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1、医学影像设备学,X线成像设备,第二章 X线发生装置 第三章 医用诊断X线机 第四章 数字化X线设备 第五章 X线计算机体层成像(CT ),第二章 X线发生装置 小结,X线球管,高压发生器,控制台,产生X线：真空中高速电子流受阻 结构：阴极-阳极-玻璃壳 参数：焦点、热容量等 工作特点：空间电荷效应 使用及维护：散热,高压变压器 ：升压、功率大、绝缘 灯丝变压器：降压、绝缘 高压整流器：高压交流-直流 高压电缆、高压插头与插座 高压交换闸*：多球管分时共用,限时电路 （自动控时） 旋转阳极启动、保护电路 X线管保护电路（容量、过压等） 操作控制（条件选择等）,电源电路：自动稳压 灯丝加热电路：空
2、间电荷补偿 高压发生电路：通断、KV测量显示 控制电路：,第三章 医用诊断X线机,医用诊断X线机的发展史 工频X线机 中、高频X线机 医用X线电视系统 诊断用X线机简介 成像辅助装置,本章内容：,第三章 医用诊断X线机,定义：指利用X线透过人体所形成的各种影像（荧光、胶片、TV等）对患者进行诊断的X线机。,X射线机的发展史（1）,一百多年X射线机的发展史可分为五个时期 1）气体X射线管时期（1895） 主要是含气离子管产生X射线 X射线能量低40-50 KV X射线机控制能力差，开关控制 无任何防护,X射线机的发展史（2）,2）热电子固定阳极X射线管时期 1913年，美国物理学家柯立支发明固定
3、阳极X射线管 X射线能量增大 增加防护措施,X射线机的发展史（3）,3）旋转阳极X射线管时期 1930年旋转阳极X射线管研制成功 大功率、小焦点 短时间、高千伏、高毫安 应用范围增大,X射线机的发展史（4）,4） 50年代以后，影象增强及电视的问世 时期特征： 改变了X射线医学影象的传统显示方式 电视图象取代荧光图象，扩大临床应用范围 X射线机机型结构有重大变化 通用机：200 - 500 mA 通用胃肠摄影机、 专用机：透视专用机、胃肠专用机、手术C臂、摄影专用机。 传统放射诊断学体系形成,X射线机的发展史（5）,5）70年代以后，计算机技术的应用和信息技术的发展，使诊断X射线机发生了一次重
4、大的变革 CT发明应用 DSA的应用 横向发 高频高压技术取代工频高压技术，提高了X射线机的效率和质量。,X射线机技术的进一步发展（6）,90年代以后X，医学影象进入数字化信息处理阶段 表现为： 无胶片化、数字影像 PACSRIS的发展应用,第三章 医用诊断X线机,医用诊断X线机结构,X线发生装置,外围装置,影像采集装置,机械装置,配套装置,医用诊断X线机的分类,按结构,便携式,按输出功率,移动式式,固定式,小型 50mA 90KV,中型 100-500mA 125KV,大型 500mA 125-150KV,按功能,透视,摄片,胃肠,C臂、乳腺等专用X线机,什么是工频、高频X线机？,根据高压变
5、压器工作频率将X线机分为：,工频（50 Hz） 中频（400Hz-20 kHz） 高频（20 kHz）,第一节 工频X线机,工频X线机,常规X线机,程控X线机,单相全波整流,三相全波整流,工频X线机,高压变压器工作频率：50HZ,（一）单相全波整流X线机,机型：100-500mA的中、大型X线机。 典型机型：F78-IIIA,（一）单相全波整流X线机,主要技术参数 1、电源：三相四线、220或380V 50Hz，电源容量大于25KVA、波动10%、电源内阻小于 0.3 (220V) 0.8（380V） 2、透视：40-100KV、0.5-5A连续调节 3、摄片：50-125KV、25-400m
6、A、0.02-5s,（一）单相全波整流X线机,主要特点： 1、三钮控制：三参数自由选配调节 2、容量保护：三参数连锁限制 3、自检功能：阳极旋转启动、运转、灯丝加热回路设有保护电路。 4、电路一般采用接触器、继电器控制,（二）三相全波整流X线机,主要特点： 1、电源采用三相四线制，输出功率大 2、最短曝光时间短 3、 kv波形稳定，软射线相对较少。 应用： 短时间动态摄影，胃肠、 DSA等大型X线机,（三）程控X线机,程控X线机： 采用单片机对KV、mA、S三参数及工作流程等进行编程控制。,控制台的计算机化,（三）程控X线机,主要特点 1、开机自检功能； 2、设有故障自诊断程序； 3、条件自动
7、化(APR) ； 4、工作过程由程序控制； X线球管及高压发生装置与普通X线机无异。,工频机的局限性,单相全波整流,10ms,工频机的局限性,结构笨重、自动化程度低 输出波形脉动率高、剂量不稳定、软射线多 曝光参量精度低（ 0.2s 、 3ms）,解决： 直流逆变技术,第二节 中、高频X线机,一、中、高频X线机与传统（工频）X线机的区别 1、传统（工频）X线机工作频率50HZ。 2、中、高频X线机是先把工频电源整流、滤波变成平滑直流，再由逆变器将直流电变成频率为几千赫兹或数十千赫兹的交流电，然后再供给变压器初级使用。,第二节 中、高频X线机,什么是高频X线机？ 传统（工频）X线机的高压变压器初
8、级直接使用自耦变压器输出，工作频率50HZ。 中、高频X线机是先把工频电源整流、滤波变成平滑直流，再由逆变器将直流电变成频率为几千赫兹或数十千赫兹的交流电，然后再供给变压器初级使用。,二、 逆变器,1、逆变器的作用 将直流电变为一定频率的交流电,2、逆变器的基本工作原理 由电子频率开关控制电子振荡电路振荡（电路由储存电能的电容器C和储存磁能的电感器L组成） ，利用电能和磁能的不停变换，将直流电转变成交流电输出。,3、逆变器（直流逆变电源）结构,直流电源 （蓄电池或交流整流） 逆变电路（LC震荡电路） 逆变控制（电子开关）,3.1、LC谐振电路,3.3 电子开关（逆变控制）,逆变控制通常方式有：
9、 单端式 半桥式逆变 桥式逆变,桥式逆变,4、中、高频X线机结构图及工作原理,计算机,工频电源,整流电路,主逆变,灯丝逆变,高压发生器,X线管,主逆变触发,灯丝逆变触发,显示,检查信息,阳极启动,曝光控制,5、中、高频X线机电路特点,1、计算机控制电路是系统核心； 2、高压及灯丝电压均采用中、高频直流逆变技术； 3、高压发生器一般具有自动曝光控制功能；,三、中、高频机的优点：,1、软射线少，病人的皮肤剂量低； 2、可输出高质量的X线(单色性、高能性)，成像质量高； 3、输出剂量大（X线中高能成分多）；,三、中、高频机的优点：,4、可进行实时控制，控制精度高 ； 5、高压变压器体积小、重量轻；
10、6、最短曝光时间短（1毫秒）； 7、输出稳定，重复性好，利于智能化发展。,休息片刻,医用诊断X线机的分类,按临床应用及功能分类,透视,胃肠(点片),普通摄影,滤线器摄影,血管造影X线机,乳腺摄影,牙科X线机,床边X摄影,胃肠X线机,摄影X线机,专用X线机,(骨科)手术X线机,第三节 诊断用X线机简介,胃肠X线机 摄影X线机 其它专用X线机,一、胃肠X线机,基本功能： 透视、点片摄影,（一）透视： 把穿过人体后携带组织信息的x线转换成可见光并实时显示。,荧光屏,床下X线管,床上X线管,一、胃肠X线机,荧光屏透视,XTV X线电视,平板探测器,荧光屏,荧光纸,铅玻璃,背板,荧光效应,吸收残余X线,
11、保护荧光纸,检查台,普通移动X-荧光屏,专用（电动）移动人体,透视（结构）,I.I-TV系统(影像增强器+摄像机),诊视床,岛屿床,摇篮床,转动角度大,床下X线管,床上X线管,遮线器,控制X线照射野,一、胃肠X线机,（二）点片摄影： 透视检查过程中，对被检部位进行实时摄影，用以记录有诊断价值的X线影像。,一、胃肠X线机,点片架点片摄影专用装置 一般与X线管、X-TV系统结合成一体，同时运动。,点片系统,传片系统,照射野分割系统,曝光控制系统,平衡装置,外平衡,内平衡,复合平衡,一、胃肠X线机,储片盒（无胶片暗盒）,使用胶片暗盒,点片架分类,无胶片、无暗盒,无点片架?,（三）数字胃肠X线机,数字
12、胃肠利用计算机和数字化技术对透视和点片摄影影像进行数字化处理、存储、显示的数字化设备。,结构特点： 1、影像采集：X-TV（数字摄像）或平板探测器 2、计算机进行处理控制 3、 X线：一般采用中、高频技术 4、无复杂传片系统,胃肠机的应用,消化道造影检查 泌尿系造影检查 生殖系造影检查 支气管、血管等造影 介入治疗,优势：动态观察、实时摄影,缺点：透视分辨率有限、点片代价太高,影像增强器,摄像机,第四节 影像增强器与X线电视系统（X-TV）,影像增强器 电视基础知识 摄像机 中心控制器 自动亮度控制装置 监视器 X线电视系统的应用及发展,关于荧光屏透视,荧光屏亮度：0.003 cd/m2 (7
13、0KV2mA) 满月照耀时景色亮度：0.01 cd/m2 人眼正常视觉 (锥状细胞工作)亮度：330 cd/m2 ，分辨率为0.025mm 环境亮度低于0.08 cd/m2杆状细胞工作，适应时间需15分钟左右，分辨率下降到0.8mm 摄像机靶面工作亮度： cd/m2,关于荧光屏透视,荧光屏透视缺点： 、暗室操作 、暗适应 、影像分辨率差，诊断信息有限 、防护差,解决思路：提高亮度,一、影像增强器,影像增强器Image Intensifier 简写：I.I 作用: 将穿过人体的X线影像转换成亮度较强（比普通荧光强数千至万倍）可见光影像。,影像增强器1952年飞利浦公司制造出了世界上第一支影像增强
14、器,影像增强器结构,增强管 外壳 电源,亮度增强？,1、影像增强管结构图,输入窗,荧光层荧光作用,光电阴极光电转换,栅极聚焦,阳极加速电子,管壳高真空,输出屏荧光粉,增强管,2、增强管的组成,增强管,输入屏,静电透镜,输出屏,管壳及离子泵,输入窗对X线吸收小薄金属板,荧光层吸收率高、荧光效率高，一般用碘化铯（CsI）,光电阴极锑化合物,栅极聚焦,阳极加速电子,荧光粉薄、颗粒小、黄绿光谱（硫化锌镉）,保持高真空,3、影像增强器的工作原理,透过人体的X线投射到输入屏的荧光层，X线的荧光作用使闪烁晶体发出可见荧光，光电阴极受荧光照射激发逸出电子（光电效应），电子多少与X线照射强度成正比因而形成电子影
15、像，光电子在阳极和聚焦电极电位共同形成的电子透镜作用下加速、聚焦，然后轰击到输出屏，输出屏荧光粉将电子影像转换成亮度增强的可见光影像。,4、影像增强器的外壳与电源,外壳：电磁屏蔽、吸收X线,电源：提供阳极、栅极电压，阳极电压20-30KV左右,影像增强器(E5759),影像增强器(E5759)的电气连接图,5、影像增强器的特性及参数,（1）视野尺寸 一般1535cm(6-14”),可变视野,（2）转换效率 GX=输出屏亮度/输入屏X线照射率,（3）亮度增益（增强因素）,亮度增益缩小增益 X 能量增益,亮度是如何增强的？,（1）缩小增益（面积缩小） 增强器的输入屏面积较大，输出屏的面积较小，把较
16、大面积上的光电子聚焦在较小面积上，使亮度得到提高。 缩小增益输入屏有效面积/输出屏有效面积 输出屏直径一般在1622mm之间,亮度是如何增强的？,（2）流量增益（能量增益 ） 是指输入屏发出光子激发产生的光电子在加速电压的作用下，获得较高能量撞击到输出屏荧光层时可使之发出多个光子，此增益称为流量增益 。一般增加50倍左右。,6、影像增强器的使用注意事项,1、输入屏输出屏均应避免强光照射，严禁空曝光尤其点片 ； 2、增强管对磁场敏感，避免接近磁场； 3、不宜刚开机就曝光； 4、高真空、高压器件，维修、拆卸注意安全。,7、影像增强器的应用,影像增强器,+ 闭路电视系统,= X线电视（X-TV）,影像增强器输出屏影像亮度比普通荧光屏影像亮度高数千乃至上万倍。使得电视、电影、录像技术在x
