《课件：医用放射影像仪器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课件：医用放射影像仪器（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主讲：周俊 博士 2010年秋季 杭州,X线机的发展简史，X线机各组成部分及功能，逆变式X线机，X线电视系统 数字成像设备CR、DR的组成、特点、原理 X线CT的发展历史，CT机的基本构造及特点，螺旋CT的优缺点，螺旋CT的滑环技术及其种类、特点 医用超声诊断仪的物理性质、分类、应用 MRI的发展历史、组成部分、结构、作用、特点等 详见书本第五章医用放射、影像仪器,自伦琴于1895年发现X射线以后即已被应用于医学方面，成为近代医学不可缺少的工具（了解其他的重要发展时间）,X线机分类： 按用途：胃肠专用机，牙科，乳腺，床旁X线机 按主机功率：小型(10kw)，中型(10kw40kw)，大型(50
2、kw及以上) 按主电路工作方式：工频，逆变，电容充放电X线机,练习P100 第1-3题,练习P100 第4题,固定阳极X射线管由阳极，阴极，和玻璃壳三个 主要部分构成。教材P161 图 阳极的结构包括阳极头，阳极帽和阳极柄 三个部分。作用是加正高压，吸引和加速 阴极电子使其高速撞击靶面产生X线。 阴极由灯丝，阴极头，阴极套，玻璃柱组成。 阴极的作用是发射电子，并对电子束进行聚焦。 聚焦后焦点分为实际焦点和有效焦点（投影值）,练习P100 第5，6，8题 P109 第101题,旋转阳极解决了焦点面积和散热的问题，提高了 功率并缩小了焦点。 阳极由靶面，转轴，轴承，转子，玻璃圈构成 特殊X射线管
3、金属陶瓷旋转阳极X射线管：玻璃壳改成金属和陶瓷组合而成 栅控X射线管：阴极和阳极之间加入一个控制栅极 软X射线管：乳房摄影等 X射线管的特性通过阳极特性曲线和灯丝发射特性曲线来反映,练习P100 第7题 P109 第102，103题,X射线管的管套 （见教材P165图5-12） 固定阳极X射线管：由薄钢板等金属制成。 膨胀器：适应油温变化引起的热胀冷缩，内衬铅层防止散射线，窗口前放置一块铝滤过片以减少对人体有害的软X射线。 旋转阳极X射线管：阳极上有一个阳极定子绕组 X线管，高压变压器，灯丝加热变压器一起组成组合机头,练习P100 第10题,高压发生器，X射线管组件，高压电缆三个部分 高压发生
4、器: (教材P167 图) 高压发生器提供X射线管工作所需的管电压和灯丝加热电压，内有高压变压器，灯丝加热变压器，高压整流器，高压交换闸。 箱体内充满变压器油。变压器油的作用是：1.保持各部件之间和对地的绝缘，2.散热。,练习P100 第11，12题,构造：铁心，初级绕组，次级绕组和夹持固定件四个部分。(见教材P168 图） 特点：1.变压比大，次级输出电压高，绝缘要求高；2.连续工作负荷小，瞬时工作负荷大；3.浸在绝缘油中使用 铁心：给磁通提供通路，广泛采用C型卷绕铁心。 初级绕组：工作时电压不高，但电流很大 次级绕组：输出电压很高，但电流很小，采用两个绕组串联和中心点接地的方式，目的是降低
5、高压绝缘要求。 变压比等于线圈匝数之比,练习P101 第13，14题 P109 第104题,灯丝加热变压器 特点：1. 要有足够的容量；2. 初次级应良好绝缘；3. 由铁心和绕组组成。 双焦点的X射线管，使用两个规格不同或相同的灯丝加热器，分别成为大，小焦点灯丝加热器。 高压整流元件：将高压变压器次级输出的交流电压整流为脉动直流的高压。目前X线机使用高压硅整流管。 高压交换闸：多个X射线管公用一个高压发生器的情况。有继电器式和电动机式两种。 高压电缆：大中型X射线机中，高压发生器和X射线管是分开组装的，两者通过高压电缆连接在一起。,练习P101 第15-17题 P109 第105题,自耦变压器
6、 作用：为X射线机各部分电路供电的总电源部件，他的作用是将单一的供电电源电压（220V或380V），变为多个不同数值并可调节的输出电压。 常用自耦变压器：抽头调压式自耦变压器和滑轮滑动调压式自耦变压器。目前普遍使用的是自动控制滑动调压式自耦变压器。,练习P101 第19题 P109 第106题,稳压器 作用：保证X射线管管电流稳定，稳压器存在于灯丝加热电路中，医用X射线设备中多采用谐振式磁饱和稳压器。 磁饱和稳压器：一种特殊的变压器，铁心与普通变压器不同，初级一侧用非饱和铁心，次级一侧用饱和铁心。 谐振式磁饱和稳压器：四个铁心，增加一个补偿绕组和一个谐振电路。(见教材P174 图）,练习P10
7、1 第18题,空间电荷抵偿器 空间电荷：灯丝侧后方发射出来的电子与灯丝前端发射出来的电子之间相互排斥使得侧后方发射出来的电子到达阳极的阻力很大，于是常滞留在灯丝的后方，形成空间电荷。 当电压增加时，有部分空间电荷能够到达阳极形成管电流，使管电流增加，形成空间电荷效应。所以设计了空间电荷抵偿器来消除这个效应，保证管电流不变化。 X射线机常用仪表 电源电压表，kV表，mA表，mAs表（专业测量所有X线机及CT机的mAs线性）,练习P101 第20-22题,X射线机电路的基本要求。（了解） 整机电路的组成：电源电路，X射线管灯丝加热电路，高压变压器初级电路，高压变压器次级电路及管电流测量电路，限时电
8、路，控制电路 （教材P176 图） 电源电路：是对整机的电源供给。通常包括电源进线，熔断保护，通断控制，电源调节，电源指示及自耦变压器等。,练习P109 第107-108题,控制X射线管产生不同的管电流的电路，他要求灯丝加热电压稳定且可调节。 管电流的调节： （教材P177 图） 1.透视管电流的调节：透视管电流很小，一般23mA，最大限定为5mA。实际中多用一个半可调电阻和一个线绕电位器串联组成。 2.摄像管电流的调节：摄像管电流较大，为透视管数十至数百倍。实际中采用分档定时调节。 在现代大型X射线机及中高频X射线机中，常采用改变供给灯丝加热变压器电压的频率，及脉冲电压的占空比来改变次级加热
9、电路，从而调节管电流。,练习P101 第23-25题,管电流的稳定： X射线机常在灯丝加热电路中设置稳压装置（谐振式磁饱和稳压器）和空间电荷补偿装置来消除外部电源电压波动及灯丝空间电荷效应的影响。 目前，X射线电视系统和现代大型X射线机中采用了闭环控制技术来保证X射线管管电流的自动补偿稳定。 灯丝增温： 目的：为了延长X射线管灯丝的寿命，同时要保证X射线管足够的电子发射量，灯丝电路常设计成预热增温式。 冷高压保护：在X射线管灯丝不加热的情况下，若在其两端加上的管电压（冷高压）达到一定值时，X射线管的灯丝将受到电场拉引力的作用而损坏，所以我们要引入冷高压保护。,练习P102 第26，27，29题
10、,高压初级电路：是指自耦变压器输出至高压变压器初级线圈所构成的闭合回路。 由于人体各部分的组织密度，厚度的差异要求X线机的管电压具有可调节性和可控制性。 根据要求，一般高压初级电路包括管电压调节器（kV），管电压控制装置，管电压补偿装置，管电压预示电路。,练习P109 第109题,管电压的调节：调节范围一般在40150kV之间，中小型X线机一般在125kV以下。 管电压的调节是根据变压器的工作原理来进行的（电压之比等于匝数之比） 工频机最常采用的是调节高压变压器初级输入电压的方式来调节管电压，实现方式分为分档调节式和管电压连续调节式。 管电压的控制：控制高压初级电路的接通与断开，即高压次级电路
11、的产生与消失，从而控制X射线的发生与停止。 常用控制方法：接触器控制法和晶闸管控制法。,练习P102 第28，30题 P109 第110题,管电压的预示：操作人员要根据患者的不同部位在曝光前确定管电压值，并进行调节。 获得方法：依据高压变压器的变压比将空载是的初级电压值换算成负荷时相对应的次级高压kV值，并加相关补偿，用高压初级电压来间接预示次级高压，使其所预示的管电压值与实际加于X射线管两端的电压值尽量一致。 管电压预示常用的方法：刻度盘预示法，电压表预示法和数字显示预示法。 管电压的补偿：补偿主电路的压降（电源电阻，自耦变压器阻抗，高压变压器阻抗等），这些压降会影响管电压，所以要进行管电压
12、补偿。补偿方法有电阻式kV补偿电路和变压器式kV补偿电路两种。,练习P102 第31，37题 P109 第111，112题,主要部件包括高压变压器次级，高压整流元件，高压电缆，X射线管和mA测量用表等。 电路结构有半波自整流，单相全波整流和三相全波整流。分别对应小，中，大型X射线机。 旋转阳极启动，延时和保护电路 旋转阳极的特点：焦点小，功率大。中型以上X射线机均采用旋转阳极X射线管。 旋转阳极X射线管在摄影时必须旋转到一定转速才能曝光，否则会使X射线管过热融化，为了保护X射线管，设计了旋转阳极启动，延时和保护电路,练习P102 第32，33题,旋转阳极快速启动：快速达到规定转速 旋转阳极延时
13、装置：使阳极到达一定转速后才开始曝光，常用的有继电器式和电子电路式。 旋转阳极保护装置：防止阳极在没有旋转或者没有达到额定转速是产生X射线而导致焦点面过热融化。 旋转阳极制动装置：减少阳极轴承的磨损，延长使用寿命。,练习P103 第34，35，38题,X射线管容量保护电路：防止操作人员在选择摄影条件时超过X线管的额定负载而损坏X线管的情况而设计的。 限时电路：控制X线机的曝光时间的长短。包括机械，电子管，晶体管，集成电路限时器，光电管，电离室式控时系统，计算机控制的自动负载降落曝光控制系统 操作控制电路：包括透视控制电路，普通摄影控制电路，滤线器摄影控制电路，胃肠（点片）摄影控制电路。,练习P
14、103 第36，39题,使用50Hz或60Hz电源的是工频X射线机。 400Hz20khz的是中频X线机。 20khz以上的是高频X线机。 后两者都是使用了逆变技术来获得高于400hz的交流电源，所以，人们通常把经过变频而获得400hz以上交流工作电源的X线机称为逆变式X线机,体积和重量大大减小 可输出高质量X射线。硬度和单色性大大加强。 输出稳定，重复性好。 有利于向智能化方向发展。 曝光时间更短。 可使用交，直流供电。 结构和工作原理 （见教材P181 图） 微机控制系统是整个逆变式X线机的核心。,P109 第113题,Time: 16:10-17:50,20世纪50年代后出现 特点：使放
15、射技师可以在明室操作，降低了X射线剂量，便于观察，科研和教学，同时也便于实现图像数字化 组成：X射线影像增强器，摄像机，控制器，监视器等。 （见教材P182 图）,P110 第114，115题,是影像增强器的核心部分，结构是在高真空玻璃壳内封装着输入屏，聚焦电极，阳极（加速电极），输出屏，和离子泵。 教材P182 图 输入屏：把X射线影响转变为电子像。由铝基板，荧光层，隔离层和光电层组成。 静电透镜：又称电子透镜，是用静电聚焦方式来对电子束实现聚焦作用。由光阴极，聚焦电极，辅助阳极和阳极组成。 输出屏：用于把增强了的电子像转换为可见影像。主要结构是光电层和玻璃层。 管壁：除输入输出面全部用石墨
16、遮光。,P103 第40-42题,亮度增益：影像增强器的主要作用是提高影像亮度，便于摄像机摄像。 变野功能：目的是把问题部位影响放大后仔细观察。方法是在管内设辅助阳极。该种增强器一般有两种视野：全屏或中心一定范围。 也有三视野增强器和连续可变视野增强器。小视野充分利用了输出屏的分辨率，使用较小视野时，由于缩小增益降低，要维持原来的输出亮度，必须适当增加X射线剂量。 光分配器（单路式，双路式，三路式），光学透镜。教材P185 图,P103 第43，44，46题,一般分为：摄像管式摄像机，CCD或CMOS摄像机。 摄像管式摄像机：由摄像管，聚焦线圈，偏转线圈，扫描电路，预放，视频处理等电路组成。摄像管是核心部件。摄像管可以分为根据外光电效应制成的光电式和根据内光电效应制成的光导式。光导式摄像管就是利用了某些材料（如硫化锑，氧化铅）受光照后电阻率发生变化的特性制成的。,P104 第47题 P110 第116题,CCD：半导体固体成像器件（电荷耦合器件） 图像信息-CCD-相应比例的电荷，然后移位串行输出 优点：灵敏度高暗电流小，光谱响应范围宽，动态响
