曝光时间(ms)、滤过(mm材质)、距离(SID)、受照面大小(area)等相关。

相关技术中，在发明专利申请CN111134703A提到了一种辐射剂量数值的计算方法，但其没有考虑不同能量射线造成的剂量不一样，也没有考虑不同滤过介质对X射线吸收不同造成的剂量影响。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种辐射剂量数值计算方法，包括如下步骤，S1：测定不同管电压下的X射线谱数据；

S2：对获取的X射线谱与管电压的关系进行数据拟合，形成关系式；

S3：根据X射线谱，计算在不同厚度、不同材质的滤过介质下衰减后的X射线谱；

S4：根据衰减后的X射线谱在空气中被吸收后产生的能量，以及X射线量与电流时间积的关系，计算X射线照射剂量；

S5：根据空气中X射线吸收剂量与X射线照射剂量的关系，以及吸收系数，计算当前曝光下的单位电流时间积的X射线吸收剂量；

S6：通过X射线吸收剂量与管电流、曝光时间的关系，计算X射线累积剂量；

S7：通过前述步骤S1～S6计算X射线累积剂量的同时，通过外部剂量计测定实际剂量，计算当前管电压条件下的校准系数；

S8：重复前述步骤S1～S7，计算不同管电压下的系列校准系数；

S9：对于固定靶材的X射线源，变更管电压、管电流、曝光时间、滤过材质及源像距，按步骤S1～S6计算出原始剂量，再经过校准系数完成校准，得到数值计算剂量；