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1、 医用诊断用X线管n X线管是X线机的主要组成部分之一，其基本作用是将电能转换成X线。自从1895年伦琴发现X线以来，在X线诊断技术不断进步与提高的同时，X线管也得到了日新月异的发展，先后出现了气体电电离式、固定阳极、旋转阳极离式、固定阳极、旋转阳极以及各种特殊X线管。本章主要介绍几种X线管的基本结构及其规格、特性，为正确使用X线管提供必要的知识。 第一节固定阳极X线管n 固定阳极X线管是常用X线管中最简单的一种，主要特点是真空度高、电子由热阴极发射、X线的量与质可任意调节。其结构如图所示，主要由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成。 一、阳 极n 阳极的结构如图所示，主要由阳极头、阳极帽、玻璃圈、阳
2、极柄等四部分组成。 （一）阳极头n阳极头由靶面靶面和阳极体阳极体组成。n靶面承受电子轰击，辐射靶面承受电子轰击，辐射X X线。医用线。医用X X线管的靶线管的靶面一般用钨，称钨靶。钨熔点高（面一般用钨，称钨靶。钨熔点高（33703370度）、度）、原子序数大（原子序数大（7474），在高温条件下，它的蒸气），在高温条件下，它的蒸气压低、蒸发少，因而可以延长压低、蒸发少，因而可以延长X X线管的使用寿线管的使用寿命。但是，钨的导热率小，受电子轰击后产生命。但是，钨的导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，为此，常采用真的热量不能很快地传导出去，为此，常采用真空熔焊方法把无氧铜制成的阳
3、极体与钨靶焊接空熔焊方法把无氧铜制成的阳极体与钨靶焊接在一起；由于铜的导热系数较大，这样制成的在一起；由于铜的导热系数较大，这样制成的阳极头不但辐射阳极头不但辐射X X线的效率高，而且具有良好线的效率高，而且具有良好的散热性能。的散热性能。 （二）阳极帽n 阳极帽由无氧铜制成，主要作用是吸收二次电子吸收二次电子。高速运动的电子轰击靶面时，一部分电子与靶面原子碰撞后反射出来，称为二次电子。二次电子是极其有害的，因其能量较大（约为原来的90），所以，当它轰击到玻璃壳内壁上，会使玻璃壳温度升高而放出气体，从而降低管内真空度，严重时还会使玻璃壳击穿。二次电子没有经过聚焦，当它再次轰击靶面时，将辐射出散
4、射X线，使X线成像质量降低。在阳极体上装置阳极帽后，由于它的吸收作用，从靶面反射出来的二次电子可减少5060；此外，它还可以吸收一部分散射X线。 （三）玻璃圈n 玻璃圈是阳极和玻璃壳的过渡连接部分，由4J29膨胀合金（镍29，钻17，余为铁）圈与玻璃喇叭两部分封焊而成。其玻璃端与玻璃壳封接，膨胀合金端与阳极头焊接在一起。 （四）阳极柄n 阳极柄由紫铜制成，是阳极引出管外部分。它和阳极头相连，浸在油中，通过与油之间的热传导将阳极头产生的热量传导出去。 二、阴 极n 阴极结构如图所示，主要由灯丝、阴极头、灯丝、阴极头、阴极套和玻璃芯柱阴极套和玻璃芯柱 等组成。阴极的作用不仅是发射电子，而且还对轰击
5、靶面的电子进行聚焦，使之具有一定的形状和大小，形成X线管的焦点。 （一）灯丝n 灯丝由钨制成，其作用是发射电子；因为钨具有较大的电子发射能力，较高的熔点，在高温下也不易蒸发，还具有一定的延展性，容易加工成细丝，将其制成灯丝后不易变形等。大多数诊断用X线管的灯丝都绕成螺管状。（一）灯丝n 灯丝通电加热后，温度到一定值时开始发射电子。在一定范围内，灯丝电压愈高，通过灯丝的电流就愈大，灯丝温度亦愈高，发射电子数量愈多。因此，调节灯丝温度即可改变管电流，亦即调节X线的量。值得注意的是值得注意的是，当温度升至24002600K之间时，温度稍有增加，发射电流却增加很多，调整X线机管电流时应特别细心，以免损
6、坏X线管。（一）灯丝n 灯丝加热电压因X线管型号不同而不同，一般为510V，电流多为36A，也有高达9A以上者。在更换X线管时，应按所用管型号及规格调整灯丝加热电压。n 灯丝点燃时间愈长，工作温度愈高，蒸发就愈快，寿命愈短。如果灯丝电流比额定值升高5，其寿命可缩短一倍。n 为了提高X线管使用效率，绝大多数X线管的阴极均装有两条灯丝，称为双焦点称为双焦点X线管线管。两条灯丝中，一条较长，发射电流较大，形成大焦点；另一条较短，形成小焦点。 （二）阴极头n 阴极头由纯铁或镍制成，灯丝装在其中。热电子从灯丝逸出后，初速较小，这时的电子运动轨迹，亦即焦点尺寸和形状，主要决定于灯丝附近的电位分布曲线。因此
7、，在阴极头中装置灯丝的地方被加工成圆弧直槽或阶梯直槽，以形成一定的电位分布曲线，对电子进行聚焦，故称聚焦槽或集射槽聚焦槽或集射槽。（二）阴极头n阶梯直槽及其电位分布曲线如图所示。（二）阴极头n 在该电场作用下，灯丝前方发射的电子先发散后聚焦，轰击在靶面上形成主主焦点焦点；灯丝侧面发射的电子先发散，后会聚、再发散，轰击在靶面上形成副焦副焦点点。随着副焦点在主焦点内的分布位置不同，可以改变X线管焦点上的电子密度分布，使X线辐射强度分布形成双峰型、三峰型或四峰型，医用诊断X线管的焦点一般都是双峰分布。 三、玻璃壳n 玻璃壳又称管壳管壳，是用来支撑阴、阳两极和保持管内真空度的，通常采用熔点高、绝缘强度
8、大、膨胀系数小的钼组硬质玻璃钼组硬质玻璃（如国产DM一305）制成。n 因钼玻璃与铜的膨胀系数不同，两者不宜直接焊接，故在铜体上镶以可伐圈作媒介，将管壳与可伐圈封接，以避免因温度变化而致玻璃壳破裂。为了防止产生气体放电，保证飞向阳极的电子具有一定的速度，管内真空度应保持在10-6 mmHg以上。为此，装入X线管内的所有零件，都必须经过严格清洗去油、彻底除气。n 最后应指出，由于X线管的效率很低，高速运动的电子撞击到靶面上，只有不到02的能量转变为X线， 998以上的能量将转变为热，使靶面温度急剧上升；而固定阳极X线管的阳极又是静止不动的，电子束总是轰击在靶面的固定位置，因此，受电子轰击的单位面
9、积上所能承受的最大功率值很小。所以，固定阳极X线管的主要缺点是焦点尺寸大、瞬时负载功率小，在极大部分医用诊断领域中已被旋转阳极X线管所取代。第一节固定阳极X线管n 然而，固定阳极X线管的阳极冷却是通过铜与油之间的热传导进行的，散热性能良好，适宜于连续负载；同时，它结构简单、价格低，因此，目前在X线放射治疗。小容量X线机、脑CT等装置中仍被采用。第一节固定阳极X线管 第二节 旋转阳极X线管n 旋转阳极X线管的结构如图所示。第二节 旋转阳极X线管n 负载时，靶面高速转动，从偏离管中心轴线的阴极头发出的电子，轰击在转动靶面的环形面积上。由于它的热量分布面积比固定阳极X线管大得多，因此，旋转阳极X线管
10、可制成小焦点，且能加大瞬时负载功率；这是旋转阳极这是旋转阳极X线管的优点线管的优点。第二节 旋转阳极X线管n 与固定阳极X线管相比，旋转阳极X线管除阳极结构有明显不同外，其余差别不大，这里不再重述。阳极结构如图所示，主要由靶面、转子、转轴、轴承套座、玻璃圈等组成。 一、靶 面 n 靶面中心固定在钼杆上，钼杆另一端与转子相连，靶面具有一定的倾斜角（靶角），角度有18、16、12、10等几种，最初，靶面由纯钨制成，因其抗热胀性较差，在交变热负荷的使用条件下，表面与内层之间的温差所产生的热应力常使靶面出现裂纹；同时，钨在1100度以上会发生再结晶，所以，使用不久表面即形成龟裂，造成X线管的X线输出强
11、度下降。一、靶 面n 改进后的靶面，是在靶的表面上敷上一层铼钨铼钨合金合金（含铼1020）。这样，靶面晶粒变细，抗热胀性提高，再结晶温度上升，靶面龟裂减轻。铼钨合金靶面使用2万次以后，X线输出剂量只下降到原来的87，而纯钨靶却要下降到原来的55。值得注意的是，旋转阳极X线管负荷时，靶面的散热主要依靠热辐射，效率较低。因此，连续负荷时整个靶体的温度将升得很高。为了提高靶体的连续负荷能力，降低工作温度， 60年代以后出现了钼基钼基或石墨基铼钨合金复合靶或石墨基铼钨合金复合靶。 二、转 子n 转子由无氧铜管制成，可以看作无数载流导体的组合。在转子周围加一旋转磁场后，转子发生转动，其转速如下式所示n式
12、中n为转子转速，f为电源频率，p为定子极数（一般为两极）。由于转子转速落后于磁场转速，即存在着转差率，所以转子的实际转速要比计算值低10左右。二、转 子n 轴承由耐热合金钢制成，以承受较高的工作温度（400C），但不能超过460C。为了避免过多的热量传导到轴承，支承阳极靶的钼杆外径较细，或者采用管状。为了增加转子的热辐射，通常将转子表面黑化表面黑化。n 转轴装入由无氧铜或纯铁制成的轴承套座中，并被定位，两端装有两只轴承，顶端圆盘与转子相连。因此，转子通过两只轴承可自由转动。轴承润滑剂都采用固体润滑材料，如二硫化钼、银、铅等。二、转 子n 选用不同的润滑材料，转子静转时间转子静转时间（指从切断定
13、子线圈电源开始，到转子停止转动所需时间）亦不相同。而转子的静转是无用的空转，轴承易被磨损；转子转速为2800转分的旋转阳极X线管，如果转子静转时间低于30秒，就说明轴承已明显磨损。因此，X线机转子启动装置中要安装转子制动线路线机转子启动装置中要安装转子制动线路，X线管负载结束就对转子制动。这样可使轴承的寿命得到明显的延长。对于8500转分的高速旋转阳极X线管，转子制动装置还起着使转子迅速越过临转子制动装置还起着使转子迅速越过临界转速（界转速（50007000转分）而制动的作用转分）而制动的作用，制动装置一旦损坏，就绝不能启动X线管。 三、大功率X线管n 在旋转阳极X线管中，有一类大功率管与普通
14、管基本上相似，但还有一些附加的特性。1、比如采用大直径阳极靶（大到120mm），以增大阳极靶面的实际面积，并使阳极高速旋转，以缩短曝光时间；2、阳极角度一般由普通管的1721度减小到914度，使给定焦点尺寸的负载能力有所改善；3、这类X线管通常与一个热交换装置配合使用。n 当需要短的曝光时间并承受高负载时，例如X线电影摄影和连续X线摄影等，可使用具有上述特性的大功率X线管。 第三节特殊X线管 一、栅控X线管n 栅控栅控X线管是在普通线管是在普通X线管的阴极和阳极之间加线管的阴极和阳极之间加上一个控制栅极，故又称三极上一个控制栅极，故又称三极X线管线管。当栅极上加一相对阴极灯丝而言一定大小的负电
15、位或负脉冲负电位或负脉冲电压时，管电流被截止管电流被截止，不发生X射线；当负电压或负脉冲消失时，管电流导通，发生X线。可见，栅栅控控X线管辐射线管辐射X线的特性，不仅取决于灯丝加热电线的特性，不仅取决于灯丝加热电流和管电压，还取决于栅极电位的变化。流和管电压，还取决于栅极电位的变化。由于脉冲电源无机械运动的惯性，因此，栅控X线管能实现快速断续X线摄影，例如电影摄影，摄影频率可达到200帧秒。目前还用于电容充放电式X线机。 （一）构造n 栅控X线管除了阴极结构特殊外，其他部分与普通X线管相同。图所示为栅控X线管的阴极结构。在聚焦槽中装有灯丝，灯丝前方装有栅极，灯丝与聚焦极之间相互绝缘。栅极电位就
16、加在灯丝和聚焦极之间。 （二）特性n1灯丝发射特性n由于栅极负电位对电子流起着阻碍作用，因此栅控X线管的灯丝发射特性要比一般X线管差。发射相同的管电流时，栅控X线管的灯丝加热电流要大得多。 为了提高栅控X线管的管电流，设计出另一种结构的栅控X线管，使灯丝与阴使灯丝与阴极头相互绝缘，负电位加在阴极头上。极头相互绝缘，负电位加在阴极头上。这样，阴极头既起着聚焦作用，又起着栅极作用。n2截止特性n3时间控制特性。一、栅控X线管n 由于栅控X线管的灯丝发射特性差，不能产生大的管电流，而且管电流越大，为保持管电压平稳的电容器容量也越大，所以，栅控X线管不适用于大容量的X线机。n 目前栅控X线管一般用于电
17、容充放电式X线装置及管电流峰值为200mA的电影摄影X线机；对于后者，不仅使患者和操作者接受的X线辐射剂量减少，X线管的负载降低，而且由于摄影时间短，使X线影像的模糊度降低、清晰度提高。二、软X 线管n （一）特点 在对乳房等软组织进行X线摄影时，为了提高X线影像反差 ，必须使用大剂量的软X线 ，为此须采用软X线管。n 软X线管具有以下特点：n 1、X线输出窗的固有过滤小；n 2、在低管电压时能产生较大的管电流；n 3、焦点小。 （二）构造n 1铍窗铍窗 目前，软X线管的输出窗口大多用铍制成。其吸收性能低于玻璃，显然，软X线管以铍制成输出窗口，可以辐射出大剂量的软X线。n 2钼靶钼靶 软X线管
18、的阳极靶一般由钼（原子序数42，熔点2622度）制成。n 3极间距离缩短极间距离缩短 软X线管的管电压较低，管电流较小。为了改善其灯丝发射特性，可以缩短阴极与阳极间的距离，使极间场强增大，以降低空间电荷的影响。普通X线管的极间距离初17mm左右，软X线管的为1013mm。由此，软X线管的最高管电压不能超过6080kV。三、金属X线管n 限制X线管负荷能力的因素之一，是灯丝的最高安全安全温度，该温度不仅与灯丝的熔点有关，且与钨丝过度蒸发的程度有关。钨丝蒸发：1、能使灯丝变细，2、导致X线管玻璃壳内表面上形成薄薄的钨层。n 薄钨层对X线束滤过不会造成严重影响，但对于玻璃管壳，却能成为使X线管损坏的
19、第三电极（第三电极将使玻璃管壳受到电子轰击而易于损坏）。三、金属X线管n 金属X线管中有一部分钢制管壳，位于X线管中间。在阳极端嵌入玻璃壳中，在阴极端嵌入陶瓷内，如图所示。三、金属X线管n X线管中的玻璃与陶瓷部分起电绝缘作用，金属金属部分接地，以捕获杂散电子。部分接地，以捕获杂散电子。由于管的金属部分接地，准直器可以较普通X线管更贴近阳极，使焦点外辐射的影响减小。因为没有玻璃壳那种钨蒸发所致X线管损坏的危险，所以可提高X线管的负荷。n 这种X线管与三相6波或12波发生器共用，适于短时间爆光、承受高负载的诊断检查，如X线电影摄影、X线体层摄影、X线连续摄影和三、四代CT装置，其焦点尺寸为03m
20、mx07mm、06mmxl2mm或06mmx18mm，阳极靶角为11”或12”。 四、陶瓷绝缘X线管n 陶瓷绝缘X线管如图所示。其阳极是在两端有轴承支撑的轴上旋转，有一直径120mm的复合阳极靶盘，用陶瓷绝缘，装在接地的金属管壳内。管壳装在钢制管套中，工作时还需使用一个外加的热交换器 。n 这种X线管的阳极转速为8000转分。主要用于连续X线摄影、体层摄影和电影摄影等。 第四节X线管的规格n 各种型号的X线管都有一定的规格，包括构造参数、电参数及特性曲线构造参数、电参数及特性曲线 等；必须熟悉它们，才能正确使用X线管，发挥其应有的效能，而不致造成损坏。 一、构造参数n 凡由X线管的结构所决定的
21、非电性能的规格或数据，都属于构造参数。例如阳极靶面倾角、有效焦点尺寸。外形尺寸、重量、管壁的滤过当量、冷却和绝缘形式、旋转阳极X线管的阳极转速、最大允许工作温度等，这些参数在X线管的技术数据中一般都有标注。 二、电参数 n 电参数是指X线管电性能的规格数据，例如灯丝加热电压和电流、最高管电压、最大允许功率、容量等；这些数据在调整和使用X线机时要严格遵守。n （一）最高管电压最高管电压 是指可加于X线管两极间的最高电压峰值，单位是kV。最高管电压是由X线管的长度、形状、绝缘介质的种类以及管套的形式决定的；如超过最高允许值，会使管壁放电甚至击穿。二、电参数n （二）最大管电流最大管电流 是指X线管
22、在某一管电压和某一曝光时间内所允许的最大管电流平均值，单位是mA。在调整X线机管电流时不得超过该值，否则，将导致X线管焦点面过热而损坏或缩短灯丝寿命。 。n （三）最长曝光时间最长曝光时间 是指X线管在某一管电压和某一管电流条件下，所允许的最长曝光时间，单位是s 。在使用中，同样不能超过该值，否则，由于热量的积累，将使X线管焦点面过热而损坏。 三、X线管特性n （一）阳极特性曲线 该曲线是在X线管灯丝加热电流为某一定值时，管电压Ua与管电流Ia的关系曲线。n X线管阴极灯丝发射电子大致可分为三个区域线管阴极灯丝发射电子大致可分为三个区域。第一个区域是灯丝前端灯丝前端，发射的电子在静电场作用下飞
23、往阳极，这部分电子的运动不受阻力。第二个区域是灯丝侧面灯丝侧面，发射的电子在空间交叉后飞向阳极，因此它们的运动要受一定的阻力。第三个区域是灯丝后端灯丝后端，发出的电子由于相互排斥以及电场的作用力很弱，滞留在灯丝后面，形成所谓“空间电荷”（又称电子云），它们受到的阻力很大，只能随着管电压的升高而逐渐飞向阳极。三、X线管特性n 由于X线管存在着空间电荷，当管电压为直流时，X线管的管电流特性如图11一13所示。图中If灯丝加热电流，Ua为管电压，Ia为管电流。灯丝加热电流为If1时，曲线可分为两部分：一为上升部分如OA1段，此时由于管电压较小，灯丝附近存在着大量的空间电荷，随着管电压的升高，空间电荷
24、逐渐减少，飞往阳极的电子数目随之增加，即管电流随管电压升高而增大。这说明空空间电荷起主要作用间电荷起主要作用。三、X线管特性n实验表明，管电流与管电压的32次方成比例，故称这部分曲线为比例区比例区；曲线的另一部分是A1B1段，管电流趋于恒定，不再随管电压升高而明显增大，该区域称为饱和区饱和区，此时，管电流与管电压无关，其值由灯丝加热电流决定。当灯丝加热电流从If1增至If2时，由于灯丝发射电子数目增加，空间电荷也增多，使管电流达到饱和的管电压也随之增高；其管电流特性由OA2B2曲线表示。三、X线管特性n 当管电压波形为正弦波时，X线管的管电流特性如图11一14所示。n 管电流波形除与管电压和管
25、电流的大小有关外，还与焦点尺寸及管子的极间距离有关。焦点尺寸愈小，极间距离愈大，管电流波形愈接近正弦波；反之，愈接近矩形波。 （二）灯丝发射特性曲线n灯丝发射特性是指在不同灯丝发射特性是指在不同管电压下，灯丝加热电流管电压下，灯丝加热电流与管电流的关系与管电流的关系。右图是XD51型X线管在单相全波整流电路中的灯丝发射特性曲线。从曲线可见，若要得到同一管电流，在100kv时要比60kv时所需加热电流为低；在同一加热电流时， 100kv获得的管电流较60kv的大。 四、X线管的容量（一）容量及其决定因素n 容量又称负荷量，是指一次曝光中容量又称负荷量，是指一次曝光中X线管无任何损坏的情况下能承受
26、的负荷量线管无任何损坏的情况下能承受的负荷量。由于输入X线管的电能99以上变成热能，焦点面温升很快，超过一定温度时将导致X线管的损坏，因而X线管的容量受到限制。要增大要增大X线管的容量线管的容量，必须做到：1、增大焦点面积；2、减小靶面倾角；3、增加阳极转速；4、增大焦点轨道半径；5、减小管电压波形的纹波系数。（二） x线管容量的计算nX线管容量一般由上式计算。 式中P为X线管容量，单位kW；U为管电压有效值，单位kv；I为管电流有效值，单位mA。X线管在使用中，其容量不仅与管电压和管电流有关，且与曝光时间和整流方式有关。曝光时间增加，容量将相应地减小。当管电压与管电流波形不同时，其管电压峰值
27、与有效值、管电流平均值与有效值均不等。（三） x线管的标称功率n 一般将一定整流方式和一定照射时间条件下X线管的最大负荷，称为X X线管的标称功率线管的标称功率线管的标称功率线管的标称功率。很明显，标称功率大的X线管容量大，反之，容量小。n 固定阳极固定阳极X线管的标称功率线管的标称功率 是在单相全波整流电路中，曝光时间为1s时所能承受的最大负荷。n 旋转阳极旋转阳极X线管的标称功率线管的标称功率 是在三相全波整流电路中，曝光时间为01s时所能承受的最大负荷。（四）连续负荷和瞬时负荷容量表示方法n负荷时间为数毫秒到数秒的称为瞬时负荷；n长时间的透视负荷为连续负荷；n多次瞬时负荷或透视与摄影交替
28、进行的负荷为混合负荷。1。连续负荷时容量标注方法n（1）限定连续使用时的最大功率限定连续使用时的最大功率。例如，某X线管的规格为200W连续使用。n（2）限定管电压、管电流和照射时间限定管电压、管电流和照射时间。例如，某X线管的规格为100kV、25mA连续使用。 2瞬时负荷时容量标注方法n 短时间负荷最大规格常用负荷特性曲线表短时间负荷最大规格常用负荷特性曲线表示。示。它可以直接指明在一定的整流方式、管电压和曝光时间条件下，所允许的最大管电流。这于安装和调试X线机很方便。X线管型号不同，其特性曲线也不同。n 实际上，由于电源电压的波动，X线机本身和仪表的误差，使用中必须考虑这些因素的影响，所
29、以，管子使用参数只取规定值的8590。例如，我国规定：管电压允许误差为士10，管电流为10，负荷时间为15。五、X线管的生热与冷却特性曲线n X线管的实用热单位热单位用HU表示， IHU=1kVX1mAX1s。n X线管工作时，阳极靶面将产生很多热量，此热并不能立即消散，须由冷却系统经一定时间逐渐散去。例如固定阳极X线管，其阳极靶面产生的热量传至阳极体；再传至散热体，最后散热体以传导或辐射方式将热传到周围介质中，在此过程中，上述各物体温度不断上升，升到某一值时即不允许再升。此时，X线管的热容量已经达到最大限度，称为最大允许热容量；同时，单位时间内传导给介质的热量也达到最大值，该值称为X线管的最
30、大冷却速率。五、X线管的生热与冷却特性曲线n生热特性曲线就是表示X线管在负荷条件下，热量增加的速率与时间的关系曲线。每个X线管都有其额定的最大热容量，根据这个数值确定X线管的连续与断续工作时间。n 如果X线管在连续负荷后，已经达到最大允许热容量，应立即停止使用，待冷却一定时间之后再用。X线管的冷却速率与时间的关系曲线称为冷却特性曲线。因为生热和冷却速率的单位均为Hus，所以，两种曲线常画在一起。第五节X线管的成像特性 一、X线管的焦点n（一）实际焦点与有效焦点 在X线成像系统中，对成像质量影响最大、从而要求最严格的首先是焦点 。n 1实际焦点 是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的轰击面积。n
31、2有效焦点 实际焦点在X线管轴垂直方向上的投影，称有效焦点 ，或目视焦点。（一）实际焦点与有效焦点n 从从X线管负荷的角度来看线管负荷的角度来看，焦点应有尽可能大的面积；这样，曝光时靶面上产生的热量才会在尽可能大的面积上传导，使靶面温升降低。n 从成像的质量角度来看从成像的质量角度来看，为了减小影像的几何模糊度，又必须尽可能缩小焦点面积。n 对X线管的这种相互矛盾的要求，在某种程度上，正是通过实际焦点与有效焦点的关系解决的。（二）焦点方位特性n 由于X线呈圆锥形放射，故在照射野的不同方位上有效焦点的尺寸也不相同。投影方位愈靠近阳极，有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极则愈大（宽度不变）。而且，要投影方
32、向偏离由管轴轴线与电子入射方向所组成的平面，有效焦点的形状还会出现失真。所以，X线线管管套的输出窗中心及投影中管管套的输出窗中心及投影中心，必须与实际焦点的中心一心，必须与实际焦点的中心一致致。不同投影方向上的有效焦点尺寸及形状，如图所示。 （三）焦点尺寸n由于阴级在制造过程中存在着加工误差，X线管焦点的实际尺寸与标称尺寸之间允许存在公差。（四）焦点与成像质量n有效焦点尺寸愈小，影像清晰度愈高 。如图所示。（四）焦点与成像质量n 右图为三种不同的X线辐射强度分布，即使有效焦点标称尺寸相同，焦点分辨率也会不同。 高斯分布，分辨率最高；其次为均匀（矩形）分布；双峰分布的分辨率最差。 （五）焦点增涨
33、n 当管电流增大时，由于电子之间库仑斥力的作用，焦点尺寸会增大，这种现象称为焦点增涨焦点增涨。焦点增涨的大小主要视管电流增加程度而定，且随X线管而异，一般小焦点增涨幅度大。 （六）焦点的测量n 以前对X线焦点的测量采用小孔成像法，只能测得焦点尺寸；目前则采用线对测试卡和星形测试卡线对测试卡和星形测试卡线对测试卡和星形测试卡线对测试卡和星形测试卡测量焦点的极限分辨率焦点的极限分辨率，所得结果既包含了焦点尺寸对成像影响的信息，也包含了X线辐射强度分布对成像质量影响的信息。n 应当指出，用分辨率的概念来描述X线管焦点对成像质量的影响，还是一个主观评价法主观评价法（分辨率要通过人的视觉来测定），其结果
34、往往因人而异。为了客为了客观地定量地观地定量地评价X线影像质量，现已采用调制传递函线影像质量，现已采用调制传递函数的概念数的概念，它把影像的对比度、清晰度、失真度等统一起来，是放射成像技术在理论上的一大进展。 二、X线管的X线辐射强度分布n X线摄影时，成像质量在一定程度上线摄影时，成像质量在一定程度上取决于取决于X线强度与线质线强度与线质。因此，了解X线管的X线辐射强度分布是重要的。 三、焦点外X线n（一）产生n实验证明，焦点外的阳极表面也可能辐焦点外的阳极表面也可能辐射射X线。线。对于固定阳极X线管，焦点外X线是由铜阳极表面辐射出来的，所占比例较小，对成像质量影响不大，但对旋但对旋转阳极转
35、阳极X线管，焦点外线管，焦点外X线增加，特别是线增加，特别是高高kV摄影时其影响就不可忽视了。摄影时其影响就不可忽视了。（一）焦点外X线产生n 关于焦点外关于焦点外X线的发生，被认为是高速电子线的发生，被认为是高速电子轰击在焦点面上，反射出二次电子再次与靶碰轰击在焦点面上，反射出二次电子再次与靶碰撞所致撞所致。由于二次电子具有各种能量，所以焦点外X线也具有不同的能量。同时，二次电子具有各种运动方向，既能轰击在焦点附近的靶面上，也能远离焦点轰击靶面，所以整个阳极表面都会辐射焦点外X线，焦点附近辐射出来焦点附近辐射出来的是软的是软X线，离焦点越远，辐射的焦点外线，离焦点越远，辐射的焦点外X线越线越
36、接近原来的接近原来的X线。线。 （二）强度和质量n 焦点附近的焦点外X线强度大，随着离焦点的距离增加，其强度很快降低，且这种分布状态不随管电压改变而改变。n 焦点附近的X线软，离焦点越远，X线越硬。n 焦点外X线会引起X线成像质量的下降（胶片雾化，影片对比度降低等），因此要把它去除。方法：n 1、一般采用多叶缩光圈多叶缩光圈，缩小X线照射野，在某种程度上可除去一部分焦点外X线。n 2、最有效的方法是尽可能在焦点附近遮蔽最有效的方法是尽可能在焦点附近遮蔽。n 3、此外，在管套的输出窗口处安装铅板，以吸收X线投照野以外的X线，此法也很有效。 第六节X线管管套n X线管管套是放置X线管的一种特殊容器。现代X线管管套均为防电击、防散射、油浸式，其结构常因用途不同而有所差别。n 一、固定阳极X线管管套n 二、旋转阳极X线营管套n 三、组合机头n 小型X线机为了轻便，将X线管、高压变压器和灯丝变压器等共同组装在一个充满变压器油的容器中，称为组合机头。谢谢！
