50kW高壓的數字化攝影系統DR足夠滿足臨床需求

隨著近年來國內醫療市場的發展，國產醫療器械無論是在技術上還是在產品應用上都得到了飛速發展，尤其是在數字化X射線攝影系統（DR）中體現的尤為明顯。一台 DR 主要由 X 線球管、X 線高壓發生器、數字探測器、機械部件和圖像系統等組成，判斷它整機性能良好與否重要是看這些核心部件是否都由自己自主研發生產。目前國內做DR廠家不小於100家，但是真正能夠自主研發生產的企業屈指可數，據醫療器械裝備協會統計結果顯示絕大部分廠家採取 OEM 方式（購買成品部件進行組裝和拼湊）。

五大核心部件中，高壓發生器尤為重要，因為高壓發生器就如同是一台DR的心臟，為整台DR設備的運行提供動力。目前，國內外整機 DR 的製造商基本都採用主流的脈寬調製(PWM) 或者脈衝頻率調製(PFM)技術高頻逆變高壓發生器，該型高壓發生器製造工藝複雜，技術難度較高，造價也相對昂貴，但能自動根據成像區衰減狀態調整 kV、mA 等參數，使 X 線管保持最佳負荷狀態，在安全輻射劑量範圍內獲取最佳圖像質量，實現了 X 線常態下曝光。目前國內大部分 DR 生產商基本是外購這一核心部件。

高頻高壓發生器主要由高壓變壓器、X射線燈絲變壓器、高壓整流器、高壓交換閘、高壓插頭和插座等元器件組成，並按照要求組裝後置於方形或圓形鋼板製成的箱體內。箱體內充滿變壓器油，以加強各部件之間的絕緣與散熱，並且箱體接地，以防高壓電擊造成危害。

圖一：高壓發生器結構示意圖

高壓發生器是DR產生交流高壓的器件，為X線管提供高壓電能；其工作原理與普通變壓器相同，但是運行狀態較為特殊，在結構、性能、容量、規格等方面具有不同的特點：

（1）高壓變壓器次級中心點接地：採用兩個次級繞組相同串聯，中心點接地，這樣方式可以使高壓變壓器的絕緣要求降低一半；

（2）變壓比小：次級輸出的交流電壓很高：診斷類X射線機kV為40-150kV，治療類X射線機kV可達200-300kV；

（3）設計容量小於最高輸出容量：診斷類X射線機用於攝影時，管電流可達數百mA，但是曝光時間很短，從ms到數s。而在透視時，雖然工作時間較長，但管電流很小，採用連續透視技術的高壓mA一般在5mA以下；採用寬調製(PWM) 或者脈衝頻率調製(PFM)技術的高壓，一般mA在6-20mA。屬於瞬時高負荷連續低負荷，因而及設計容量可等於最高輸出容量的1/3--1/5。

在我國DR的運行條件一般電源條件符合國家規範，三相五線制，線電壓380V±10%；電源頻率：50±1Hz；DR正常工作拍片時，工作電壓是40kV--120kV，工作電流是10mA--630mA,而一般DR使用額定功率是恆定的高壓發生器，根據P（功率）=U（工作電壓）*I（工作電流）原理，我們就按照常規拍片所需劑量最大的胸片及腰椎來計算滿足臨床需求所需設備的功率。

圖二：X線曝光條件參考表

根據上述拍片條件

成人胸片正位：kV：87；mA：320 P=U*I=87kV*320mA=27.84kW

成人胸片側位：kV：87；mA：320 P=U*I=87kV*320mA=27.84kW

成人腰椎正位：kV：92；mA：320 P=U*I=92kV*320mA=29.44kW

成人腰椎側位：kV：97；mA：320 P=U*I=97kV*320mA=31.04kW

成人腰骶尾正位：kV：87；mA：320 P=U*I=87kV*320mA=27.84kW

成人腰骶尾側位：kV：97；mA：320 P=U*I=97kV*320mA=31.04kW

成人腰骶尾斜位：kV：92；mA：320 P=U*I=92kV*320mA=29.44kW

備註：均按照極限條件（最大條件）計算

從這個具體案例中，我們看出DR日常的拍片過程，身體最難穿透的腰椎部位用極限拍片條件所計算出來的實際功率就不超過32KW，由此可以看出DR正常工作功率不會超過32KW，因此，現在主流的50kW高壓的DR設備完全能夠滿足臨床拍片需求。

在脈寬調製(PWM) 或者脈衝頻率調製(PFM)高頻逆變高壓發生器中，透視時，工作電壓是40--120kV，透視脈衝電流6--20mA；那麼仍然以胃腸造影透視為例，即使是峰值電流20mA透視，85kV電壓，那麼高壓瞬時功率P1=U*I=20mA*85kV=1.7kW，由此看來50kW的額定功率的機器，也是足夠滿足臨床使用的。

此外，高壓的功率越高，對於高壓內部各種元器件的要求就會越高，這樣無形的增加高壓的製造成本，不禁想到最近在業內流傳著50kW高壓DR不能滿足臨床需求；這些人通過不負責任的輿論虛張聲勢來抬高DR的銷售價格。筆者認為這只是一種卑劣的營銷手段，而在專業人士看來這個觀點是無法立足的，因此筆者還是堅持呼籲醫械採購者根據實際臨床需要購買真正合適自己醫院的醫療產品。

綜合上述內容，我們可以堅定的說50kW高壓的DR是足夠滿足臨床各種拍片、透視需求的，完全不需要去聽信那些危言聳聽的輿論報道。

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