常规X线检查设备综述PPT专业课件.ppt

1,第7-4章常规X线检查设备综述,.,2,一、X线的发现,.,3,1895年11月8日德国物理学家伦琴（WithelmConradRenten，1845-1923）在做真空管高压放电实验时，发现了一种“肉眼看不见、但有很强的穿透本领、能使某些物质发荧光和使胶片感光的新型射线”，由于当时不知道这种射线性质，所以以未知数X表示，称为X线。,4,5,伦琴（Renten）的这一伟大发现在当时震撼了全世界，翻开了世界科技史上非常重要的一页。伦琴发现X线不久就为其夫人照了一张手骨片，这就是世界上第一幅X线照片。为此，在1901年12月10日伦琴荣获首次诺贝尔物理学奖。人们为了纪念他的不朽功勋，又将X线称为伦琴射线或伦琴线。,6,1896年X线被用于医学临床检查。,7,X线迅速普及到临床应用，使得人们不必通过外科手术，就可以观察到人体内部的结构，引起了医学领域里的一场革命。从此放射诊断科不仅是医院的主要科室之一，而且是医院财产最集中的科室之一（医院的绝大部分财产主要集中在放射科）。X线设备生产厂家也成为世界上的重要产业。,8,二、X线的产生与简单X线机,.,9,根据伦琴的试验，人们归纳出：X线是由高速运动的电子群撞击物质突然受阻而产生的。所以，产生我们所需要的X线必须具备以下三个条件：,10,（1）自由电子将阴极和阳极封装在高度真空的管腔内（即X线管壳），将阴极灯丝加热到白热化程度，使之发射自由电子；（2）自由电子获得能量高速运动在阴极和阳极之间加上高压，阳极的极性为正，阴极为负，使自由电子在高压电场的作用下获得能量而运动；（3）高速运动的电子群突然受阻在阳极上嵌入一金属片（靶面），阻挡高速运动的电子。,11,由上可知，利用工程技术产生X线的过程可简述为：1.当在X线管灯丝上加一电压（低压，一般515伏特，交流）时，灯丝便产生自由电子并云集在灯丝周围；2.此时在X线管两端（阳极和阴极）加上高电压（诊断范围电压一般在20150KVp），阴极端的自由电子群在高电场的作用下，就会高速飞向阳极；.高速运动中的电子群到达阳极靶面，撞击靶物质并发生能量转换，在释放能量的过程中产生X线。此过程中只有不足1%的能量转变为X线，而99%的能量变为热能。,12,13,三、线检查设备发展简史,.,14,X线检查设备的发展与各相关学科的发展密切相关，某一时期生产的X线检查设备代表着这一时期的科学、技术和工艺水平。近几十年来，随着精密机械制造、电子技术、影像转换和计算机技术的迅猛发展，大大地促进了X线检查设备制造技术的迅速发展和提高，使X线检查设备成为包含多学科理论、技术和工艺的综合性医疗设备。对其发展我们大致分为如下阶段介绍。,15,(一)初始阶段：X线应用还处在试验时期，产生X线的设备十分简单（或者说十分简陋）。人们使用含气离子管产生X线，用裸线向离子管两端施加高压，无防电击、防散射线措施。因此，X线影像质量很差，只能拍摄人体密度差别较大的部位，操作不方便，也不安全。,16,17,18,19,(二)实用阶段；：在这一阶段，由于高真空技术的发展，美国物理学家Coo1idge1913年研制成功第一只高真空、热阴极、固定阳极X线管，并应用于X线发生器。1915年高压变压器和高压整流管相继投入使用，X线量和质均有很大程度的改善和提高，并不断扩大在医学领域里的应用范围。同时由于电磁学的发展，X线检查设备的构造步入电磁部件控制阶段。而且有了配合摄影、透视、治疗所需的机械结构和辅助设备，使X线检查设备进入实用阶段。,20,21,22,（三)提高完善阶段：1927年研制成功旋转阳极X线管。由于旋转阳极X线管焦点小，输出功率高，增加了X线发生器的输出功率，改善了X线影像质量，为某些运动器官的X线检查创造了条件。X线检查设备结构向更完善、更精密、多功能和自动化方向发展。主要特点：1、除主要电路有较大改进和提高外，各种预示电路、稳压电路、保护电路也相继完善。2、高压发生器普遍使用单相全波整流，提高了X线管的效率。高压电缆由裸露式发展为防电击式。3、在机械和辅助设备结构上，更加坚固灵活，操作简便。这个时期发展了直线断层、记波摄影、荧光摄影和放大摄影等设备。对X线防护有了进一步加强，使X线检查设备进入了防电击、防散射、高功率、多功能的时期。,23,(四)影像增强器阶段：20世纪50年代初，出现了影像增强器，随之闭路电视和X线检查设备组合成为X线电视。从而改变了X线影像的显示方法，实现了X线明室透视、电影摄影等新技术。由此，X线发生器主机电路和机械结构都有了改进，各种操作实现了自动化或半自动化。主要特点：1、高压发生器广泛采用高压硅堆整流器，接成三相6管和三相12管整流电路，高压波形的波纹系数降低（约为13.4或3.4)，提高了X线发生器的容量。2、控制电路采用新型电子器件和新技术，如数字电路、集成电路、自动监视与检测装置和计算机系统等。实现了自动化或半自动化控制以及遥控透视和摄影等。3、机械结构除更精密灵活准确外，出现了悬吊架、C形臂、U形臂，并制造出多轨迹断层床、带片库的胃肠检查床、血管造影床、多功能摇篮床、自动换片器、压力注射器、自动准直器等。,24,由于X线电视和遥控的实现，更进一步减少了X线对放射工作者的危害，也减少了被检查者接受的辐照剂量。,25,(五)CT阶段：20世纪70年代初，人们将计算机技术引入放射线领域，发明了第一台横截面断层扫描的CT扫描机，给诊断X线设备带来了一次革命。这种设备是把X线发生器与扫描部件、信号转换器件、电子计算机、图像重建软件、存贮和显示设备相结合的产物。CT能准确地检测出一定切层厚度中的各种组织对X线衰减的微小差异，较精细地分辩出各种软组织间的密度差异。,26,由于CT比以往X线检查设备的密度分辩能力高，所以它比以往X线检查设备发展得更快，现今已发展到第五代，并在原第三代扫描方式基础上出现了滑环式CT、螺旋式CT和多排CT等.现在,人们正致力于研制“ConeBeam”CT(即“锥形束”CT)。相信不久将有ConeBeamCT问世。,27,与此同时，中、高频X线发生器也已实用化。中、高频X线发生器的发明，使得微机进入X线发生器各电路，控制各部件工作真正成为可能。新一代X线发生器更加实用方便、参数精确、保护措施完善。,28,在这一阶段，在辅助设备方面，X线数字成像技术及设备与图像存档和通讯（PictureArchivingandCommunicationSystem,PACS）技术得到了长足的发展，并日趋实用化。,29,四、X线检查设备的组成,.,30,X线检查设备因输出容量大小不同，临床使用目的不同，或者在相同输出容量和临床使用要求条件下，生产产家不同，会使得结构差别十分大，可以说X线检查设备五花八门，琳琅满目。这里，我们将X线机大致归纳为：1.主机系统；2.辅助设备。主机系统指产生X线束的X线发生器。后面的描述中我们将对主机和X线发生器不加区别。故此，我们可以将一部X线检查设备归结为X线发生器和辅助设备两大构成部分。我们将根据这一思路讲解本课程。,31,(一)主机系统主机系统包括产生X线、调节X线输出强度（“量”）和能量（“质”）所必备的部件。它由下述部分构成：1产生X线的部件：X线管组件；2给X线管组件提供能量的部件：高压发生器；3控制X线产生和调节X线强度和能量的部件：控制器或柜。,32,(二)辅助设备X线检查设备的辅助设备的作用是，支持和配合主机系统顺利地实现某些特定的功能。不同用途的X线检查设备，辅助设备的差别很大。因此，辅助设备是X线检查设备中最活跃的部分。辅助设备一般包含下列主要组件：,33,1.诊视床诊视床是用于透视检查的设备。这类床用电动机带动床身直立、平卧、负角(即脚高头低位置)，并可在直立与平卧之间的任意角度停止，使病人易于在各种角度上检查。还有些诊视床的床面可上下、左右移动。安装在这样的床上的影像转换设备和X线管同步移动。X线管组件有床上型和床下型两种。,34,35,36,2.摄影床：用于摄影检查的设备。由于摄影检查方法不同，有滤线器摄影平床（这种床用电动机带动床面升降，床面是浮动的）、断层摄影床（这种床有直线纵向断层床和多轨迹断层床）等。,37,38,39,40,41,42,3.各专科用的专用床和立式胸部摄影架。,43,44,45,46,4支持和悬吊设备：支持或悬吊X线管组件、影像增强器或导管床设备等。它们有双地轨支持X线管组件的立柱、天地轨支持X线管组件立柱、悬吊X线管组建、影像增强器或导管床的悬吊架等。,47,5影像转换和记录设备：把X线影像转换成荧光影像和把X线影像或荧光影像记录下来的设备。如，荧光屏、胶片、影像增强器、X线电视、快速换片摄影器、电影摄影机、录像机、磁带机和光盘刻录机等。,48,49,50,51,6提高影像质量的设备：如滤线器、准直器、压迫器等。,52,五、诊断用X线发生器的分类,.,53,按照我国习惯，通常以X线发生器的结构特点，X线发生器的最大输出功率或X线发生器的应用范围为依据进行分类。,54,(一)按结构分类,.,55,1携带式：这种X线发生器结构简单、重量轻、装卸方便，整机装于背包内就可背走。用市电或用小型发电机供电由于输出功率仅有1KW以下，(10mA，75KVp)，故只能作野战透视和四肢摄影，也可在巡诊查体中用于胸部透视。,56,57,58,2移动式：这种X线发生器安装在一个基座上，在机座上装有滚轮，可在病房中进行床边X线摄影检查，亦可在野战条件下进行骨折复位及异物定位。如配备C形臂、影像增强器和X线电视系统，可用于介入性手术的监视或骨折复位监视。例如，国产30mA、90KVp机头式移动式X线发生器（可利用病房内插座电源供电），进口充、放电式移动式X线发生器（也可以用病房电源插座供电）。后者可拍照出较满意的X线胶片影像，。,59,60,61,62,63,64,3固定式：通常按其输出功率分为中型和大型两种。,65,1)中型：这种X线发生器用双焦点旋转阳极X线管(但仍有用固定阳极X线管的)，配有电动诊视床、X线管立柱、滤线器摄影床以及简易直线断层设备等。除能进行一般透视、摄影外，还能进行胃肠检查和直线断层摄影。对电源电压、频率和电源内阻有一定要求，只有达到这些条件才能发挥其性能。,66,67,68,2)大型:这种X线发生器多有两只以上旋转阳极X线管，配有电动诊视床、滤线器摄影床、多轨迹断层床和立式胸部架，多数配有X线电视系统，X线管组件和影像增强器用C形臂或悬吊架支撑，还配备一些检查需要的辅助设备，能实现一机多用。这种大型X线发生器要求有良好的电源电压以保证工作性能稳定。,69,70,71,(二)按输出分类,.,72,1小型X线发生器：指50mA以下，90KVp的发生器。2中型X线发生器：指100一400mA，100一125KVp的X