X线机简介课件.pptx
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1、第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础1)X射线的发现射线的发现X线投照线投照德国科学家德国科学家(1845-1923)(1845-1923)Wilhelm Conrad Roentgen1895年发现X线第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础1)X射线产生的必要条件射线产生的必要条件I.有电子源。II.必须有空压电场及真空条件下的电子流。III.必须有适当的阻挡物(金属靶面)来承受高速电子的能量,使高速电子所带的动能转变成X线。第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础2)X射线波长射线波长特征特征X射线的能量射线的能量:h :普朗克常数:X射线的频率:X射线的波长 c
2、:光速En1:轨道能级(外)En2:轨道能级(内)特征特征X射线射线第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础2)X射线波长射线波长连续连续X射线的能量射线的能量:)()(4.12maxminmaxoAkVVeVhcceVh h :普朗克常数 c :光速 V:加速电子的电场电压 e :电子电荷量max:X射线的频率min:X射线的波长连续连续X射线射线射线射线第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础2)X射线波长射线波长X射线强度射线强度X射线波长射线波长特征特征X射线射线第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础3)X射线的基本特性射线的基本特性I.I.物理效应物理效应穿透作用
3、、荧光作用、电离作用、光学作用、热作用II.化学效应化学效应感光作用、着色作用III.生物效应生物效应第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础3)X射线的基本特性射线的基本特性 X线是波长很短的电磁波。X-Ray 是一种不可见光。X-Ray 可以穿透物体。X-Ray 可以使化学物质发生反应;产生荧光。X-Ray 可以产生生物效应,破坏细胞,改变基因。第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础4)X射线的质和量射线的质和量I.X射线的三个参量:射线的三个参量:管电压管电压(kVp)管电流管电流(mA)曝光时间曝光时间(s)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
4、器管电压管电压管电流管电流第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础4)X射线的质和量射线的质和量II.X射线的射线的质质是指是指X射线光子能量的大小,由下射线光子能量的大小,由下面公式可以得出:面公式可以得出:所以,可以用所以,可以用X线管的管电压来描述线管的管电压来描述X射线的射线的质,其实用单位为质,其实用单位为kVp。)()(4.12maxminoAkVVeVhcc不同质的不同质的X射线的用途射线的用途名 称最短波长管电压(kVp)用 途滤过板材料极软X射线2.50.62 540软组织摄影、表皮治疗胶纸板软X射线0.620.1240150透视和摄影铝硬X射线0.120.051502
5、50较深组织治疗铜超硬X射线0.05以下250以上深部组织治疗锡、铅第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础4)X射线的质和量射线的质和量III.X射线的射线的量量是指单位时间内通过是指单位时间内通过X射线入射方射线入射方向的垂直的单位面积内的向的垂直的单位面积内的X射线光子数的大小。射线光子数的大小。通常用管电流通常用管电流I(mA)和曝光时间和曝光时间t(s)的乘积的乘积来描述。即毫安秒来描述。即毫安秒(mAs)。第二节X线机设备1.X射线物理基础射线物理基础4)X射线的质和量射线的质和量IV.质和量对胶片曝光质和量对胶片曝光的影响的影响 X-Ray质-由KV 决定,高KV质高,低K
6、V质低,代表X线的穿透力(对比度)。X-Ray量-由mA(X线量)和s(曝光时间)决定 表明曝光总量(黑化度)。第二节X线机设备2.X线机的组成线机的组成1)X-ray 发生装置发生装置-球管球管和和高压发生器高压发生器2)X-ray 接收装置接收装置-胶片胶片或或影像增强器影像增强器I.有电视信号处理系统有电视信号处理系统-有透视功能有透视功能II.无电视信号处理系统无电视信号处理系统-无透视功能无透视功能(注:早期的透视功能注:早期的透视功能X线机是利用荧光屏显示图像的线机是利用荧光屏显示图像的)3)X-ray 图像数字化处理系统图像数字化处理系统-硬件及软件处理系统硬件及软件处理系统4)
7、X-ray附属装置:附属装置:病床、球管支架、防护设备等病床、球管支架、防护设备等X线机胃肠床高压发生器控制台(包括X线控制和床的控制)球管束光器影像增强器摄像机图像GeneratorADADImageprocessorANGIOMATIC(exposure control)Host computerDocumentation影像增强器影像增强器(I.I)球管球管(Tube)X线控制操作台线控制操作台X线高压发生装置线高压发生装置病病 床床暗盒暗盒X光胶片光胶片第二节X线机设备3.X线球管线球管1)原理及参量原理及参量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
8、压高速电子流高速电子流 电子流以高速撞击金属靶面会产生X-Ray。电子流-球管阴极灯丝提供。高速-高压发生器提供加载至球管。金属靶面(主要成分为钨)-球管阳极。阳极靶阳极靶阴极灯丝阴极灯丝真空玻璃管真空玻璃管焦点焦点q 焦点尺寸焦点尺寸q 热容量热容量焦点焦点物体物体图像图像源相距源相距焦焦物物距距物像距物像距68mm0.6/1.0mm X-Ray焦点焦点-有效焦点尺寸愈小有效焦点尺寸愈小,影像清晰度越高,图像锐利度越好。影像清晰度越高,图像锐利度越好。半影产生图像模糊半影产生图像模糊小焦点可使影像清晰。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,产生的但是焦点越小,在焦点上集聚
9、的能量越高,产生的热量也就越高。因为只有约热量也就越高。因为只有约0.5%的电能转化为的电能转化为X射射线的能量,线的能量,99.5%以上的能量转化为热能。以上的能量转化为热能。最终将导致焦点面熔化。最终将导致焦点面熔化。解决办法:解决办法:双焦点技术双焦点技术、旋转阳极技术旋转阳极技术和和水或油循环冷却技术水或油循环冷却技术在透视时使用小焦点在摄影时使用大焦点高高 压压正正KV负负KV大焦大焦灯丝灯丝小焦小焦灯丝灯丝大焦灯丝大焦灯丝变压器变压器小焦灯丝小焦灯丝变压器变压器CLCCS阳极阳极 通过阳极旋转来扩大焦点面积,提高球管的散热率,从而提高球管的功率。旋转阳极球管旋转阳极球管旋转速率有2
10、700rpm、8500rpm(3倍频),甚至16000rpm(6倍频)。N=120f/P(rpm)P为定子极数,一般为为定子极数,一般为2极极旋转阳极球管的靶面旋转阳极球管的靶面真空真空 油油在在CT中使用油循环中使用油循环X线管线管在心血管造影机在心血管造影机X线线机中使用水循环机中使用水循环X线线球管球管功率功率热量热量热容量热容量散热率散热率功率功率每次曝光每次曝光产生的热量产生的热量热容量热容量散热率散热率第二节X线机设备4.高压发生装置高压发生装置 组成高压发生器:包括高压变压器、灯丝变压器、高压整流硅堆、高压交换闸参量控制台:KV控制、mA控制、曝光时间(s)控制等等。摄影的条件范
11、围:60-150KV,30-500,800,1000mA,0.016.4S透视的条件范围:40-125KV,0.1-5mA,长时间连续 KV 40-150 kVKW 65-80 kW mAs 0,5-800 mAsExpo.Time 1 ms-5s早期的早期的工频控制工频控制现在的现在的变频控制变频控制内的内容在高压油箱(高压发生器)内变频控制电路框图变频控制电路框图控制V1、V4导通控制V2、V3导通变频与工频电路输变频与工频电路输出波形的比较出波形的比较整流滤波逆变器高压变压器高压整流高压滤波Ut交流电直流点低纹波直流电压高频电压交流高压灯丝控制电路框图灯丝控制电路框图(毫安控制电路毫安控
12、制电路)曝光的时间控制,即曝光时间曝光的时间控制,即曝光时间(t)的控制的控制 曝光的时间控制是通过限时器来实现的,有机械式限时器和电子式限时器。曝光过程控制曝光过程控制 X线机有一个曝光手闸,它的按钮有两档,第一档是准备档按钮(Ready),第二档是曝光档按钮(Radiography)。病人摆好位调节曝光参数KV、mA、S开始按曝光按钮第一档(Ready)灯丝加热电路工作旋转阳极启动电路工作操作面板上Ready灯亮灯丝加热到设定值旋转阳极转速到一定值按曝光按钮第二档(Radiography)球管上加上高压计时电路工作计时器到设定时间值切断高压回路曝光结束松开手闸灯丝加热停止工作旋转阳极减速停
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