影像设备ch.pptx

医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34医学成像技术医学成像技术王志强王志强（副教授）教材：医学影像设备学教材：医学影像设备学(徐跃徐跃 第第3版版)川北医学院川北医学院医学影像学院医学影像学院 影像设备教研室Medical imaging Technology医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34第二章第二章第二章第二章 X X X X线发生装置线发生装置线发生装置线发生装置教学内容：教学内容：第一节第一节 X X线管线管（产生产生X X线的器件线的器件）第二节第二节 高压发生器高压发生器（产生并为为产生并为为X X线管提供高压线管提供高压）第三节第三节 控制台控制台（控制控制X X线的量与质线的量与质）教学目的教学目的 1 1、掌握、掌握X X线发生装置的基本组成、工作原理；线发生装置的基本组成、工作原理；2 2、熟悉各类球管的结构及性能特点；、熟悉各类球管的结构及性能特点；3 3、熟悉高压发生器的结构及工作原理；、熟悉高压发生器的结构及工作原理；4 4、熟悉控制台的作用及工作原理。、熟悉控制台的作用及工作原理。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X射线射线阳极阳极阴极阴极灯丝灯丝变压器变压器高压高压变压器变压器高速电子流高速电子流X线管线管X X线机成像原理示意图线机成像原理示意图第二章第二章 X线发生装置线发生装置 X线成像设备线成像设备包括：普通包括：普通X线成像设备、数字线成像设备、数字X线成像设线成像设备及备及X线线CT成像设备三大类。成像设备三大类。医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X线机的基本结构线机的基本结构第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X线发生装置组成线发生装置组成控制台控制台高压发生器高压发生器X线管线管第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X线基本知识复习线基本知识复习一、一、X X线的本质与特征线的本质与特征X X线的本质线的本质：电磁波，频率介于紫外线与：电磁波，频率介于紫外线与 射线之间，射线之间，具有波粒二相性。具有波粒二相性。X X线的特征线的特征：1 1、X X线的物理效应线的物理效应：穿透、荧光、电离、热作用，干涉，衍：穿透、荧光、电离、热作用，干涉，衍射，反射、折射。射，反射、折射。2 2、X X线的化学效应线的化学效应：感光、着色：感光、着色3 3、X X线的生物效应线的生物效应：对细胞抑制、损伤、坏死：对细胞抑制、损伤、坏死第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34二、二、X X线的线的“质质”与与“量量”、X X线强度线强度 1、用、用X线的线的质质描述描述X线的穿透能力；线的穿透能力；与入射与入射X线的线的能量能量有关；与有关；与X线的线的频率频率有关，有关，与与X线光线光子数无关子数无关；与通过的介质的结构、密度有关，与通过的距；与通过的介质的结构、密度有关，与通过的距离有关。离有关。在临床中常用加在在临床中常用加在X线管两端的管电压描述线管两端的管电压描述X线的穿透线的穿透能力，单位为能力，单位为KV。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:342、用用X线的线的量量描述描述X线的强度线的强度 即单位时间内通过横截面的光子数。即单位时间内通过横截面的光子数。在临床中常用在临床中常用管电流与曝光时间乘积管电流与曝光时间乘积描述描述X线的线的量量，单，单位为位为mAS。决定胶片或荧光屏上亮度等级。决定胶片或荧光屏上亮度等级。在治疗中用在治疗中用X线对空气的电离量表示线对空气的电离量表示，单位库，单位库/千克，即千克，即在温度为在温度为0度，气压度，气压760mmHg时使时使1ml空气（空气（0.01293g)产生产生1静电单位时为静电单位时为1伦琴的伦琴的X线剂量。线剂量。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:343、X线强度线强度 在在垂直垂直X线传播方向上线传播方向上单位时间内单位时间内所通过所通过单位面积单位面积上的上的所有光子数与每个光子能量的乘积。单位为：焦耳所有光子数与每个光子能量的乘积。单位为：焦耳/平方米平方米.秒。秒。管电压高，管电流大，照射时间长，其管电压高，管电流大，照射时间长，其X线强度越线强度越大。大。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34掌握掌握X X线管结构；线管结构；掌握掌握X X线管作用；线管作用；掌握掌握X X线产生过程（原理）；线产生过程（原理）；掌握掌握X X线管分类线管分类掌握掌握X X线管的特性：散热、聚焦、加速、成像参数电线管的特性：散热、聚焦、加速、成像参数电参数、几何参数等参数、几何参数等第一节第一节 X线管线管教学目的：教学目的：第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X线管分类线管分类按结构分：按结构分：1 1、固定阳极、固定阳极X X线管线管2 2、旋转阳极、旋转阳极X X线管线管3 3、特殊、特殊X X线管线管(栅控栅控X X线管、线管、X X软线管、金属软线管、金属X X线管）线管）按阳极靶材料分：按阳极靶材料分：1 1、钨靶、钨靶X X线管线管2 2、鉬靶、鉬靶X X线管线管3 3、合金、合金X X线管线管第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34一、固定阳极一、固定阳极X X线管线管主要由主要由阴极阴极、阳极阳极、玻璃壳玻璃壳三部分组成。三部分组成。第一节第一节 X X线管线管 作用作用：产生：产生X X线线 结构结构：阳极：阳极 （阳极头、阳极帽、阳极柄、玻璃圈）；阴极（阳极头、阳极帽、阳极柄、玻璃圈）；阴极（灯丝、阴极头、阴极套、玻璃芯）；高真空玻璃容器（管壳）（灯丝、阴极头、阴极套、玻璃芯）；高真空玻璃容器（管壳）（一）结构（一）结构第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X X线产生原理线产生原理：高速电子打靶，轫致辐射和特征辐射：高速电子打靶，轫致辐射和特征辐射X X线谱线线谱线：连续谱线叠加特征谱线：连续谱线叠加特征谱线特点特点：高真空，防散射，热阴极，绝缘。：高真空，防散射，热阴极，绝缘。优点优点：散热性能良好，连续瞬时负载。结构简单，价格：散热性能良好，连续瞬时负载。结构简单，价格低。用在小容量低。用在小容量X X线机。线机。缺点缺点：焦点尺寸大、瞬时功率小。：焦点尺寸大、瞬时功率小。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:341 1、阳极、阳极（1 1）阳极作用）阳极作用 接受高速电子轰击产生接受高速电子轰击产生X X线；同时将曝光时产生的热量线；同时将曝光时产生的热量传递到管外；吸收二次电子和散乱射线传递到管外；吸收二次电子和散乱射线（2 2）阳极结构）阳极结构 阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄四部分构成阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄四部分构成第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:341）阳极头）阳极头：由靶面和阳极体构成：由靶面和阳极体构成靶面作用靶面作用：承受高速运动的电子束轰击产生：承受高速运动的电子束轰击产生X线，称为曝光。线，称为曝光。靶面根据材料不同，有钼靶、钨靶、合金靶等。靶面根据材料不同，有钼靶、钨靶、合金靶等。阳极体阳极体：无氧铜制成，散热作用。：无氧铜制成，散热作用。无氧铜阳极体及钨靶构成的无氧铜阳极体及钨靶构成的阳极头特点阳极头特点：X线产生效率高、散线产生效率高、散热性能佳。热性能佳。99%99%转化转化转化转化为热为热为热为热!第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:341）阳极头）阳极头：由靶面和阳极体构成：由靶面和阳极体构成固定阳极固定阳极X线管功率特点线管功率特点：高速电子始终轰击静止靶面同一位：高速电子始终轰击静止靶面同一位置，且靶面最大承受置，且靶面最大承受功率是一定（功率是一定（200W/mm2）,故功率有限。故功率有限。二次电子二次电子：电子束轰击靶面时，从靶面反射和释放出来的少量：电子束轰击靶面时，从靶面反射和释放出来的少量电子。电子。二次电子危害二次电子危害：降低玻璃管内真空度或击穿玻璃壳；产：降低玻璃管内真空度或击穿玻璃壳；产生非焦点散乱生非焦点散乱X射线，降低影像清晰度。射线，降低影像清晰度。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:342）阳极帽）阳极帽：作用是保护：作用是保护X线球管（吸收二次电子）和提高影线球管（吸收二次电子）和提高影像清晰度（吸收散乱像清晰度（吸收散乱X线）。线）。高速电子束入射窗口高速电子束入射窗口X线辐射通道，加玻窗可以吸收线辐射通道，加玻窗可以吸收软软X射线，降低皮肤剂量射线，降低皮肤剂量第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:343）可阀圈）可阀圈：阳极与玻璃壳的过度连接部分。：阳极与玻璃壳的过度连接部分。4）阳极柄）阳极柄：固定：固定X线管并将曝光热量传导到变压油中。线管并将曝光热量传导到变压油中。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:342 2、阴极、阴极（1 1）阴极作用）阴极作用 发射电子，并对电子束进行聚集。发射电子，并对电子束进行聚集。（2 2）阴极结构）阴极结构 灯丝、聚焦罩、阴极套和玻璃芯柱等四部分构成。灯丝、聚焦罩、阴极套和玻璃芯柱等四部分构成。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:341）灯丝）灯丝：由钨丝制成，作用是发射热电子。：由钨丝制成，作用是发射热电子。灯丝发射热电子原理灯丝发射热电子原理：灯丝加热电压越高辐射电子越多。改变：灯丝加热电压越高辐射电子越多。改变灯丝加热电压可改变灯丝加热电流，进而改变管电流。灯丝加热电压可改变灯丝加热电流，进而改变管电流。灯丝电子辐射特性曲线灯丝电子辐射特性曲线：指数关系。：指数关系。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34大小双焦点等构成的大小双焦点等构成的双焦点阴极双焦点阴极：2）聚焦罩）聚焦罩：又名聚焦槽或集射罩或阴极头，作用聚焦。：又名聚焦槽或集射罩或阴极头，作用聚焦。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:343）玻璃壳）玻璃壳：将阴极和阳极高真空密封在一起。：将阴极和阳极高真空密封在一起。4）玻璃芯柱）玻璃芯柱：固定阴极在玻璃壳上。：固定阴极在玻璃壳上。固定阳极固定阳极X线管线管优点优点：结构简单、价格低廉。：结构简单、价格低廉。固定阳极固定阳极X线管线管缺点缺点：焦点尺寸大、瞬时负载功率小：焦点尺寸大、瞬时负载功率小（仅（仅200W/mm2）。）。常用于小型常用于小型X线影像设备中。线影像设备中。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34分分实际焦点实际焦点、有效焦点有效焦点两种。两种。（二）焦点（二）焦点2 2、有效焦点有效焦点 实际焦点在垂直于实际焦点在垂直于X X射线管轴线方向上投影的面积。射线管轴线方向上投影的面积。宽度不变为宽度不变为a a，长度为，长度为bsinbsin。1 1、实际焦点实际焦点 阳极靶表面被电子轰击的一块面积，阳极靶表面被电子轰击的一块面积，X X射线就是从这块射线就是从这块面积上发射出来的。焦点的尺寸和形状是面积上发射出来的。焦点的尺寸和形状是X X射线管的重要特射线管的重要特性之一。焦点的形状取决于灯丝的形状，螺旋形灯丝产生性之一。焦点的形状取决于灯丝的形状，螺旋形灯丝产生长方形焦点。长方形焦点。固定阳极固定阳极X X线管的焦点线管的焦点有有效焦点宽度不变；效焦点宽度不变；长度长度=实际焦点长度实际焦点长度bbsinsin第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:343 3、有效焦点与成像质量有效焦点与成像质量 有效焦点尺寸越大，散热性能越好，但几何模糊就越大，有效焦点尺寸越大，散热性能越好，但几何模糊就越大，影像清晰度越差。影像清晰度越差。有效焦点尺寸越小，散热性能越差，但图像清晰度好。有效焦点尺寸越小，散热性能越差，但图像清晰度好。小焦点可使影像清晰。但是焦点越小，在焦点上集聚的能小焦点可使影像清晰。但是焦点越小，在焦点上集聚的能量越高，产生的热量也就越高。最终将导致焦点靶面熔化。量越高，产生的热量也就越高。最终将导致焦点靶面熔化。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34*双焦点技术双焦点技术 在透视时使用小焦点，在摄影时使用大焦点。在透视时使用小焦点，在摄影时使用大焦点。解决办法：解决办法：双焦点技术、旋转阳极技术、飞焦点技术双焦点技术、旋转阳极技术、飞焦点技术和油循环或水冷却技术和油循环或水冷却技术第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34*旋转阳极技术旋转阳极技术旋转阳极技术旋转阳极技术 通过阳极旋转来扩大焦点轰击面积，提高球管的通过阳极旋转来扩大焦点轰击面积，提高球管的散热率，从而提高球管的功率。散热率，从而提高球管的功率。旋转阳极球管旋转阳极球管旋转阳极球管的靶面旋转阳极球管的靶面第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34*飞焦点技术飞焦点技术 单位时间内提高单位时间内提高CTCT的信息采集效率，特点是阴极的信息采集效率，特点是阴极发射的电子束在高速飞向阳极过程中，被偏转线圈产发射的电子束在高速飞向阳极过程中，被偏转线圈产生的偏转磁场改变了其垂直入射点。可以在不增加辐生的偏转磁场改变了其垂直入射点。可以在不增加辐射功率的情况下获得更多的信息量。射功率的情况下获得更多的信息量。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34*油循环或水冷却技术油循环或水冷却技术油循环或水冷却技术油循环或水冷却技术真空真空 油油在在CTCT中使用油循中使用油循环环X X线管线管在心血管造影在心血管造影X X线机中使用油和线机中使用油和水循环水循环X X线球管线球管第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:344 4、焦点的方位性焦点的方位性 X X线中心线应对准影像中心，即实际焦点中心、线中心线应对准影像中心，即实际焦点中心、X X线输出线输出窗中心与投影中心应三点一线。窗中心与投影中心应三点一线。5 5、焦点增涨焦点增涨 缺点：焦点增涨引起影响清晰度下降。缺点：焦点增涨引起影响清晰度下降。管电流管电流电子数目电子数目库伦斥力库伦斥力焦点增涨焦点增涨影像清晰度影像清晰度第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34二、旋转阳极二、旋转阳极X X线管线管 结构与固定阳极结构与固定阳极X X线管基本一样。只是，阳极靶由电机线管基本一样。只是，阳极靶由电机带动，转速（带动，转速（3000r/min3000r/min，7000r/min7000r/min，9000r/min9000r/min等等)。优点优点：瞬时负载功率大、焦点小。：瞬时负载功率大、焦点小。较好地解决了提高功率与较好地解决了提高功率与缩小焦点之间的矛盾缩小焦点之间的矛盾。第二章第二章 X线发生装置线发生装置20-150kW焦点：11(单位：mm)微焦点：0.030.03医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34旋转阳极的结构旋转阳极的结构：靶面、转子、转轴、轴承四部分组成。：靶面、转子、转轴、轴承四部分组成。图图2-9 旋转阳极旋转阳极X线管的焦点线管的焦点旋转阳极技术旋转阳极技术：通过阳极旋转来扩大电子流轰击靶面的面积，：通过阳极旋转来扩大电子流轰击靶面的面积，提高球管的散热率，从而提高球管的功率。提高球管的散热率，从而提高球管的功率。第二章第二章 X线发生装置线发生装置图图2-10 旋转阳极结构旋转阳极结构医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 靶盘与靶盘与靶面靶面第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 转子转子：无氧铜制成，通过钼杆与靶盘和靶面连为一体。：无氧铜制成，通过钼杆与靶盘和靶面连为一体。轴承与轴承的润滑轴承与轴承的润滑：轴承多数采用耐热合金钢制成，润滑：轴承多数采用耐热合金钢制成，润滑剂采用固体润滑材料（二硫化钼、银、铅等）。目前，最先进剂采用固体润滑材料（二硫化钼、银、铅等）。目前，最先进的采用的采用液态金属轴承液态金属轴承。旋转阳极旋转阳极X X线管的线管的转速转速没达到规定值不允许曝光没达到规定值不允许曝光！大功率大功率X X线管线管：阳极靶面的直径作到：阳极靶面的直径作到120mm120mm，增大靶面实际，增大靶面实际面积、缩短曝光时间，承受瞬时高负荷，面积、缩短曝光时间，承受瞬时高负荷，X X线电视摄影、连续高线电视摄影、连续高负荷摄影。这类负荷摄影。这类X X线管带热交换装置。线管带热交换装置。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:343 3、特殊、特殊X X线管线管l l金属陶瓷大功率金属陶瓷大功率金属陶瓷大功率金属陶瓷大功率X X X X线管：线管：线管：线管：在在X X线管的中间用钢制管壳，在阳线管的中间用钢制管壳，在阳极端用玻璃壳。管的金属部分接地。极端用玻璃壳。管的金属部分接地。金属陶瓷大功率金属陶瓷大功率X X线管、三级线管、三级X X线管、软线管、软X X线管、线管、CTCT用用X X线管线管l陶瓷绝缘陶瓷绝缘X X线管线管：把阳极的两端的轴承用陶瓷绝缘。：把阳极的两端的轴承用陶瓷绝缘。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34l l三极三极三极三极X X X X线管（栅控线管）线管（栅控线管）线管（栅控线管）线管（栅控线管）阴、阳极之间加了一个控制栅极，电子控制阴极发射、阴、阳极之间加了一个控制栅极，电子控制阴极发射、阴、阳极之间加了一个控制栅极，电子控制阴极发射、阴、阳极之间加了一个控制栅极，电子控制阴极发射、截止电子，实现快速、连续截止电子，实现快速、连续截止电子，实现快速、连续截止电子，实现快速、连续X X X X线摄影。线摄影。线摄影。线摄影。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34结构特点结构特点：三极：三极X线管（栅控线管（栅控X线管）在阴阳两级之间加上一线管）在阴阳两级之间加上一个控制极。个控制极。工作原理工作原理：在栅极加一个对阴极而言是负电位（：在栅极加一个对阴极而言是负电位（25kv)或负或负脉冲，管电流截止，不发生脉冲，管电流截止，不发生X线，当负电位或负脉冲消失，线，当负电位或负脉冲消失，管电流导通，发生管电流导通，发生X线。线。临床运用临床运用：X线电视系统线电视系统，DSA中，中，200帧帧/秒。摄影时间缩秒。摄影时间缩短到短到10 s。实际临界值。实际临界值1ms，灯丝发射特性差，不能产生较，灯丝发射特性差，不能产生较大管电流，常用于容量较小的线机中。大管电流，常用于容量较小的线机中。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 无栅三极无栅三极无栅三极无栅三极X X X X线管线管线管线管：阴极头加负偏压，可得到微焦点。：阴极头加负偏压，可得到微焦点。：阴极头加负偏压，可得到微焦点。：阴极头加负偏压，可得到微焦点。阴极头既起聚焦作用，又起栅极作用。阴极头既起聚焦作用，又起栅极作用。阴极头既起聚焦作用，又起栅极作用。阴极头既起聚焦作用，又起栅极作用。因此，三极因此，三极X X线管的特性，线管的特性，不仅不仅取决于取决于灯丝加热电流灯丝加热电流和和管电压管电压，还还取决于取决于栅极电位的变化栅极电位的变化。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34l l软软软软X X X X线管（钼靶线管）线管（钼靶线管）线管（钼靶线管）线管（钼靶线管）要求要求要求要求:固有过滤小；低管电压时能产生较大管电流；焦点小。固有过滤小；低管电压时能产生较大管电流；焦点小。固有过滤小；低管电压时能产生较大管电流；焦点小。固有过滤小；低管电压时能产生较大管电流；焦点小。结构特点结构特点结构特点结构特点：铍窗：铍窗：铍窗：铍窗(原子序数为原子序数为原子序数为原子序数为4 4 4 4，固有滤过很小，固有滤过很小，固有滤过很小，固有滤过很小)；钼靶（能产；钼靶（能产；钼靶（能产；钼靶（能产生特征生特征生特征生特征X X X X线）；极间距离短。线）；极间距离短。线）；极间距离短。线）；极间距离短。0.063nm 0.07nm临床实验证明临床实验证明临床实验证明临床实验证明:软组织摄影时最适宜软组织摄影时最适宜软组织摄影时最适宜软组织摄影时最适宜的的的的X X X X线波长是线波长是线波长是线波长是0.06-0.09nm0.06-0.09nm0.06-0.09nm0.06-0.09nm。加上。加上。加上。加上0.03mm0.03mm0.03mm0.03mm的钼片，对小于的钼片，对小于的钼片，对小于的钼片，对小于0.063nm0.063nm0.063nm0.063nm的稍的稍的稍的稍硬硬硬硬X X X X线具有选择性吸收作用，对于大线具有选择性吸收作用，对于大线具有选择性吸收作用，对于大线具有选择性吸收作用，对于大于于于于0.07nm0.07nm0.07nm0.07nm的较软的较软的较软的较软X X X X线被钼片本身吸收，线被钼片本身吸收，线被钼片本身吸收，线被钼片本身吸收，余下的余下的余下的余下的X X X X线正好适合作线正好适合作线正好适合作线正好适合作乳腺组织摄影乳腺组织摄影乳腺组织摄影乳腺组织摄影用。用。用。用。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 灯丝灯丝管套管套阳极靶面阳极靶面阳极阳极液态金属轴承液态金属轴承l l液态金属轴承球管液态金属轴承球管液态金属轴承球管液态金属轴承球管第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34液态金属轴承液态金属轴承球球管管一颗永动的心一颗永动的心由液态金属填充的轴承间隙由液态金属填充的轴承间隙 第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34l lCTCTCTCT用用用用X X X X线管线管线管线管 在大功率情况下，较长时间的连续辐射在大功率情况下，较长时间的连续辐射在大功率情况下，较长时间的连续辐射在大功率情况下，较长时间的连续辐射X X X X线，阳极在短线，阳极在短线，阳极在短线，阳极在短时间内将积聚巨大的热量。时间内将积聚巨大的热量。时间内将积聚巨大的热量。时间内将积聚巨大的热量。要求要求要求要求X X X X线管能承受连续脉冲曝光的负荷量，对于中、大型线管能承受连续脉冲曝光的负荷量，对于中、大型线管能承受连续脉冲曝光的负荷量，对于中、大型线管能承受连续脉冲曝光的负荷量，对于中、大型DSADSADSADSA设备，设备，一般设备，设备，一般设备，设备，一般设备，设备，一般X X X X线管热容量应在线管热容量应在线管热容量应在线管热容量应在HUHUHUHU以上以上以上以上，管，管，管，管电压范围电压范围电压范围电压范围40404040150kV150kV150kV150kV，管电流通常为，管电流通常为，管电流通常为，管电流通常为8008008008001250mA1250mA1250mA1250mA。高散热率高散热率不能有等待时间，不能有等待时间，不能过热停机！不能过热停机！X线管线管第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 靶面材料靶面材料多采用多采用复合靶结构复合靶结构，配有，配有较大体积的石墨基较大体积的石墨基以以增大热容量增大热容量，外壳多为外壳多为金属陶瓷材料金属陶瓷材料。采用采用油或水循环冷却系统油或水循环冷却系统，使产生的热量尽快扩散。，使产生的热量尽快扩散。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34MRM MRM 球管球管 “透心凉透心凉”冷却：冷却油直接进入阳极靶面冷却：冷却油直接进入阳极靶面高散热率高散热率第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34四、四、X X射线管的特性与电参数射线管的特性与电参数（一）阳极特性曲线（一）阳极特性曲线 阳极特性曲线阳极特性曲线:在一定的灯丝加热电流下在一定的灯丝加热电流下,管电压与管电压与管电流之间的关系。管电流之间的关系。X射线射线阳极阳极阴极阴极灯丝灯丝变压器变压器高压高压变压器变压器管电压管电压高速电子流高速电子流空间电荷空间电荷第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 阴极电子区域阴极电子区域:a:a：灯丝前段无阻力；：灯丝前段无阻力；b b：灯丝侧面：灯丝侧面小阻力；小阻力；c:c:灯丝后端形成空间电荷，随管电压升高而逐灯丝后端形成空间电荷，随管电压升高而逐渐飞向阳极。渐飞向阳极。空间电荷空间电荷比例区比例区饱和区饱和区医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34X射线射线阳极阳极阴极阴极灯丝灯丝变压器变压器高压高压变压器变压器管电压管电压高速电子流高速电子流（二）灯丝发射特性曲线（二）灯丝发射特性曲线 灯丝发射特性曲线灯丝发射特性曲线：在一定的管电压下：在一定的管电压下,管电流与灯管电流与灯丝加热电流之间的关系。丝加热电流之间的关系。当当KV增加或减少管电流亦会增加增加或减少管电流亦会增加减少减少，故要，故要空间电荷补偿空间电荷补偿。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34（三）（三）X射线管的电参数射线管的电参数1 1、管电压与最高管电压、管电压与最高管电压 最高管电压最高管电压：加于：加于X X线管两极间的线管两极间的最高峰值最高峰值电压，单位电压，单位是是kVkV。最高管电压是由最高管电压是由X X线管的长度、形状、绝缘介质的种类线管的长度、形状、绝缘介质的种类以及管套的形式决定的；如超过最高电压允许值会使管壁放以及管套的形式决定的；如超过最高电压允许值会使管壁放电甚至击穿。电甚至击穿。2 2、管电流与最大管电流、管电流与最大管电流 最大管电流最大管电流：X X线管在某一管电压和某一曝光时间内所允线管在某一管电压和某一曝光时间内所允许的许的最大管电流平均值最大管电流平均值，单位是，单位是mAmA。在调整。在调整X X线机管电流时不线机管电流时不得超过该值。得超过该值。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:344 4、X X线管的容量线管的容量 (1)(1)容量容量：又称：又称负荷量负荷量，指一次曝光中，指一次曝光中X X线管无任何损坏时线管无任何损坏时能承受的负荷量。由于阳极焦点面温升高很快，超过一定温能承受的负荷量。由于阳极焦点面温升高很快，超过一定温度时将导致度时将导致X X线管的损坏，因而线管的损坏，因而X X线管的容量要受到限制。线管的容量要受到限制。最长曝光时间最长曝光时间：X X线管在某一管电压和某一管电流条件下，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，单位是秒（所允许的最长曝光时间，单位是秒（s s）。在使用中，同样不）。在使用中，同样不能超过该值。能超过该值。3 3、曝光时间与最长曝光时间。、曝光时间与最长曝光时间。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 (2)X (2)X线管容量的计算线管容量的计算：P=1/1000 UI P=1/1000 UI 式中式中P P为为X X线管容量，单位线管容量，单位kWkW；U U为管电压有效值，单位为管电压有效值，单位kVkV；I I为管电流有效值，单位为管电流有效值，单位mAmA。容量增大因素容量增大因素：增大焦点面积、减小靶面倾角、增大阳极：增大焦点面积、减小靶面倾角、增大阳极转速、增大焦点轨道半径、减小管电压纹波系数、减少曝光时转速、增大焦点轨道半径、减小管电压纹波系数、减少曝光时间。间。故故：透视、点片摄影用：透视、点片摄影用X X线管容量小，因曝光时间长时阳线管容量小，因曝光时间长时阳极累积容量多的原因。极累积容量多的原因。医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 (3)X(3)X线管的标称功率线管的标称功率：同一：同一X X线管的容量是一个不确定量，线管的容量是一个不确定量，通常将一定通常将一定整流方式整流方式和一定和一定曝光时间曝光时间下下X X线管的线管的最大负荷最大负荷称为称为X X线管的标称功率线管的标称功率。小焦点小焦点(0.60.6):30KW(0.60.6):30KW大焦点大焦点(1.21.2):80KW(1.21.2):80KW固定阳极固定阳极：单相全波整流，曝光时间为：单相全波整流，曝光时间为1S1S的容量的容量旋转阳极旋转阳极：三相全波整流，曝光时间为：三相全波整流，曝光时间为0.1S0.1S的容量的容量小焦点小焦点(1.81.8):2KW(1.81.8):2KW大焦点大焦点(4.34.3):9KW(4.34.3):9KW第二章第二章 X线发生装置线发生装置例如：例如：医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34（4 4）容量表示方法容量表示方法：瞬时负荷和连续负荷：瞬时负荷和连续负荷 曝光时间为数毫秒到数秒的单次摄影称为曝光时间为数毫秒到数秒的单次摄影称为瞬时负荷瞬时负荷。曝光时间为曝光时间为1010秒以上的透视称为秒以上的透视称为连续负荷连续负荷。连续多次摄影连续多次摄影或或透视与点片摄影交替的曝光透视与点片摄影交替的曝光称为称为混合负混合负荷荷，对于混合负何用热容量来表示。，对于混合负何用热容量来表示。5 5、X X线管的热容量：线管的热容量：X X线管处于线管处于最大冷却率最大冷却率时，允许承受的时，允许承受的最大热量最大热量称为热称为热容量。单位是焦耳（容量。单位是焦耳（J J），但常用热单位），但常用热单位HUHU（Heat UnitHeat Unit）、）、KHUKHU、MHUMHU表示。表示。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34五、五、X X线管的管套：线管的管套：作用作用:管套是管套是放置放置、固定固定、保护保护X X线管线管的特殊容器，要求的特殊容器，要求防散射防散射、防电击防电击、油浸式油浸式（绝缘和冷却）（绝缘和冷却）结构结构：薄铜板或铝板做成，装有变压器油。四周衬有铅：薄铜板或铝板做成，装有变压器油。四周衬有铅皮，两端装有耐油橡胶和金属膨胀器，管套一侧装有两个高皮，两端装有耐油橡胶和金属膨胀器，管套一侧装有两个高压插口。压插口。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34第二节第二节 高压发生器高压发生器一、作用一、作用:为为X X线管提供直流高压和灯丝加热电压。线管提供直流高压和灯丝加热电压。二、组成二、组成：包括高压变压器、灯丝变压器、高包括高压变压器、灯丝变压器、高压整流硅堆、高压交换闸（配两只以上压整流硅堆、高压交换闸（配两只以上线管时用）、高压插座等组成。线管时用）、高压插座等组成。第二章第二章 X线发生装置线发生装置箱体内灌注变压油：箱体内灌注变压油：绝缘、导热绝缘、导热箱体接地，防高箱体接地，防高压电击危险压电击危险医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:341 1 1 1、高压变压器、高压变压器、高压变压器、高压变压器220V 220V 交流单相交流单相30-150KV30-150KV直流直流1 1、铁心、铁心：2 2、初级绕组、初级绕组：3 3、次级绕组、次级绕组：第二章第二章 X线发生装置线发生装置 构建磁路；构建磁路；几百匝、电几百匝、电压低、电流大；压低、电流大；相同线圈同相相同线圈同相串联、电压高、电流小，中串联、电压高、电流小，中心接地，降低绝缘电压。心接地，降低绝缘电压。医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 单相全波整流单相全波整流X X线机采用线机采用次级次级中心接地中心接地，这样每根次级输出线对，这样每根次级输出线对地电压都地电压都降低一倍降低一倍，高压变压器，高压变压器绝绝缘要求缘要求降低一倍。此时可以将毫安降低一倍。此时可以将毫安表表串接串接在次级中心点处（电压降低在次级中心点处（电压降低），安装在控制台），安装在控制台上，避免控制台带高压，保证操作人员安全。上，避免控制台带高压，保证操作人员安全。第二章第二章 X线发生装置线发生装置 为防止为防止毫安测量回路断路而使中心点电位升高，设有保护毫安测量回路断路而使中心点电位升高，设有保护装置，其方法有：中心点接线柱上装置，其方法有：中心点接线柱上,并联一对放电针或纸介电容并联一对放电针或纸介电容器或放电管。器或放电管。这样中心点电位升高时，放电针或放电管被击穿放电，接通这样中心点电位升高时，放电针或放电管被击穿放电，接通对地电路，即可起到保护作用。对地电路，即可起到保护作用。医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:342 2、灯丝、灯丝变压器变压器变压器变压器 次级接次级接X X线管阴极，双焦点线管阴极，双焦点X X线管需两个同结构，不同规格线管需两个同结构，不同规格的灯丝降压变压器。的灯丝降压变压器。第二章第二章 X线发生装置线发生装置医学医学 成像成像 技术技术2024/4/20 周六 0:34 将高压变压器输出的交流高压变成脉动直流高压。将高压变压器输出的交流高压变成脉动直流高压。3 3、高压整流器、高压整流器 高压硅堆：高压硅堆：现代现代X X线机的高压整流器线机的高压整流器都采用半导体器件。利用它将高压变压都采用半导体器件。利用它将高压变压器次级输出的交流变成直流电压，供给器次级输出的交流变成直流电压，供给X X线管两极，使线管两极，使X X线管始终保持阳极为正、线管始终保持阳极为正、阴极为负。这种半导体整流器也称为阴极为负。这种半导体整流器也称为高高压硅堆压硅堆。自整流自整流X X线机线机：交流高压直接加在：交流高压直接加在X X线机两端，正半周有线机两端