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1、第二章诊断用X线机基本装置,按用途X线机可分为医用X线机和工业用X线机 医用X线机又可以分为诊断用X线机和治疗用X线机,第一节 诊断用X线机概论,目前，诊断用X线机仍是各级医院普遍使用的X线设备，尤其是对骨骼系统、呼吸系统、胃肠道的检查起着重要和主导作用。,一、诊断用X线机的组成 X线机基本结构都是由X线发生装置和外围装置两大部分组成。,（一）X线发生装置 也称主机装置，其任务是产生X线，并控制线的“质”和“量”。 X线发生装置包括X线管装置、高压发生装置和控制装置；,1.X线管装置 也叫管头，是产生X线的关键组件，由X线管和防电击防散射的管套组成。 2.高压发生装置 也叫高压发生器，作用是为
2、X线管提供高压直流和灯丝加热电压。 3.控制装置 也叫主机或控制台，作用是控制X线的产生和结束，并调节X线的质和量。主要由各种开关、旋钮指示仪表等组成。,（二）外围装置 是根据临床需要而配置的机械辅助装置、影像装置和记录装置。 常见的有诊视床、荧光屏、影像增强器、摄影机、显示器、摄影床、体层装置、滤线器、管头支持装置等。,二、X线机的分类 （一）按电源频率 可分为工频（50Hz或60Hz）、中频（400Hz20kHz）和高频（20kHz以上）X线机三种。 工频X线机可分为常规X线及和程控X线机。 注：电源频率决定高压发生器输出电压的脉动率和波纹系数。脉动率和波纹系数越小，X线单色性和性能越好。
3、,（二）按最大输出功率 最大输出功率指的是X线管的标称功率。在我国，一般以X线管允许通过的最大管电流来分类的 1.小型：Imax500mA，125kVVmax150kV,（三）按结构形式分 1.便携式 结构简单，重量轻，装卸方便，X线发生装置和外围装置通常融合成组合式机头。 对供电电源要求不高，交直流电均可供电。 2.移动式 结构紧凑，体积小，输出功率大，移动方便，X线发生装置和外围装置组装在机座上；交直流电均可供电。,3.固定式 组件多而重，体积大，结构复杂，需固定在专用机房内使用，对供电电源和接地装置有严格要求；功能较多，可做多种X线检查。,（四）按应用范围 1.综合型 具有透视、摄影或特
4、殊检查等多种功能，适合对患者各部位作多种疾患的X线检查。 2.专用型 专为临床诊断工作的特殊需要或适应某些专科疾患的检查而设计的，配有各种专用的外围装置。,（五）按使用目的 透视X线机 摄影X线机 胃肠X线机 心血管造影X线机 （六）按高压整流形式 单相全波整流X线机 三项全波整流X线机,（七）按高压主电路形式 工频X线机 逆变X线机 电容充放电X线机,第二节 医用X线管装置,X线管是X线发生装置的核心部件，其作用是将电能转化成X线能。 产生X线必须具备两个条件： 1.高速电子流 2.适合的阳靶,一、固定阳极X线管 主要由阴极、阳极和玻璃壳组成。 （一）阳极 主要作用： （1）.受高速电子撞击
5、产生X线 （2）.将阳极热量辐射或传导出管外 （3）.吸收二次电子和散乱射线 主要由阳极头，阳极柄，阳极罩三部分组成。,1.阳极头 由钨靶面和铜体组成。 2.阳极柄 阳极引出管外的部分，由普通铜（紫铜）制成。 主要作用是将阳极头的热量导入高压绝缘油中。,3.阳极罩 又叫阳极帽，用含有一定比例钨的无氧铜制成。 有两个窗口： 正面：阴极电子束入口 侧面：辐射X线出口 二次电子：阴极电子束高速撞击阳靶时，靶面因反射而释放的部分电子。,二次电子的危害 （1）撞击玻璃壳内壁，使玻璃壳高温释放气体，降低管内真空度。 （2）附着在玻璃壁上，造成管壁电位不平衡，产生纵向应力，使玻璃壁损坏 （3）二次电子是散乱
6、的，再次轰击靶面，会产生散乱的X线，降低图像质量。,（二）阴极 由灯丝、聚焦槽、阴极套和玻璃芯柱组成。 其作用是发射电子束并使电子束聚焦，使撞击在靶面上的电子束具有一定的形状和大小。 1.灯丝 作用是发射电子，由有较好的电子发射能力，熔点高，蒸发率低的钨材料制成。 灯丝电压一般为交流510V，灯丝电流一般为29A，大多为36A。,双焦点X线管根据不同功率与焦点的关系，在阴极装有两根长短、粗细不同的螺旋管状灯丝。长、粗的为大焦点灯丝，其截面积大，加热电压较高，单位时间内发射电子数量多，形成管电流大。 小焦点灯丝与大焦点灯丝相反。,二、聚焦槽 也叫阴极头、聚焦罩、集射罩，由纯铁或铁镍合金制成。 其
7、作用是对钨丝发射的电子进行聚焦。,三、玻璃壳 简称管壳，用来固定和支撑阴、阳两极，并保持管内真空。 固定阳极X线管的主要缺点： 焦点尺寸大、瞬时负载功率小。,二、X线管的焦点 X线管的焦点大小对成质量影响很大。 X线管的焦点分为有效焦点和实际焦点两种。 1.实际焦点：阴极电子在阳靶的实际轰击面积。也叫线焦点。 主要取决于槽的形状、宽度及灯丝位于槽中的深度。,2.有效焦点：实际焦点在X线投射方向上的投影。也叫标称焦点。 3.焦点的方位性 X线投影方位越靠近阳极，有效焦点尺寸越小；越靠近阴极，尺寸越大。若投影偏离管轴线与电子入射方向组成的平面，则有效焦点形状会失真。 因此，应注意保持实际焦点中心，
8、X线输出窗中心与投影中心三点一线。,4.焦点增长 管电流增大时，电子数量增加，电子间斥力增大，焦点尺寸出现增大的现象。 综上，有效焦点的大小与实际焦点、投照方位、管电流和管电压的大小有关。,三、旋转阳极X线管 主要由靶面、转子、承轴套座、玻璃圈等组成。 （一）靶盘与靶面 主要由热容量大、散热性和抗热膨胀性强的铼钨合金、钼基铼钨合金、石墨基铼钨合金复合靶。,（二）转子 由无氧铜制成，为了高热辐射能力，一般表面都进行了黑化处理。 （三）轴承及其润滑,四、X线管规格与特性 （一）构造参数 指由X线管的结构所决定的非电性能方面的参数。 包括阳极倾角、灯丝尺寸、焦点大小、重量、外形尺寸、管壁的过滤当量、
9、冷却和绝缘方式、旋转阳极X线管的阳极转速、最大允许工作温度等。,（二）电参数 指的是X线管电性能方面的规格数据。 1.最高管电压：X线管两极最高电压峰值。 2.最大管电流：在管电压和曝光时间一定的情况下，X线管内允许通过的最大电流的平均值。 3.最长曝光时间：管电压和管电流一定的情况下，X线管一次曝光所允许的最长曝光时间。 4.X线管容量：X线管在安全使用的条件下，单次或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷量。,对于旋转阳极X线管来说，可以从四个方面增大容量 （1）增大靶面积 （2）减小靶面倾角 （3）增加阳极转速 （4）减小管电压的波纹系数,（1）容量计算 P=UI U为有效管电压 I为
10、有效管电流 标称功率：同一只X线管的容量是个不确定值，通常将一定整流方式和一定曝光时间下X线管的最大负荷量称为X线管的代容量。也叫标称功率，或额定功率。,（2）瞬时负荷的容量表示方法 曝光时间由数毫秒到数秒的单次摄影或透视称为瞬时负荷。 误差范围：我国规定，管电压允许误差为7%，管电流为10%，曝光时间为15%（大于或等于0.1秒，单项非零相位合闸）mAs为20%。,（3）连续负荷的容量表示法 曝光时间为10秒以上的透视或间隔时间很短的连续摄影成为连续负荷。 一般表示法有两种： 1）限定连续使用时的最大功率 2）限定管电流，管电流,5.生热和冷却特性曲线 混合负荷：连续多次摄影或透视与点片摄影
11、交替进行的曝光称为混合负荷。 （1）X线管的热容量 （2）生热和冷却特性曲线,（三）X线管的特性 1.阳极特性曲线（Ia-Ua） 指X线管灯丝加热电流在某一定值下，管电压（Ua）与管电流（Ia）的关系曲线。,2.灯丝发射特性曲线（Ia-If） 指在一定管电压下，管电流（Ia）与灯丝加热电流（If）的关系。,五、X线管管套 X线管管套是封装X线管的特殊容器。现代X线管管套均为防电击，防辐射，油浸式；X线管封装在管套内使用，称该组合体为X线管装置。 （一）固定阳极X线管管套 （二）旋转阳极X线管管套 （三）组合机头,六、特殊X线管 除了固定阳极和旋转阳极X线管的一般结构以外，还有许多特殊结构和特殊
12、用途的X线管。如金属陶瓷X线管，三级X线管，软X线管等等。,第三节 高压发生装置,由高压发生器和高压输送部件两部分组成。,一、高压发生器 作用：产生X线管需要的高压和灯丝加热电压。 组成：X线管，高压插头，高压电缆，高压变压器，X线管灯丝加热变压器，高压整流器，高压插座，高压交换闸等。,二、高压变压器 高压变压器是产生交流高压的器件，因此它是一个初、次级绕组匝数相差很大的升压变压器。 （一）结构 由铁芯，初级绕组，次级绕组，绝缘材料和固定件等组成。 要求：结构紧凑、体积小、重量轻、具有良好的绝缘性能和散热效率、负载时内部不能产生过大的电压降。,三、灯丝变压器 是专为X线管提供灯丝加热电压的降压
13、变压器。包括X线管灯丝变压器和高压真空整流管灯丝变压器。 （一）结构 包括铁芯、初级绕组、次级绕组。 （二）特点 1.必须有足够的容量 2.初、次级间必须有足够的绝缘强度,四、高压整流器 自整流：X线管可以看作是一个正空电子二极管，具有单项导电性。高压变压器输出的高压交流电加在X线管两端，利用X线管自身单向导电性进行整流。 （一）高压真空整流管 （二）半导体整流器,五、高压电缆、高压插头及插座 （一）高压电缆的结构 1.芯线：用于导电 2.高压绝缘层：使芯线的高电压与地面之间绝缘 3.半导体层：消除绝缘层外表面与屏蔽层之间的静电场 4.金属屏蔽层：电缆击穿时，芯线与屏蔽层短路，通过固定环接地。
14、 5.保护层：防磨损，防潮，防腐蚀。,六、高压交换闸 七、变压器油 又称绝缘油，为碳氢化合物，为矿物绝缘油。 作用是高压绝缘和散热。,（一）主要性能 1.电介质强度高 2.燃烧点和闪燃点高 3.导热系数高 4.化学性能稳定 5.粘度低 6.凝固点低 7.比重：15.5时为0.895g/cm3 8.颜色：浅黄、暗红或水白，透明无悬浮物 （二）老化与再生,一、控制台 根据选择的曝光条件来控制x线的发生和停止。通过控制台能完成X线的开、关机，任意调节、选择电源电压、管电压、管电流、曝光时间等参数，并能预示时光过程中管电压和管电流的实际值。,第四节 控制装置,（一）控制、选择和调节的方式 1.X线机的
15、主机部分，以实现X线管在透视和摄影过程中的管电压、管电流和曝光时间三个基本参量的控制为主要目的，称为三钮制控制阶段。 2.所使用的主要元件为多位多层选择开关、通用继电器和接触器。控制精度约为0.02s0.04s。,2.19501960年间随着X线机技术的发展，出现了二钮制控制主机系统，即在X线摄影前只预选KV值和X线总辐射量mAs值。 3.20世纪70年代以后出现了单钮控制主机系统，在摄影操作过程中，只需选定KV值，即可在X线管允许的最大容量范围内曝光。,4.后来，由于计算机技术在X线机领域的应用以及采用自动曝光控制系统，又出现了零钮制控制主机系统，按人体脏器分类，设置部位按钮，曝光参数自动选
16、定，操作进一步简化。 目前，为了摄影条件搭配的灵活性需要，三钮制仍然普遍使用。,（二）台面结构,1、开关 电源开关：小型X线机多用组合开关，中、大型X线机多用按钮开关、琴键开关或触摸开关。 手开关： 分为单层开关和双层开关。 单层开关：在按下时为预备，松开后曝光。 双层开关：按下第一层为预备，按下第二层为曝光。,2、调节器 电源电压调节器 透视管电压调节器 摄影管电压调节器 透视管电流调节器 其作用分别是调节电源电压达正常值、调节透视及摄影管电压于需要值、高节透视管电流达适合值。,3、选择器 技术选择器：常用转移开关或琴键开关来实现。又叫功能选择，如滤线器摄影、普通摄影、透视等。 摄影毫安选择器：常用转换开关、琴键开关或触摸开关，根据所需毫安值将转换开关置于相应的位置、按下相应的按键或多次按动触摸开关调节选择达到所需的毫安值,曝光时间选择器。常用刷型开关或触摸开关。其作用是选择摄影时的曝光时间。但早期的小型X线机的曝光时间多采用发条动力式手按计时器控制，台面无曝光时间选择器,4、仪表 台面上一般设有电源电压表、千伏表和毫安表。其作用分别是指示电源电压、预示管电压和指示管电流。
