影像增强器的结构及原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、影像增强管,(一)基本结构,影像增强管是影像增强器的核心部件，其结构是在高真空玻璃壳内封装着输入屏、聚焦电极、阳极、输出屏和离子泵等。,1、输入屏：用于将X线影像转换成电子影像。由铝基板、荧光体层、隔离层和光电面四层组成。,（3）隔离层：分隔荧光层和光电层，以免相互发生作用。,（4）光电层：当荧光层接受X线照射，发出可见光时，光电层受可见光的激发，发出光电子。,2、静电透镜：静电透镜又称电子透镜，能对电子束起聚焦作用。,sin,2,a,1,/sin,2,a,2,=E2/E1,这一公式与光学的折射公式十分相似，所以把聚焦电场称为电子透镜。,3、输出屏：用于把增强的电子影像转换成可见光影像。其主要结构是输出光电层和玻璃层。玻璃层是增强管外壳的一部分，是输出屏的支持体。荧光层内面敷有一层铝箔构成输出光电面。,（1）荧光层：受阳极电位加速并经电子透镜聚焦的光电子撞击到输出屏荧光层时，电子的动能激发荧光物质（硫化锌镉）产生可见光，得到人们所需要的影像。,（,2）铝膜：,作用：防止输出屏的荧光反射到输入屏的光电阴极和防止二次电子反跳；铝膜与阳极相连，防止电子存储；通过反射作用使输出屏的荧光射向输出窗。,输出屏是平板形，由于光子路径长度不同，边缘部分不如中心部分清晰。最新的增强管其输出屏也是球面形，再用光纤把球面拉成平面，使边缘和中心部分具有同样的清晰度。,4、外壳：用高强度玻璃制成。除输入面、输出面外全部涂以石墨遮光，防止光线进入管内。其作用是把输入屏、输出屏和管内各电极支持在固定位置上，并保持管内真空度。,真空度：1.3310,-4,Bar以下。,离子泵：主要是利用某些金属在灼热状态下有吸气作用，而且这种状态是不可逆的，即金属升温时吸气，降温时不再将气体放出。,（二）工作原理,1、影像转换及增强过程：,（1）输入屏把接受的X线影像转换成可见光影像，并由输入屏的光电阴极转换成电子影像。,（2）光电子在阴极电位、聚焦电极电位及阳极电位共同形成的电子透镜作用下聚焦、加速、冲击，在输出屏上形成缩小倒立并增强了（电子密度增大）的电子影像。,（3）电子像再由输出屏转换成可见光像。阳极电位越高，光电子的运动速度越快，撞击输出屏时的动能越大，激发的电子越多，输出屏亮度越高。,2、亮度增益：影像增强管的主要用途是提高影像亮度，便于摄像机摄像。输出屏影像亮度与输入屏影像亮度之比定义为影像增强管的亮度增益。亮度增益与以下两个因素有关：,（1）缩小增益：增强管的输入屏面积大，输出屏面积小，输入屏上光电阴极发出的电子经电子透镜后集中投射到面积较小的输出屏上，使输出屏单位面积接受的电子数量增加很多，导致输出屏亮度提高，称为缩小增益。其关系是：,缩小增益=输入屏有效面积/输出屏有效面积=(输入屏有效直径)2,/(输入屏有效直径),2,如某一影像增强管输入屏有效直径为23cm，输出屏有效直径为2.54cm，则缩小增益为：,增益=23,2,/2.54,2,=81,即单纯由于面积的缩小，其输出屏的亮度是输入屏荧光层发出荧光亮度的81倍。,（2）流量增益：是指在增强管内，由于阳极电位的加速作用，光电子获得较高能量，撞击到输出屏荧光层时，能激发多个光子，光电子能量越大，激发出的光子越多，荧光亮度越强。这种增益称为流量增益（又称能量增益）。增强管的流量增益一般在50100倍左右。,增强管的亮度增益等于缩小增益与流量增益的乘积。总增益一般在10,3,10,4,之间。增益过大，量子噪声明显，影响影像质量。,三）变野功能,增加了一对辅助阳极，改变辅助阳极和聚焦极的电位，即可改变电子透镜的放大倍率。提高阳极电位，放大倍率增大，输入屏上的影像远离中央部分投射到了输出屏范围以外，从而使输入屏中心一定范围的影像成像在输出屏上（小视野）。,注意：小视野充分利用了输出屏的分辨力，使用较小视野时，由于缩小增益减小，要维持原来的输出亮度，必须适当增加X线的输出量。,（四）主要技术参数,1、视野：是指在一定的电极电压下，用与影像增强管轴线平行的X线照射时，在输出屏上显示的最大输入影像的尺寸。,2、影像分辨力：在适当的条件下，使用分辨力测试卡，观察输出影像在1mm宽度内能看清的黑白线对数。测定的线对数称为影像分辨力一般可达3LP/mm左右，中心部分可达5LP/mm。增强管中心部分较边缘部分的分辨力高。,3、影像对比度：在增强管输入屏中心放置相当于输入屏有效面积10%的2mm厚的圆形铅板，从输出屏上观察没有铅影部分的最大亮度与铅板屏蔽部分的亮度，二者之比称为影像对比度。,由于影像增强管的输出屏有背景灰度，其影像对比度较一般荧光屏有所下降。,4、X线吸收率：表示输入屏荧光体层对X线的吸收能力。,输入屏逐渐采用原子序数较高的碘化铯作为荧光物质，以增强吸收能力，同时可使荧光体层变薄，达到提高X线吸收率而又不降低分辨能力的目的。,5、转换系数 输出屏的亮度和输入屏的X线照射量率的比值称为增强管的转换系数，用符号GX表示，其单位是（cd/m,2,）/（Mr/s）。它用来衡量增强管的增强效率。,GX=输出屏显示的荧光亮度/输入屏接受的X线照射率,在其它性能一样的情况下，转换系数与输入屏的面积成正比。同一个增强管，如果是双野，则大视野要比小视野的GX大，大视野与小视野的GX之比等于两者有效视野之比。输出屏的亮度不变，转换系数愈大，所需的X线量愈小。,二、套管,为保证增强管的安全和正常使用，增强管要由管套封装并夹持固定在合理位置。管套分筒部、后端和前端三部分，其构成和功能如下：,1、筒部：筒部由支持重量和定位的主结构层（金属外壳）、0.81.0mm的铍膜合金属和12mm的铅板层三层组成。,铍膜合金具有较高的导磁率，对增强管起屏蔽作用，防止外磁场对增强管内电场的影响。,铅板层用于吸收进入管套但未被输入屏吸收的X线和由增强器产生的二次射线。,2、后端：后端与筒部连为一体，并具有相同的结构层，与筒部和前端共同完成对增强管的夹持、定位和准直。其中心部位正对增强管的输出屏，此处装有增强器光学系统的物镜。,3、前端：管套前端有滤线栅和护板封口。用于床下X线管胃肠诊视床时，管套前端还装有与点片架相连接的接口板。,因套管前端没有屏蔽材料，外界磁场对增强管会有影响，常见的是地磁对增强管的影响，尤以南北方向安置时为更甚。,三、电源,增强管工作时必须给各极提供适当电位。这些电极的电位均由电源部分提供。,常见阳极高电位的供电方式有两种。一种是直接升压整流滤波，通过电缆输送至增强管；另一种是由电源盒提供低压直流输送至增强器管套处的接线盒内，再通过直流转换器（振荡升压）产生高压，直接连到增强管的阳极。,