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1、第2章 射线检测的设备和器材电力专科2.1 X射线机2.1.1 X射线机的种类和特点1.X射线机的分类 (1)按结构形式分类：携带式适用于施工现场、野外、高空作业 移动式适用于固定及半固定场合的中小厚度板 固定式适用于大型工件和复杂结构 按射线束的辐射角可分为：定向辐射适用于各种场合（定向式）周向辐射适合于管道、锅炉、压力容 器（周向式）按X射线机的焦点尺寸可分为：微焦点 小焦点 常规焦点按X射线机的工作电压可以分为：恒压X射线机 脉冲X射线机按加在X射线管上电压脉冲的频率不同可以分为：恒频X射线机（包括工频）变频X射线机按X射线管使用的材料不同可以分为：玻璃管X射线机 陶瓷管X射线机（金属管
2、）特殊用途X射线机：软X射线机金属薄件、非金属材料等低 原子序数物质的 内部缺陷。微焦点X射线机 半导体器件、集成电路等。2.携带式X射线机的技术进步1.结构和种类 由阴极、阳极和外壳组成（X射线管结构示意图）。（1）普通X射线管（玻璃管）（2）金属陶瓷X射线管 优点：（3）特殊用途的X射线管 周向辐射X射线管 小焦点X射线管 棒阳极 X射线管 （2）射线管的工作原理 （3）焦点（焦点示意图）实际焦点 有效焦点2.1.2 X射线管2.X射线管的技术性能 （1）阴极和阳极特性 阴极特性 阳极特性 （2）X射线管的管电压 （3）X射线管的焦点 （4）辐射场的分布 （5）X射线管的真空度 （6）X射
3、线管的寿命2.1.3 高压发生电路 是指X射线管的基本电路，1.半波整流电路 2.中间接地双管整流半波电路 3.全波整流电路 4.倍压整流电路 5.全波倍压恒直流电路 X射线机的组成（X射线机）：射线发生器（X射线管）高压发生器 冷却系统 控制系统 高压电缆等2.1.4 X射线机的基本结构射线发生器（射线发生器结构示意图）主要产生X射线。单独的射线发生器主要由X射线管、外壳和充填的绝缘介质组成。外壳由金属制做，上有一系列的插座，还应有一定厚度的铅屏蔽层。高压发生器 提供X射线管的加速电压阳极和阴极的电位差和X射线的灯丝电压。主要由高压变压器、高压整流管、灯丝变压器等组成，机壳内充满耐高压的绝缘
4、介质（如高抗电强度的变压器油）。冷却系统冷却系统采取的冷却方式：采取的冷却方式：油循环冷却油循环冷却主要应用于固定式射线机主要应用于固定式射线机 水循环冷却水循环冷却只能用在阳极接地的情况，主只能用在阳极接地的情况，主 要应用于移动式要应用于移动式X射线机。射线机。辐射散热冷却辐射散热冷却主要用在便携式射线机，也称为自冷却。主要用在便携式射线机，也称为自冷却。控制系统控制系统 主要包括基本电路、电压和电流调节部分、冷却和时间主要包括基本电路、电压和电流调节部分、冷却和时间等控制部分、保护装置等。等控制部分、保护装置等。高压电缆高压电缆 移动式和固定式移动式和固定式X射线机的高压发生器与射线发生
5、器之射线机的高压发生器与射线发生器之间，应采用高压电缆连接。间，应采用高压电缆连接。高压电缆主要由：同轴芯线、绝缘层、半导体层、金属高压电缆主要由：同轴芯线、绝缘层、半导体层、金属网和保护层等组成。网和保护层等组成。X射线机的基本结构 高压部分 冷却部分 控制部分 保护部分1.高压部分 是指：X射线管、高压发生器及高压电缆。（1）高压变压器 作用：将低电压（几百伏）提升到X射线管所需的高电压。特点：功率不大，但输出电压很高；次级线圈匝数多，线径细；绝缘性能要求高。（2）灯丝变压器 作用：将工频220V电压降低到X射线管灯丝所需要的十几伏电压，提供较大的加热电流（约十几安）。特点：由于其和高压变
6、压器装在同一个机壳内，其绝缘性能要求也很高。另外，有的是单独的一个变压器，有的是在高压变压器绕组外再绕6-8匝，作为加热线圈提供灯丝加热电流。（3）高压整流器 （4）高压电容 （5）高压电缆 （6）电缆头 2.冷却部分采取的冷却方式：油循环、水循环和 辐射散热冷却，也称为自冷却。主要由冷却水管（油管）、冷却油箱、搅拌油泵、循环油泵、油泵电机、保护继电器（油压和水压开关）。3.保护部分 电路的短路过流保护保险丝 X射线管阳极冷却保护温控开关和水通（油通）开关 X射线管的过载保护过流继电器 零位保护零位继电器和时间继电器 接地保护 其他保护保证绝缘性4.控制部分 （1）管电压的调节通过调节高压变压
7、器的初级侧并联 的自耦变压器电压来实现。（2）管电流的调节通过调节灯丝加热电流来实现。（3）操作指示部分各种开关、调节旋钮、指示灯和计 时器等都集合到控制箱上。2.1.5 X射线机的主要技术条件（要求）1、电气性能的一般要求 2、使用性能的一般要求 2.1.6 X射线机的使用、维护和修理1、X射线机的操作程序 （1）通电前准备 （2）通电后检查 （3）曝光准备 （4）曝光 （5）曝光结束 注意：曝光过程中如发现异常，可按下“高压”断开开关，切断高压，进行必要的检查。X射线机的工作过程：（1）通电 （2）灯丝加热 （3）高压加载 （4）管电压、管电流调节 （5）中间卸载 （6）关机2.X射线机使
8、用注意事项 （1）认真训机 （2）可靠接地 （3）检查电源波动值 （4）提前预热 （5）全过程冷却 （6）间息时间3.X射线机的维护和保养 Magnetic Resonance Imaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史l1946发现磁共振现象BlochPurcelll1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadianl1973做出两个充水试管MR图像Lauterburl1974活鼠的MR图像Lauterbur等l1976 人体胸部的MR图像 Damadianl1977初期的全身MR图像Mallardl1980磁共振装置商品化l19890.15T永磁商用磁共振设备中国安科l2003
9、诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成 像 基 本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础Z
10、ZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程1.纵向弛豫（T1弛豫）：M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H低能态1H自旋晶格弛豫、热弛豫吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：MZ恢复到M0的2/3所需的时间T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MMXYXY
11、与SlT1加权成像、T2加权成像l所谓的加权就是“突出”的意思lT1加权成像（T1WI）-突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别lT2加权成像（T2WI）-突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多l如何观看MR图像：l首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。l正常或异常的所在部位-即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。l绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组
12、织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。l一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术磁共振成像技术图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件RF=B02.梯度磁场Z（GZ）GZB0不同频率的RF特定层面1H激励、共振3.层厚的影响因素RF的带宽GZ的强度层厚二体素信号的确定1、频率编码2、相位编码M0-GZ、RF相应层面MXY-GY沿Y方向1H有不同各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后GX沿X方向1H有不同沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）三空间定位及傅立叶转换GZ-某一层面产生M
13、XYGX-MXY旋进频率不同GY-MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）某一层面不同的体素，有不同频率、相位MRS（FID）第三节、磁共振检查技术第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE.梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TET1W长TR长TET2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制
14、（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP
15、，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR）早期诊断脑梗塞弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）组织净磁矩M0永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-fr
16、equencesystem，RF）MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑颅脑MRIMRI适应症适应症1.颅内良恶性占位病变2.脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等3.颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等4.感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等5.脱髓
