醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第二章X線基本裝置(一)

2024/11/251復(fù)習(xí)1.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備可分為醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備和醫(yī)學(xué)影像治療設(shè)備。2.X線機(jī)由X線發(fā)生裝置和外圍裝置兩大部分組成。（1）X線發(fā)生裝置：產(chǎn)生X線，控制其“質(zhì)”與“量”。

①X線管裝置；②高壓發(fā)生裝置；③控制裝置。（2）外圍裝置。3.X線機(jī)可按照高壓電源頻率、結(jié)構(gòu)形式、最大輸出功率、應(yīng)用范圍等分為多種類型。肇慶醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第二章X線基本裝置第一節(jié)X線管裝置2024/11/253學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握固定陽(yáng)極和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管的結(jié)構(gòu)

及各部分作用；2.掌握X線管焦點(diǎn)的概念；3.熟悉X線管的規(guī)格與特性；4.了解特殊X線管的特點(diǎn)和用途。2024/11/254主要內(nèi)容一、固定陽(yáng)極X線管；二、X線管的焦點(diǎn)；三、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管；四、X線管的規(guī)格與特性；五、X線管管套；六、特殊X線管。2024/11/255X線管裝置X線管是產(chǎn)生X線的核心部件，基本作用是將電能轉(zhuǎn)換成X線能。X線管逐步向大功率、小焦點(diǎn)和專用化方向發(fā)展。X線管產(chǎn)生X線的條件是:①陰極燈絲加熱且能發(fā)射電子；②X線管兩極加上高壓。2024/11/256一固定陽(yáng)極X線管固定陽(yáng)極X線管是最簡(jiǎn)單的一種X線管,主要由陽(yáng)極、陰極和玻璃殼三部分組成。1.陽(yáng)極作用:①接受高速電子撞擊而產(chǎn)生X線；②將陽(yáng)極熱量輻射或傳導(dǎo)出管外；③吸收二次電子和散亂射線。結(jié)構(gòu)組成:陽(yáng)極頭、陽(yáng)極柄、陽(yáng)極罩。2024/11/257一固定陽(yáng)極X線管陽(yáng)極頭:由鎢靶面和銅體組成，靶面承受陰極電子的撞擊產(chǎn)生X線。陽(yáng)極柄:陽(yáng)極引出管外的部分，由紫銅制成，可將陽(yáng)極頭的熱量傳導(dǎo)到高壓絕緣油中。陽(yáng)極罩:用含有一定比例鎢的無(wú)氧銅制成，可吸收二次電子與部分散射線。2024/11/258一固定陽(yáng)極X線管2.陰極作用:發(fā)射電子并使電子束聚焦，使撞擊在靶面上的電子束具有一定的形狀和大小。結(jié)構(gòu)組成:燈絲、聚焦槽、陰極套、玻璃芯柱等。2024/11/259一固定陽(yáng)極X線管燈絲:發(fā)射電子，螺旋管狀鎢絲，分為單焦點(diǎn)和雙焦點(diǎn)(大、小焦點(diǎn))。燈絲電壓越高，燈絲溫度越高，發(fā)射電子數(shù)量就越大。為延長(zhǎng)燈絲壽命，采用預(yù)熱增溫式。聚焦槽:又名陰極頭、聚焦罩、集射罩，對(duì)陰極燈絲發(fā)射的電子進(jìn)行聚焦。2024/11/2510一固定陽(yáng)極X線管3.玻璃殼簡(jiǎn)稱管殼,固定和支撐陽(yáng)、陰兩極,保持高真空。由熔點(diǎn)高、絕緣強(qiáng)度大、膨脹系數(shù)小的鉬組硬質(zhì)玻璃制成。固定陽(yáng)極X線管的主要特點(diǎn):焦點(diǎn)尺寸大、瞬時(shí)負(fù)載功率小。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低，在小型X線機(jī)、治療X線機(jī)等設(shè)備中仍被采用。2024/11/2511二X線管的焦點(diǎn)1.實(shí)際焦點(diǎn)實(shí)際轟擊面積,形狀由燈絲決定,通常為長(zhǎng)方形；大小取決于聚焦槽。大小越大,瞬時(shí)負(fù)載功率越大。2.有效焦點(diǎn)投影面積，標(biāo)稱有效焦點(diǎn):實(shí)際焦點(diǎn)在垂直于X線管長(zhǎng)軸方向上中心處的投影面積。2024/11/2512二X線管的焦點(diǎn)3.焦點(diǎn)的方位性投影方位愈靠近陽(yáng)極,有效焦點(diǎn)尺寸愈??；愈靠近陰極,有效焦點(diǎn)尺寸愈大。4.焦點(diǎn)增漲管電流增大時(shí),由于電子數(shù)量增多,電子之間斥力增大,使焦點(diǎn)尺寸出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。有效焦點(diǎn)的大小與實(shí)際焦點(diǎn)、投照方位、管電流和管電壓的大小有關(guān)。有效焦點(diǎn)越小成像質(zhì)量越高。2024/11/2513三旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管焦點(diǎn)與功率:實(shí)際焦點(diǎn)越大，瞬時(shí)負(fù)載功率越大焦點(diǎn)與成像質(zhì)量:有效焦點(diǎn)越小，成像越清楚結(jié)構(gòu):陽(yáng)極、陰極和玻璃管殼陽(yáng)極主要由靶面、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、軸承套座、玻璃圈等組成。陽(yáng)極為高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán),撞擊產(chǎn)生的熱量分布均勻,實(shí)際焦點(diǎn)減小,具有瞬時(shí)功率大、焦點(diǎn)小的優(yōu)點(diǎn)。2024/11/2514三旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管1.靶盤(pán)與靶面靶盤(pán)為單凸?fàn)顖A盤(pán),錸鎢合金靶面,鉬或石墨靶基。主要靠熱輻射式散熱。2.轉(zhuǎn)子由無(wú)氧銅制成。陽(yáng)極轉(zhuǎn)速低速時(shí)2700r/min(50Hz),高速時(shí)8500r/min(150Hz),要求啟動(dòng)速度快,曝光結(jié)束后,為防磨損和共振,需制動(dòng)裝置快速停轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管用于透視時(shí),由于所需功率小,陽(yáng)極可以不轉(zhuǎn)動(dòng)；而用于攝影時(shí),陽(yáng)極必須轉(zhuǎn)動(dòng),且達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后才允許曝光,否則靶面由于過(guò)熱極易損壞。2024/11/2515四X線管的規(guī)格與特性1.構(gòu)造參數(shù)由X線管的結(jié)構(gòu)所決定的非電性能方面的參數(shù),如陽(yáng)極傾角、燈絲尺寸、焦點(diǎn)大小、外形尺寸、重量等。2.電參數(shù)（1）最高管電壓:允許加在X線管兩極的最高電壓的峰值，單位千伏(kVp)。（2）最大管電流:在管電壓和曝光時(shí)間一定的情況下，X線管內(nèi)允許通過(guò)的最大電流平均值，單位毫安(mA)。（3）最長(zhǎng)曝光時(shí)間:在管電壓和管電流一定的情況下，X線管一次曝光所允許的最長(zhǎng)時(shí)間，單位秒(s)。2024/11/2516四X線管的規(guī)格與特性（4）X線管的容量:又稱負(fù)荷量，X線管在安全使用條件下，單次或連續(xù)曝光而無(wú)任何損壞時(shí)所能承受的最大負(fù)荷量。①容量的計(jì)算:P=UI/1000（kW）不確定量整流方式、曝光時(shí)間代表容量/標(biāo)稱功率/額定容量:一定整流方式和一定曝光時(shí)間下，X線管的最大負(fù)荷量。2024/11/2517四X線管的規(guī)格與特性固定陽(yáng)極:單相全波整流，1s曝光時(shí)間旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極:三相全波整流，0.1s曝光時(shí)間XD51-20·40/125XD:國(guó)產(chǎn)診斷用X線管51:旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(≥50)，固定陽(yáng)極(<50)

20:小焦點(diǎn)代表容量20kW40:大焦點(diǎn)代表容量40kW

125:最高工作管電壓125kV2024/11/2518四X線管的規(guī)格與特性②瞬時(shí)負(fù)荷的容量表示:曝光時(shí)間為數(shù)毫秒到數(shù)秒的單次攝影或透視稱為瞬時(shí)負(fù)荷。常用瞬時(shí)負(fù)荷特性曲線表示。90kV150mA??s③連續(xù)負(fù)荷的容量表示:曝光時(shí)間為10秒以上的透視或間隔時(shí)間很短的連續(xù)攝影稱為連續(xù)負(fù)荷。分為限定連續(xù)使用時(shí)的最大功率和限定管電壓、管電流兩種標(biāo)注方法。2024/11/2519四X線管的規(guī)格與特性（5）生熱和冷卻特性曲線:表示混合負(fù)荷或連續(xù)負(fù)荷時(shí)的溫升和散熱關(guān)系。①X線管的熱容量:X線管處于最大冷卻速率時(shí)，允許承受的最大熱量稱為熱容量(HU)，單位焦耳(J)。②生熱與冷卻特性曲線:生熱:X線管在負(fù)荷時(shí)，熱量增加的速率與曝光時(shí)間的關(guān)系。冷卻:曝光結(jié)束后，陽(yáng)極熱量散發(fā)與冷卻時(shí)間的關(guān)系。2024/11/2520四X線管的規(guī)格與特性3.X線管的特性（1）陽(yáng)極特性曲線:X線管燈絲加熱電流在一定值下，管電壓與管電流的關(guān)系曲線?？臻g電荷:燈絲后端發(fā)射出來(lái)的電子，由于電子之間相互排斥和燈絲的屏蔽作用，在管電壓較低時(shí)會(huì)滯留在燈絲后方的空間，形成空間電荷。2024/11/2521四X線管的規(guī)格與特性管電流管電壓燈絲加熱電流OA1:非飽和管電流受管電壓影響A1B1:飽和管電流受燈絲加熱電流影響空間電荷補(bǔ)償:管電壓↑,↓燈絲加熱電流管電壓↓,↑燈絲加熱電流2024/11/2522四X線管的規(guī)格與特性（2）燈絲發(fā)射特性曲線:在一定管電壓下，管電流與燈絲加熱電流的關(guān)系。2024/11/2523五X線管管套1.固定陽(yáng)極X線管管套X線管管套是封裝X線管的特殊容器,具有防電擊、防散射、油浸式等特點(diǎn)。2024/11/2524五X線管管套2.旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管管套2024/11/2525五X線管管套3.組合機(jī)頭2024/11/2526六特殊X線管1.金屬陶瓷X線管玻璃管殼改為由金屬和陶瓷組合而成。金屬部分是管殼主體,僅在高壓接入部分用陶瓷與管殼絕緣。2.三級(jí)X線管陽(yáng)極與陰極之間加一個(gè)控制柵極,可以阻止陰極燈絲發(fā)射的電子,即可控制X線的產(chǎn)生,用于快速連續(xù)X線攝影。