培訓(xùn)-X射線基礎(chǔ)知識-1

1、公司產(chǎn)品及基礎(chǔ)知識北京酒仙橋東路9號A3 100016 市場部北京萬東醫(yī)療裝備股份有限公司醫(yī)療設(shè)備基本情況目前較提倡的分類法：診斷設(shè)備類、治療設(shè)備類及輔助設(shè)備類診斷設(shè)備類可分為八類放射影像診斷設(shè)備、超聲診斷設(shè)備、功能檢查設(shè)備、內(nèi)窺鏡檢查設(shè)備、核醫(yī)學(xué)設(shè)備、實驗診斷設(shè)備及病理診斷裝備。治療設(shè)備類可分為10類輔助設(shè)備類包括消毒滅菌設(shè)備、制冷設(shè)備、中心吸引及供氧系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備、制藥機械設(shè)備、血庫設(shè)備、醫(yī)用數(shù)據(jù)處理設(shè)備、醫(yī)用錄像攝影設(shè)備等醫(yī)療設(shè)備的分類1）放射影像診斷設(shè)備包括各類X線機、CT、MRI。2）超聲診斷設(shè)備 包括即A型、B型、M型及超聲多普勒檢測儀。3）功能檢查設(shè)備包括生物電放大記錄儀器如心電

2、圖機、腦電圖機、肌電圖機等；及非生物量檢測放大記錄儀器，如血壓、血流、體溫、脈搏、心音、呼吸、脈象等檢測儀器、多導(dǎo)生理記錄儀、動態(tài)心電圖機等。此外，呼吸功能測定儀、新陳代謝測定儀，測聽儀等也都歸入此類。4）內(nèi)窺鏡檢查設(shè)備主要包括光學(xué)纖維鼻咽鏡、上頜竇鏡、食道鏡、支氣管鏡、縱膈鏡、胃鏡、十二指腸鏡、膽道鏡、宮腔鏡、膀胱鏡、結(jié)腸鏡、關(guān)節(jié)鏡和腦室鏡等。診斷設(shè)備類5）核醫(yī)學(xué)設(shè)備大約可分為臟器功能、臟器顯象、體液流向測定和體液定量以及體外測定體內(nèi)微量物資等幾個方面，主要有臟器功能測定儀器，如甲狀腺功能測定儀、腎圖儀、肺功能測定儀等。核素閃爍掃描機（簡稱掃描機），以及伽瑪照像機和單光子發(fā)射斷層掃描儀（SP

3、ECT）。6）實驗室診斷設(shè)備可細分為以下三種：（1）基本設(shè)備：如天平、顯微鏡、離心機、各種恒溫箱、電導(dǎo)儀（2）光電分析設(shè)備：包括光電比色劑、分光光度計、紫外分光光度計、雙光束分光光度計、熒光分析儀、火焰光度計、原子吸收分光光度計和層析法分析設(shè)備。（3）自動化設(shè)備；可分為立式自動分析儀、離心式自動分析儀、連續(xù)流動式自動分析儀、免疫化學(xué)分析儀、血氣分析儀、血細胞電子計數(shù)儀等六類，其特點是微量、快速、準確。診斷設(shè)備類7）五官科檢查設(shè)備屬于眼、耳、鼻、喉科專用的診斷設(shè)備，如角膜顯微鏡及裂隙燈、眼壓計、眼底照像機、前庭功能測定儀等。8）病理診斷設(shè)備病理診斷多用形成觀察，所以經(jīng)常使用的仍是實驗室診斷設(shè)備，

4、但還有其專用設(shè)備，如切片機、染色機、細胞離心機、自動脫水機、自動磨刀機等。診斷設(shè)備類病房護理設(shè)備包括病床、推車、吸引器、氧氣瓶、洗胃機、無針注射器等。手術(shù)設(shè)備包括手術(shù)床、照明設(shè)備，手術(shù)器械和各種臺、架、凳、柜，還包括顯微外科設(shè)備。放射治療設(shè)備包括接觸治療機、淺層治療機、深度治療機、加速器、60鈷治療機、鐳或137銫腔內(nèi)治療及后裝裝置治療等。核醫(yī)學(xué)治療設(shè)備治療方法有內(nèi)照射治療、敷貼治療和膠體治療三種，都是以使用放射性同位素為主。理化設(shè)備大體上可分為光療設(shè)備、電療設(shè)備、超聲治療及硫療設(shè)備4類。治療設(shè)備類激光設(shè)備醫(yī)用激光發(fā)生器，目前常用的有紅寶石激光、氦氖激光、二氧化碳激光、氬離子激光及YAG激光等

5、。透析治療設(shè)備目前常用的人工腎有平板型人工腎和管型人工腎兩大類。體溫冷凍設(shè)備目前使用的“冷刀”可大致分為半導(dǎo)體冷刀、氣體冷刀和固體冷刀等三類。急救設(shè)備為心臟除顫起搏設(shè)備、人工呼吸機、超聲霧化器等。其它治療設(shè)備如高壓氧艙、眼科用高頻電鉻器、電磁吸鐵器、玻璃體切割器、血液成人分離器等，屬于各科專用治療設(shè)備。治療設(shè)備類X射線發(fā)現(xiàn)與發(fā)展倫琴與他的夫人世界上第一張X線照片倫琴夫人的手1895.12.22倫琴獲得的諾貝爾獎證書第一位諾貝爾物理學(xué)獎獲獎?wù)?901倫琴實驗室第一臺X線發(fā)生器1896年愛迪生制造了4臺便攜式X線裝備，展示在紐約全國電器博覽會上。數(shù)以百計的人排成長隊急切地、幸運地觀測到自己的手骨。

6、1896年制造出的世界第一塊專門為X線影像設(shè)計的感光玻璃板。1900年推出的1/100秒嚗光的X線發(fā)生器五十年代推出的點片軌道裝置X射線原理X-ray可見光可見光X射線成像 X- 射線的性質(zhì)：射線的性質(zhì)：波動性與粒子性波動性與粒子性 倫琴發(fā)現(xiàn),1895年11月8日； 德國維爾茨堡大學(xué)實驗室 不同于已知的可見光（波長為0.5微米，或5000A的電磁波屬可見光） 肉眼不可見 電磁波，具有波的干涉、衍射和極化等性質(zhì)，它的波長比紫外線短許多。如所周知，量子論認為任何電磁輻射說到底是各種不同的、分離的能量能量包包的發(fā)射。 能量能量包包 (光子光子)。光子的能量與電磁輻射的頻率成正比。X射線的性質(zhì)物理作用

7、，使某些物質(zhì)發(fā)出熒光可見光，用于熒光攝影如X-射線透視。可穿透物體。穿透力與物質(zhì)的原子序數(shù)有關(guān)。同一波長的X-射線，對原子序數(shù)低的物質(zhì)穿透力強，對原子序數(shù)高的物質(zhì)穿透力弱。可引起化學(xué)反應(yīng)，使照相膠片感光，用于X-射線攝影。可在生命組織中誘發(fā)生物效應(yīng)，用作治療。使物質(zhì)的原子電離和激發(fā)，使氣體導(dǎo)電。X射線的特性連續(xù)射線連續(xù)射線： 連續(xù)輻射又稱軔致輻射a) 高速電子進入核區(qū)，由于核區(qū)有庫侖場存在，其速度發(fā)生變化。 b) 當高速電子與原子核碰撞而驟然減速時，輻射出X-射線其光子能量呈連續(xù)變化，稱韌致輻韌致輻 射射，或稱剎車輻射。剎車輻射。 X射線的產(chǎn)生原理特征射線：特征射線：a) 高速電子與原子內(nèi)（K

8、-）層電子作用；b) 將K層電子擊出，一方面形成光電子，一方面在K層留下空穴；c) 外層電子填補K層空穴，由于外層電子具有更高的能級，它有回到內(nèi)層的傾向。當它回到內(nèi)層（例如K-層）填補空穴時，發(fā)出射線。射線的波長取決于靶物質(zhì)的原子序數(shù)，而與外加電壓無關(guān)。故稱為特征射線特征射線或標識射線標識射線 X射線的產(chǎn)生原理1）醫(yī)用X射線主要使用連續(xù)X射線 管電壓在80150kV時，特征X射線僅占1028%2）連續(xù)X射線的形狀與靶的材料無關(guān)。3）連續(xù)X射線存在一最大的能量值（最短波長），只與管電壓有關(guān)。 X射線的產(chǎn)生原理高速電子遇靶突然停止產(chǎn)生X-射線；1、電子源根據(jù)需要隨時提供足夠數(shù)量的電子2、靶能經(jīng)受高

9、速電子撞擊而產(chǎn)生X射線3、高速電子流 高電壓產(chǎn)生的強電場電子獲得高速運動所需的動能 真空度較高的空間電子高速運動中不受氣體分子阻擋 保護燈絲不致因氧化而燒毀 X射線的產(chǎn)生條件X射線管 陰極。由金屬絲組成，用低壓電源加熱，引起熱發(fā)射，提供足夠數(shù)量的電子； 真空室。能耐受足夠的陽極和陰極間的電壓，該電壓把電子加速，稱為管電壓； 陽極固定陽極：通常為鑲嵌在銅制圓柱柱端斜面上的小鎢塊（靶）供高能電子轟擊，將電子能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄-射線光子旋轉(zhuǎn)陽極：純鎢、錸鎢合金和鉬基或石墨基的錸鎢合金制作靶盤靶盤在旋轉(zhuǎn)中發(fā)出X射線并均勻散熱X射線管的組成什么是X射線40-150 KV- 陰極陰極陽極陽極+電子云電子云電子在

10、高壓下作高速運動,撞擊金屬靶面,產(chǎn)生X射線.其99%的能量轉(zhuǎn)換成熱能.靶面溫度可達1500-2000度點火點火- -燈絲通電燈絲通電開油煙機開油煙機- -加高壓加高壓X射線管的陽極分類固定陽極X線管旋轉(zhuǎn)陽極X線管旋轉(zhuǎn)陽極X射線管靶盤材料一般為純鎢、錸鎢合金和鉬基或石墨基的錸鎢合金，復(fù)合材料比重小、比熱大，增加熱容量復(fù)合材料盤形陽極，轉(zhuǎn)動中發(fā)生X線發(fā)生X線的靶面成為一個圓形環(huán)帶環(huán)帶的某點正對陰極時接受電子撞擊發(fā)生X線旋轉(zhuǎn)一周的其他時間在輻射散熱，熱量分散到整個靶盤上，避免局部過熱與固定陽極管相比，焦點小、功率大陽極旋轉(zhuǎn)陽極X射線管的陽極結(jié)構(gòu)盤形陽極圓形環(huán)帶旋轉(zhuǎn)散熱 陰極作用是發(fā)射電子，并使之適當

11、聚焦 陰極由燈絲和集射罩組成 燈絲由鎢絲制成，其熔點高，蒸發(fā)率低，易加工 燈絲繞成螺管狀，其寬度和長度決定了焦點的形狀 燈絲通電加熱后形成熱電子發(fā)射，發(fā)射電子數(shù)量決定于燈絲溫度高低 燈絲的周圍是集射罩，與燈絲同電位集射罩的形狀和燈絲在集射罩中的 位置決定了電子束被聚焦的程度。 旋轉(zhuǎn)陽極X射線管陰極 旋轉(zhuǎn)陽極X線管須在轉(zhuǎn)動中發(fā)生X線，否則熱量集中會使靶面局部熔化 旋轉(zhuǎn)陽極X線管的負荷功率與轉(zhuǎn)動速度有關(guān)三倍速時負荷功率是普通轉(zhuǎn)速時的1.7倍 旋轉(zhuǎn)速度與電源頻率f、定子磁極數(shù)p(一般為2)、光滑度S(約0.1)有關(guān)N = （120f/p）（1-S） 陽極的理論轉(zhuǎn)速為：常速旋轉(zhuǎn)陽極50Hz啟動，轉(zhuǎn)速3

12、000rpm（轉(zhuǎn)/分）高速旋轉(zhuǎn)陽極150Hz啟動，轉(zhuǎn)速9000rpm（轉(zhuǎn)/分） 由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速落后于磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速要比理論值低10%旋轉(zhuǎn)陽極X射線管旋轉(zhuǎn)速度 X線管的額定容量/功率：一定整流方式和曝光時間下X線管所能承受 的最大負荷，即在確定曝光時間下所能使用的最大曝光條件 X線管額定容量與管電壓的有效值、管電流的有效值成正比，同時與 設(shè)備高壓整流方式和曝光時間有關(guān)，單位是kWPakVEIa1000 （kW） 旋轉(zhuǎn)陽極X線管的額定容量是指100kV，0.1秒時所能承受的最大負荷 瞬間負荷：在不同kV、mA下，一次曝光所能持續(xù)的時間。瞬間負荷 與整流方式有關(guān)，額定容量就是X線管在特定曝光

13、時間下的瞬間負荷 連續(xù)負荷：限定連續(xù)使用的最大負荷。給出連續(xù)使用的最大功率，如 200W；或限定管電壓如100kV下最大可以連續(xù)使用管電流，如2.5mA旋轉(zhuǎn)陽極X射線管X線管容量/功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線管X線管容量/功率 X線發(fā)生時，絕大部分電能轉(zhuǎn)化為熱量 陽極熱容量說明X線管連續(xù)使用下陽極的熱量積累的最大允許值 X線管的熱容量以熱單位（HU）或焦耳（J）表示1 J = 1kV（有效值）1mA（有效值）1s1 HU = 1kV（峰值）1mA（平均值）1s1 HU = 0.77 J 單相全波、半波、自整流電路中陽極熱容量的計算：HU = kVmAs 三相六波：HUkVmAs1.35 三相12波/恒定

14、高壓：HUkVmAs1.41旋轉(zhuǎn)陽極X射線管陽極熱容量X射線管焦點1實際焦點是指發(fā)射電子經(jīng)聚焦后在陽極靶面上的實際撞擊面積2有效焦點是指實際焦點在空間各個方向上的投影，是用來成像 的X線面積3實際焦點在垂直于X線管窗口方向(過窗口中心)的投影稱作標稱 焦點或有效焦點的標稱值。4標稱焦點是有效焦點的一個特例，近似正方形。有效焦點在不 同投影方向上形狀和大小均不同。5旋轉(zhuǎn)陽極管陽極傾角一般在1219，實際焦點面積大于有 效焦點面積6從成像質(zhì)量講，有效焦點越小成像質(zhì)量越好7從輸出功率講，實際焦點越大輸出功率越大X射線管焦點實際焦點有效焦點標稱焦點X射線管焦點實際焦點有效焦點X射線的量與質(zhì)1通常用X射

15、線的強度表示X射線的量，即垂直于X射線傳播方向 單位面積上、單位時間內(nèi)通過的光子數(shù)量與能量乘積的總和2X射線的量即X光子的數(shù)目，可以用管電流mA與照射時間s的乘 積即mAs來反應(yīng)3一定管電壓下，管電流越大，單位時間撞擊陽極靶面的電子數(shù) 越多，激發(fā)的X線光子正比增加；照射時間長，X線量正比增大4X射線的質(zhì)又稱線質(zhì)，僅與光子能量有關(guān)，表示X射線的硬度， 即穿透物質(zhì)的能力，通常以管電壓（kV值）近似描述5管電壓對陰極電子加速，使其獲得足夠能量撞擊陽極靶面，管 電壓越高，撞擊能量越大，激發(fā)的X射線光子強度越高，穿透能 力越大X射線的衰減與成像1X射線通過物質(zhì)時會發(fā)生衰減，決定衰減程度的因素包括：X射

16、線的性質(zhì)、被穿透物質(zhì)的密度、原子序數(shù)和每克電子數(shù)2增加射線能量會減少衰減量增加透過量；增加吸收物質(zhì)密度、原 子序數(shù)和每克電子數(shù)則衰減量增加而透過量減少3X射線成像是通過測量穿透人體的X射線來實現(xiàn)成像，X射線成像 主要反映了人體組織的密度變化4X射線透過人體時，組織密度是衰減最重要的因素，組織密度的 不均勻，實現(xiàn)了射線衰減的不均勻和所獲取影像的對比度變化5鋇、碘等對比劑，利用了原子序數(shù)對X射線衰減的影響因素，吸 收了更多的射線，進而形成了影像的高對比度散射線的抑制和消除X線管發(fā)射的原發(fā)X射線進入機體后的兩種情況1、透射即X射線穿過人體，將其部分能量消耗在體內(nèi)，使其本身的能量衰減，這種衰減了的原發(fā)

17、X射線含有人體組織密度信息，是X線攝影成像時要充分利用的2、散射即X射線和人體組織發(fā)生康普頓效應(yīng)改變方向，任意方向的散射線不能產(chǎn)生與人體解剖形態(tài)有關(guān)的影響密度，僅增加灰霧度，導(dǎo)致影像的對比度下降濾線柵板是用于濾除攝影時人體產(chǎn)生的散射線的有效部件散射線的抑制和消除散射線的抑制和消除1濾線柵板內(nèi)部由許多薄鉛條向焦排列，相臨鉛條間用易透X線的物 質(zhì)填充定位并粘合在一起。填充物可以是木、紙、鋁片等。鉛條高 度即柵板厚度。最后上下兩面用薄鋁板封裝2濾線柵板的規(guī)格指標：（1）焦距（f）從斷面看，每條鉛條的延長線都會匯聚到一點該點到柵板的垂直距離即柵板的焦距（半徑）（2）柵密度（N）柵板在每公分范圍內(nèi)含有的

18、鉛條數(shù)定義其柵密度一般使用的柵板柵密度在4065線/cm（3）柵比（R）柵板鉛條高度與柵條之間間隙之比，比值越高，濾除散射線能力越強一般使用的柵板其柵比在8:114:1之間濾線柵板的正確使用攝影時，將濾線柵置于膠片與機體之間，散射線因與鉛條成角度而不能通過鉛條間隙，故絕大部分被鉛條吸收，從而大大減小膠片上所接收的散射線，從而改善了影像的對比度，提高了X線膠片的成像質(zhì)量。 X射線機及相關(guān)產(chǎn)品醫(yī)用診斷X線機X線發(fā)生裝置診斷專用裝置影像獲取裝置控制器/臺高壓發(fā)生裝置X射線管組件X線管專用支架專用診斷床臺限束器膠片暗盒熒光屏/電視系統(tǒng)數(shù)字化探測器X射線機的構(gòu)成X射線機的分類 攝影專用機 胃腸專用機 心

19、血管專用機 泌尿?qū)Ｓ脵C 床邊攝影專用機 手術(shù)X線機 乳腺專用機 口腔專用機按用途功能分類 工頻直接升壓式 高頻逆變式 電容/電池儲能式 按主電路工作方式分類X射線機攝影專用機3050kW X線發(fā)生裝置配有專用攝影床和專用X線管支架用于骨與關(guān)節(jié)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)檢查X射線機攝影專用機X射線機攝影專用機X射線機胃腸專用機5080kW X線發(fā)生裝置配有多功能診視床。多設(shè)有影像增強電視系統(tǒng)或數(shù)字處理功能用于消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)檢查靜態(tài)靜態(tài)動態(tài)動態(tài)動態(tài)成像的引入X射線透視功能X射線透視功能是提供醫(yī)生“透視”病人，以觀察患者體內(nèi)器官和組織是否正常、查找病灶的功能。透視功能除滿足檢查應(yīng)用外，很好的解決了器官運動狀

20、態(tài)成像早期透視轉(zhuǎn)換器為硫化鋅鎘類熒光屏，產(chǎn)生的熒光很弱，醫(yī)生必須在暗室條件下工作影像增強器電視系統(tǒng)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了明室、隔室操作影像增強電視系統(tǒng)Vacuum tube影像增強器工作原理：C X-射線穿透人體后到達影像增強器，已減少了強度和數(shù)量 C 影像增強器將X線轉(zhuǎn)換成可見光像，并由光電陰極轉(zhuǎn)換成電子像C 在光電子在管內(nèi)加速、聚焦電場共同作用下向輸出屏加速、聚焦C 在輸出屏形成縮小并增強了的電子像；該電子像再由輸出屏轉(zhuǎn)換 成可見光像，產(chǎn)生很小、很亮的圖像影像增強電視系統(tǒng)床下管傳統(tǒng)，經(jīng)濟，防護性好 缺陷：圖像放大，空間小有壓迫感，必須X線下定位床上管美觀、空間大、可方便定位及手術(shù)亦可承擔(dān)部分拍片機

21、的工作 床上管與床下管 床身旋轉(zhuǎn)角度 床面縱向/橫向運動范圍 點片架運動范圍 焦片距 片庫/片盒式 點片尺寸及分格方式胃腸床的幾個參數(shù)功能X射線機胃腸專用機X射線機心血管專用機80100kW X線發(fā)生裝置配有C形臂支架和專用導(dǎo)管床，以及數(shù)字處理部分。用于循環(huán)系統(tǒng)介入檢查和治療為何用造影劑為何用造影劑?q在在X線圖象中，容易看到高密度的結(jié)構(gòu)。線圖象中，容易看到高密度的結(jié)構(gòu)。 由于由于X線衰減線衰減/ 吸收明顯吸收明顯, 如骨頭如骨頭.q要看到低密度的器官就需應(yīng)用高密度的造要看到低密度的器官就需應(yīng)用高密度的造影劑的注入影劑的注入肝血管造影肝血管造影腦血管造影腦血管造影腹部腹部血管造影血管造影結(jié)腸雙重對比結(jié)腸雙重對比造影造影造影圖像 無造影劑采集= 蒙片 用造影劑采集= 充盈圖象 在監(jiān)視器上立即顯示減影圖象蒙片減影圖象=充盈圖象-DSA數(shù)字減影血管造影檢查腎血管造影介入治療介入治療器官