X线机原理课件

1、市场部朱金线机原理一、X线机结构及分类X线发生装置X线机辅助装置1、控制装置医用X线机2、高压发生器装置3、X线管装置1、机械装置2、影像装置3、其他影像装置电源一、X线机结构及分类1.1 X线机分类我国通常以X线管允许通过的最大管电流来分类。小型机：指管电流在100mA以下，最高管电压为90kV的X线机。中型机：指管电流在100500mA，最高管电压为100kV或125kV的X线机。这类X线机多用双焦点固定阳极X线管或旋转阳极X线管，机械装置配有X线管支持装置、电动诊视床、滤线器摄影床以及简易直线体层摄影装置等。其功能较多，能进行一般透视和摄影，也能进行特殊摄影，如

2、胃肠摄影和体层摄影。大型机：指管电流大于500mA，最高管电压为125kV或150kV的X线机。多数配有影像增强器和X线电视。在机械装置方面普遍采用天井悬吊装置，一般都设有电动诊视床、滤线器摄影床和多轨迹体层摄影床。二、X线球管2.1 X射线管是产生X射线的线源设备，是由真空玻璃内的阳极和阴极组成。 阴极端钨制灯丝通以低电压，灯丝被加热发射自由电子，当X线管两端通 以高压后，自由电子群在电场的作用下高速定向向阳极端钨靶面运动，并撞击靶面。当电子突然停止运动时，便将绝大部分的能量转变为热能，而小部分能量转变成X射线发射。 X线球管主要是是由管套和装在里面的X线管等组成。现代X线管的管套均为防电击

3、、防散射、油浸式。管套中央开一圆口，称为放射窗，并装有透明塑料或有机玻璃制成的凹形窗口，窗口向内凹来接近X线管以减少油层厚度，增加X线输出剂量。二、X线球管2.2 固定阳极X 线管由固定阳极、阴极、铜柱、玻璃罩组成。 （1）固定阳极：阳极由钨靶组成。阳极承受电子撞击的面称之为靶面，通常称之为钨靶。 （2）阴极：阴极由灯丝组成。当阴极灯丝电流流过时，灯丝周围就会产生电子，电流越大，电子越多，当X线管二端加上高电压后，由于电场的作用，电子迅速向阳极飞去，电压越高，电子速度就越快。 （3）铜柱：由于高速电子聚焦后去撞击阳极靶面时，由动能转变为热能，因此阳极产生很大的热能，必须通过铜柱进行散热。 （4

4、）玻璃罩：X 线管的玻璃罩是一种特殊玻璃，必须与金属膨胀系数相同，不可漏气，保持X线管内的高度真空。 固定阳极X线管因阳极面受温度的影响，其功率受200w/m限制，要提高功率，焦点面就必须增大，但是焦点面增大，又会影响清晰度，二者不能兼顾。优点：结构简单、价格低。缺点：焦点尺寸大，瞬时功率小。在小型X线发生装置中仍被采用。X线管的焦点电子轰击在靶面的面积称为实际焦点。实际焦点在X线投照方向上的投影称为有效焦点或目视焦点。当投照方向与X线管轴相垂直时，这时的靶面于X线投照方向的夹角称为靶角，实际焦点在与X线管轴相垂直方向上的投影称为焦点。二、X线球管 2.4 X 线管常见的电参数有灯丝加热电压、

5、灯丝加热电流、最高管电压、最大管电流、最长曝光时间、容量、标称功率、热容量等最高管电压：加到X线管两级间的最高管电压。容量：X线管在安全使用条件下，单次曝光或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷量。热容量：曝光时，阳极靶面将产生大量的热。生热的同时伴随着冷却，如果生热快散热慢，则阳极将积累热量。其他条件一定时，阳极积累的热量越多，冷却速率越大。单位时间内传导给介质的热量称为称为散热量（又称冷却率)。X 线管处于最大冷却率时，允许承受的最大热量称为热容量。要点掌握：1、变压后整流（桥式整流）直流高压2、球管灯丝大、小焦点3、旋转阳极靶面4、X线输出缩光器（束光器）5、控制线路控制高压的产生及

6、X线 的产生 *球管转速取决于启动频率，50HZ时为50*60=3000转/分(2850)，150HZ时为150*60=9000转/分(8500)，180HZ时为180*60=10800转/分(10000) 什么是X线60-100 KV- 阴极阳极+电子云电子在高压下作高速运动,撞击金属靶面,产生X光.其99.8%的能量转换成热能.靶面温度可达1500-2000度开油烟机-加高压二、X射线的性质 (一)物理效应 1穿透作用 穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长，光子其有的能量很小，当射到物体上时，一部分被反射，大部分为物质所吸收

7、，不能透过物体；而X射线则不然，因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关，X射线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关，密度大的物质，对X射线的吸收多，透过少；密度小者，吸收少，透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。 3荧光作用 由于X射线波长很短，因此是不可见的。但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，由于电离或激发使原子处于激发状态，原子回到基态过程中，由于价电子

8、的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线，这就是荧光。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础。在X射线诊断工作中利用这种荧光作用可制成荧光屏，增感屏，影像增强器中的输入屏等。荧光屏用作透视时观察X射线通过人体组织的影像，增感屏用作摄影时增强胶片的感光量。 4热作用物质所吸收的X射线能，大部分被转变成热能，使物体温度升高，这就是热作用。 5干涉、衍射、反射、折射作用这些作用与可见光一样。在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。 (三)生物效应 当X射线照射到生物机体时，生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体发生不同程度的生理、病理和

9、生化等方面的改变，称为X射线的生物效应。不同的生物细胞，对X射线有不同的敏感度。X射线可以治疗人体的某些疾病，如肿瘤等。另一方面，它对正常机体也有伤害，因此需要对人体防护。X射线的生物效应归根结底是由X射线的电离作用造成的。 由于X射线具有如上种功用，因而在工业、农业、科学研究等领域，获得了广泛 的应用，如工业探伤，晶体分析等。在医学上，X射线技术已成为对疾病进行诊断和治疗的专门学科，在医疗卫生事业中占有重要地位。 三、X射线在医学中的应用。(一)X射线诊断 X射线应用于医学诊断，主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射

10、线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床 表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。于是，X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非创伤性的内脏检查技术。 (二)X射线治疗 X射线应用于治疗，主要依据其生物效应，应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时，即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制，从而达到对某些疾病，特别是肿瘤的治疗目的。(三)X射线防护 在利用X

11、射线的同时，人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍，白血病等射线伤害的问题，为防止X射线对人体的伤害，必须采取相应的防护措施。以上构成了X射线应用于医学方面的三大环节诊断、治疗和防护。 三、高频高压发生器3.1 结构与作用 高压发生装置由高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器和高压交换闸等高压元件，按要求组装后置于方形或圆形的钢板制箱体内构成。高压发生器的作用：1、为X线管提供产生X线所需的直流高压。2、为X线管灯丝提供加热电压。3、完成管电压和灯丝电压的切换。三、高频高压发生器3.3 各部分作用灯丝变压器作用 为X线管提供灯丝加热电压，双焦点X线管需配备两个结构相同，规格不同的

12、灯丝变压器。灯丝变压器的次级绕组与X线管的阴极相连，当X线管工作时，灯丝变压器次级绕组的电位与阴极高压等电位。高压整流器 将高压变压器次级输出的高压变为脉动直流高压的电子元件。高压电缆 将高压发生器产生的高压输送到X线管两端，同时把灯丝加热电压输送的X线管的阴极。主要参数是耐压值。最大允许耐压值与kV的波形有关，交流成分愈大，最大允许耐压值愈小。目前，X线发生装置用高压电缆，在脉动直流电压下，耐压值不超过200kV。 1、工频：50HZ，X线利用率降低，散射线增多。2、高频：15KHZ以上，波差5%，一般23%，X线利用率高，散射线少，成像质量高。高压发生器 球管 射线透过人体 潜影片盒片盒平板检测器CR 硬盘显示器X线成像过程透视Vacuum tube影像增强器工作原理：X-线经病人后到达影像增强器,已减少了强度和数量 影像增强器将X线转换成电子线在高压下向输出屏加速在输出屏产生很小、很亮的图像X线可见光增感屏平面镜透镜组CCD相机图像系统CCD探测器技术二、高水平CCD探测器 3k3k高分辨率全幅CCD探测器，兼顾微小病变显示和厚体位大剂量摄影检查需要 针状碘化铯感光板，提升X射线转换效率及系统DQE，信噪比特性远超同类产品 独特的镜头熔炼及镀膜技术确保更高系数及F值，保证图像信息无损失传递 星光级CCD芯片随时捕捉微弱信号，确保任何重要信息无一漏网 复合恒温冷却技术降低采集