臨床醫(yī)學(xué)X線影像設(shè)備學(xué)PPT課件

1、 18951895（）研究陰極射線管時(shí)，當(dāng)他把手放在陰極射線管和涂有鉑氰化鋇的紙板之間時(shí)，紙板上隱約有手骨的影子。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)能穿透紙板、木板、衣服等物質(zhì)。倫琴認(rèn)定在儀器中發(fā)出了一種能透過(guò)不透光物質(zhì)而又看不見(jiàn)的射線，因當(dāng)時(shí)不明其性質(zhì)，故借用數(shù)學(xué)上的未知數(shù)“X X”來(lái)表示，起名為X X射線。19011901年倫琴成為諾貝爾獎(jiǎng)第一位物理學(xué)獎(jiǎng)金獲得者。概論- -線的發(fā)現(xiàn)第1頁(yè)/共163頁(yè) 1895年 德國(guó)倫琴（Rentgen）發(fā)現(xiàn)X線 1896年 X線始用于臨床醫(yī)學(xué) 1901年 獲首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)概論-線的發(fā)現(xiàn)第2頁(yè)/共163頁(yè) 1912 1912年勞埃(M.Von Laue(M.Von La

2、ue）以晶體為光柵，發(fā)現(xiàn)了晶體的X X射線衍射現(xiàn)象，確定了X X射線的電磁波性質(zhì)。此后，X X射線的研究在科學(xué)技術(shù)上給晶體學(xué)及其相關(guān)學(xué)科帶來(lái)突破性的飛躍發(fā)展。由于X X射線的重大意義和價(jià)值，所以人們又以它的X X線發(fā)現(xiàn)者的名字為其命名，稱之為倫琴射線。18961896年，德國(guó)西門子公司研制出世界上第一只X X線管。 這一偉大發(fā)現(xiàn)當(dāng)即在醫(yī)學(xué)上獲得非凡的應(yīng)用X X射線透視技術(shù)。概論- -線的發(fā)現(xiàn)第3頁(yè)/共163頁(yè)概論- -線的發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)在已知道，倫琴實(shí)驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)的X X射線，是由于陰極射線管所發(fā)出的陰極射線（高速電子流）撞擊在管子的玻璃壁上而產(chǎn)生的。因?yàn)楦叨日婵盏牟ＡЧ苤械挠坞x電子，受到電場(chǎng)的影響，以

3、高速度打擊玻璃原子內(nèi)部，與軌道上撞走電子，而使電子獲得多余的能量。當(dāng)原子因失去電子處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，要從外層吸收電子來(lái)補(bǔ)充，此時(shí)又將獲得的多余能量轉(zhuǎn)換而放出，產(chǎn)生了X X射線。第4頁(yè)/共163頁(yè)概論- -影像設(shè)備的發(fā)展18951895：倫琴發(fā)現(xiàn)X X線18961896：西門子研制出第一只X X線球管2020世紀(jì)初：出現(xiàn)了常規(guī)X X線機(jī)2020世紀(jì)6060年代中晚期：完整的X X線系統(tǒng)和診斷體系2020世紀(jì)50-6050-60年代：超聲和核醫(yī)學(xué)設(shè)備各成系統(tǒng)19721972：第一臺(tái)CTCT，3030年來(lái)，CTCT更新了五代2020世紀(jì)8080年代以來(lái)：研制開(kāi)發(fā)了超高速、螺旋、多層、雙源CTCT，M

4、RIMRI，DSADSA，超聲CTCT，ECTECT，PET-CTPET-CT，CRCR，PACSPACS，DRDR第5頁(yè)/共163頁(yè)概論- -影像設(shè)備分類分為診斷設(shè)備和治療設(shè)備診斷設(shè)備：1 1、X X線設(shè)備 2 2、磁共振設(shè)備3 3、超聲設(shè)備 4 4、核醫(yī)學(xué)設(shè)備5 5、熱成像設(shè)備 6 6、醫(yī)用內(nèi)鏡目前，醫(yī)學(xué)影像學(xué)已經(jīng)形成了比較完善的體系，包括常規(guī)X X線成像、X X線CTCT成像、DSADSA成像、MRMR成像、超聲成像、核素成像、熱成像和內(nèi)鏡成像等第6頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性 輻射有兩種: :一種屬電磁輻射, ,另一種屬微粒輻射。X X射線與無(wú)線電波、紅外線、紫外線及伽瑪射線一樣

5、，同屬于電磁輻射。 X X射線波長(zhǎng)介于紫外線和伽馬射線之間，醫(yī)用診斷X X射線的波長(zhǎng)大約為3 31010-2-2nm nm 8 81010-3-3nmnm（0.3 0.3 0.08 0.08），相當(dāng)于管電壓40kV 40kV 150kV150kV時(shí)產(chǎn)生的X X射線）。第7頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性 X X射線具有波動(dòng)性和粒子性（波粒二象性），這兩種物理性質(zhì)恰好同存在于X X線這個(gè)同一體中。 X X線在傳播中發(fā)生的反射、干涉、衍射等現(xiàn)象突出表現(xiàn)了它的波動(dòng)性；而與物質(zhì)相互作用發(fā)生能量交換時(shí), ,就突出表現(xiàn)了它的粒子性。所以X X線又是一束中子光子流。 X X射線以光速沿直線進(jìn)行傳播，服從光

6、的反射、直射、散射和衍射的一般規(guī)律。第8頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性1m=1000mm1mm=1000um1um=1000nm1nm=10 1X=1000 醫(yī)用診斷X射線的波長(zhǎng)大約為0.3 0.08 核輻射標(biāo)志第9頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性 X X射線除具備光的一般性質(zhì)外，還具有以下主要特性射線除具備光的一般性質(zhì)外，還具有以下主要特性: :1 1、穿透作用，、穿透作用，2 2、熒光作用，、熒光作用，3 3、感光作用，、感光作用，4 4、電離、電離作用，作用，5 5、生物作用（診斷和治療）、生物作用（診斷和治療）1 1、穿透作用、穿透作用： X X射線能穿透一般可見(jiàn)光所不能透過(guò)的物

7、質(zhì)，射線能穿透一般可見(jiàn)光所不能透過(guò)的物質(zhì)，波長(zhǎng)越短，穿透力越強(qiáng)，穿透力的強(qiáng)弱，根據(jù)加在波長(zhǎng)越短，穿透力越強(qiáng)，穿透力的強(qiáng)弱，根據(jù)加在X X線管兩端電壓的高低而定，所加線管兩端電壓的高低而定，所加電壓越高，波長(zhǎng)電壓越高，波長(zhǎng)越短，越短，X X射線的能量越大，其穿透力越強(qiáng)射線的能量越大，其穿透力越強(qiáng)。故其。故其穿穿透力與透力與X X射線的能量成正比，與波長(zhǎng)成反比射線的能量成正比，與波長(zhǎng)成反比。第10頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性 1 1、穿透作用：、穿透作用： X X射線穿透物質(zhì)的能力，與該物質(zhì)的密度有關(guān)射線穿透物質(zhì)的能力，與該物質(zhì)的密度有關(guān)，即與該物質(zhì)的原子序數(shù)有關(guān)，原子序數(shù)高，密度即與該物質(zhì)

8、的原子序數(shù)有關(guān)，原子序數(shù)高，密度就大，對(duì)就大，對(duì)X X線吸收就多，穿透力就差。如銅線吸收就多，穿透力就差。如銅（Z=29Z=29），密度較高，），密度較高，X X射線不易穿透，鉛射線不易穿透，鉛（Z=82Z=82），密度很高，），密度很高，X X射線更不易穿透。如鋁射線更不易穿透。如鋁（Z=13Z=13），水和氣體，其原子序數(shù)為較低的幾種），水和氣體，其原子序數(shù)為較低的幾種原子組成，且排列非常稀疏，密度很小，原子組成，且排列非常稀疏，密度很小，X X射線易射線易穿透。故穿透。故X X射線射線穿透力與物質(zhì)的密度穿透力與物質(zhì)的密度成反比成反比。第11頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性 2 2、熒光

9、作用熒光作用 ： 由于由于X射線的波長(zhǎng)很短，因此是肉眼不可見(jiàn)的，射線的波長(zhǎng)很短，因此是肉眼不可見(jiàn)的，當(dāng)它照射某些化合物時(shí)，當(dāng)它照射某些化合物時(shí)，X射線輻射能可轉(zhuǎn)換為光能，射線輻射能可轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光發(fā)出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光 熒光，這類物質(zhì)稱之為熒熒光，這類物質(zhì)稱之為熒光物質(zhì)，醫(yī)學(xué)上常用的有磷，鎢酸鈣，鉑氰化鋇，硫光物質(zhì)，醫(yī)學(xué)上常用的有磷，鎢酸鈣，鉑氰化鋇，硫化鋅鎘，碘化銫。前兩種物質(zhì)可用來(lái)制做化鋅鎘，碘化銫。前兩種物質(zhì)可用來(lái)制做熒光屏和增熒光屏和增感屏感屏，后兩種物質(zhì)用在，后兩種物質(zhì)用在攝象管的光敏層攝象管的光敏層，或，或影像增強(qiáng)影像增強(qiáng)器的輸入屏和輸出屏器的輸入屏和輸出屏。其。其

10、熒光的強(qiáng)弱與熒光的強(qiáng)弱與X射線的量呈射線的量呈正比正比。第12頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性2 2、熒光作用 ： 目前應(yīng)用廣泛的數(shù)字化設(shè)備CRCR（Computed Computed RadiographyRadiography）上用的成像板，又叫IPIP板(Imaging (Imaging plate)plate)，其外觀類似于增感屏，表面涂有光激發(fā)性熒光物質(zhì)（磷光層），主要成分是高密度熒光晶體或磷晶體經(jīng)X X射線照射后，晶體內(nèi)就積存了一次能量，并形成潛影，由激光束掃描后，晶體內(nèi)儲(chǔ)存的能量就以熒光形式或紫外線形式釋放出來(lái)，由光電倍增管接受并增強(qiáng)，其影像信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換后

11、送計(jì)算機(jī)處理。第13頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性2 2、熒光作用 ： DR(Direct Digital Radiography DR(Direct Digital Radiography又叫DDR)DDR)上的平板探測(cè)器（Flat Panel Detector,FPDFlat Panel Detector,FPD）也應(yīng)用其原理。DRDR的關(guān)鍵器件是FPDFPD，間接型的FPDFPD接受面為碘化銫閃爍晶體，當(dāng)X X射線照射后，產(chǎn)生熒光信號(hào)，光信號(hào)通過(guò)光敏二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)不定形硅陣列轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送計(jì)算機(jī)處理。 第14頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性3 3、感光作用 ： X X

12、射線和普通可見(jiàn)光一樣，具有光化作用，當(dāng)X X射線照射未感光膠片時(shí)，可使膠片乳劑中的溴化銀變成感光的溴化銀，放出銀離子（Ag+Ag+）形成潛影，此過(guò)程稱為感光作用。潛影經(jīng)過(guò)顯影劑化學(xué)處理，銀離子變成黑色的金屬銀，未感光的溴化銀則被定影劑溶解下來(lái)，而使已感光的溴化銀固定。因人體各組織的密度不同，X X射線通過(guò)人體時(shí)能使膠片獲得的感光度不同，從而獲得X X線影像。膠片感光的強(qiáng)弱與X X射線量成正比。 第15頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性4 4、電離作用 ： X X線照射物體而被吸收時(shí)，X X射線能排斥了原子中的電子，產(chǎn)生了電離作用，分解成正負(fù)離子。具有足夠能量的X X光子不僅能打飛物質(zhì)軌道上的電

13、子產(chǎn)生一次電離，而且脫離原子的電子從X X光子那里獲得較大的能量，又可與其它原子相互作用，產(chǎn)生二次電離。第16頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性4 4、電離作用 ： 在固體和液體中電離的正負(fù)離子能很快復(fù)合，不易收集。但X射線照射空氣后產(chǎn)生的電離電荷卻很容易收集起來(lái)，空氣的電離程度（產(chǎn)生的正負(fù)離子量）與空氣所吸收的X線量成正比。故可利用X射線電離的程度（產(chǎn)生的正負(fù)離子形成了電離電流）來(lái)測(cè)量X射線的量。目前X線機(jī)中廣泛應(yīng)用的自動(dòng)曝光技術(shù)就是利用的這個(gè)原理（測(cè)量電離電流的大?。?第17頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性5 5、生物作用 ： X線照射機(jī)體而被吸收時(shí)，即對(duì)體內(nèi)物質(zhì)產(chǎn)生作用，由屬于物理性

14、質(zhì)的電離作用開(kāi)始，隨后在體液和細(xì)胞內(nèi)引起一系列的生化作用，而導(dǎo)致機(jī)體和細(xì)胞的生理和生物方面的變化。X線對(duì)機(jī)體的生物效應(yīng)主要是損害作用，其損害程度與吸收的X線量成正比。利用這個(gè)作用做腫瘤治療（加速器，X刀等）。 第18頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的特性5 5、生物作用 ： 微量X X線對(duì)機(jī)體可無(wú)明顯影響，超過(guò)一定的劑量將引起明顯的但可恢復(fù)的變化，大量X X線照射則導(dǎo)致嚴(yán)重的不可恢復(fù)的損害，使生物細(xì)胞產(chǎn)生抑制、損害甚至壞死。利用X X線的這個(gè)作用，可以進(jìn)行放射治療以破壞腫瘤組織。第19頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的質(zhì)與量* * 線的強(qiáng)度：是指垂直于線傳播方向上單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的光子數(shù)目和

15、能量乘積的總和。* * 在實(shí)際應(yīng)用中，常用“量”與“質(zhì)”來(lái)表示線的強(qiáng)度。量是指線束中的光子數(shù)，質(zhì)則是指光子所具有的能量。* * 線的穿透力即線的質(zhì)，取決于線的能量。能量越高，波長(zhǎng)越短，穿透力越強(qiáng)，線的質(zhì)越硬，故稱硬射線。反之，能量越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，穿透力越弱，線的質(zhì)越軟，故稱軟射線。 第20頁(yè)/共163頁(yè)概論- -射線的質(zhì)與量* * 線能穿透物質(zhì)，也能被物質(zhì)吸收。物質(zhì)吸收線的能力與該物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般原子序數(shù)高的物質(zhì)密度大，吸收線多，故透過(guò)性差。相反，原子序數(shù)低的物質(zhì)透過(guò)線就多。* * 在實(shí)際應(yīng)用中，用線管的管電流與線曝光時(shí)間的乘積來(lái)反映線的量，用毫安秒（mAsmAs）表示。用線管的管電

16、壓來(lái)反映線的質(zhì)，用千伏（kVkV）來(lái)表示。 第21頁(yè)/共163頁(yè)概論- -線的產(chǎn)生* * 線的產(chǎn)生必須具有下列條件：1 1、要有足夠數(shù)量高速運(yùn)動(dòng)的電子2 2、有一個(gè)能經(jīng)受高速電子撞擊而產(chǎn)生線的靶3 3、有一個(gè)高真空的空間和高電壓* * 線管是一個(gè)高度真空的熱陰極二極管，鎢絲作為陰極，鎢靶作為陽(yáng)極，線管中高速電子撞擊陽(yáng)極靶面時(shí)，99%99%以上的能量變?yōu)闊崮?，僅有小于1%1%的能量通過(guò)兩種方式，即韌致輻射和特征輻射，產(chǎn)生線。第22頁(yè)/共163頁(yè)1 1、氣體X X線管、感應(yīng)圈時(shí)期（1895189519161916） 這一時(shí)期的X X線機(jī)主要由氣體X X線管、感應(yīng)圈或靜電起電機(jī)組成，用玻璃底版成像，

17、后期開(kāi)始用鎢酸鈣增感屏。倫琴當(dāng)時(shí)使用的X X線機(jī)，其管電壓只有40405050kVkV，管電流僅有1 1mAmA，拍攝一張手骨照片用3030minmin1h1h。診斷用X X線機(jī)發(fā)展史第23頁(yè)/共163頁(yè)2 2、熱電子X(jué) X線管、變壓器式高壓發(fā)生器時(shí)期（1916 1916 19251925） 由于發(fā)明了熱電子X(jué) X線管，開(kāi)發(fā)了變壓器式高壓發(fā)生器裝置，從而為現(xiàn)代X X線機(jī)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)改進(jìn)了底片，制成并改進(jìn)了熒光屏。診斷用X X線機(jī)發(fā)展史第24頁(yè)/共163頁(yè)診斷用X X線機(jī)發(fā)展史3 3、防電擊、防散射、X X線裝置的實(shí)用化時(shí)期（1925 1925 1945 1945） 1935 1935年，西

18、門子公司生產(chǎn)了單相全波、6565kVkV、400mA400mA和8585kVkV、300mA300mA的X X線機(jī)；同年又制成了三相六峰6060kVkV、1000mA1000mA的X X線機(jī)，標(biāo)志著防電擊、防散射型診斷用X X線機(jī)已進(jìn)入成熟時(shí)期。第25頁(yè)/共163頁(yè)診斷用X X線機(jī)發(fā)展史4 4、高條件、大容量、控制技術(shù)現(xiàn)代化時(shí)期（1945 1945 1975 1975） 大功率旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管的問(wèn)世，是X X線機(jī)實(shí)現(xiàn)大容量的前提，而且使X X線影像質(zhì)量有了明顯的提高，使某些活動(dòng)器官的診斷和細(xì)微結(jié)構(gòu)的放大攝影成為可能。 20 20世紀(jì)5050年代初，X X線影像增強(qiáng)器的研制成功，使X X線機(jī)的

19、性能和應(yīng)用范圍有了新的突破，在一定程度上解決了動(dòng)態(tài)檢查和影像再現(xiàn)等問(wèn)題。第26頁(yè)/共163頁(yè) 5 5、逆變、自動(dòng)控制時(shí)代（19751975年后） 1975年后,逆變技術(shù)運(yùn)用到X線機(jī)中,提高了管電壓的精度,使高壓變壓器的體積和重量明顯減少,從而得到了迅速普及。目前國(guó)際上各種功率的X線機(jī)，幾乎全部使用逆變技術(shù)產(chǎn)生高壓。 X線電視系統(tǒng)應(yīng)用后，將圖像亮度信號(hào)與透視管電壓的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成閉環(huán)控制回路，形成自動(dòng)曝光控制系統(tǒng)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用， X線機(jī)的自動(dòng)化控制程度不斷提高，智能化技術(shù)和控制也越來(lái)越普及，使得X線機(jī)的控制精度越來(lái)越精確，操作越來(lái)越簡(jiǎn)單。第27頁(yè)/共163頁(yè)線機(jī)分類醫(yī)用X X線機(jī)按其使用

20、目的分為診斷和治療兩大類。診斷機(jī)：是指利用X X線透過(guò)人體所形成的各種影像對(duì)患者進(jìn)行診斷的X X線機(jī)。它又可分為多種類型。1按結(jié)構(gòu)形式分類 （1）便攜式：這種X 線機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，裝卸方便。整機(jī)機(jī)件可分別裝于手提箱或背包內(nèi)攜帶，適合院外做流動(dòng)性臨時(shí)檢查。第28頁(yè)/共163頁(yè)（2）移動(dòng)式：這種X 線機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，X 線發(fā)生裝置和應(yīng)用設(shè)備緊湊地組裝在機(jī)座上，其機(jī)座帶有滾輪或裝有電瓶車，人力或電力驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)方便。它能在病房?jī)?nèi)做流動(dòng)性床邊透視和攝影檢查，如配有影像增強(qiáng)器和X 線電視，可進(jìn)行監(jiān)視和介入性治療。（3）固定式：這種X 線機(jī)機(jī)件多而重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需固定在專用機(jī)房?jī)?nèi)使用。這類機(jī)器對(duì)供電

21、電源、機(jī)房、安裝、調(diào)試等都有嚴(yán)格要求。 線機(jī)分類第29頁(yè)/共163頁(yè)線機(jī)分類 2 2按輸出功率分類 按輸出功率分類是指按X X線管的標(biāo)稱功率如10kW10kW、20kW20kW、50kW50kW 等，在我國(guó)通常以X X線管允許通過(guò)的最大管電流的大小分類。 (1(1）小型：最大管電流在100mA 100mA 以下的X X線機(jī)。（2 2）中型：最大管電流在200200500mA 500mA 的X X線機(jī)。（3 3）大型：最大管電流在500mA 500mA 以上的X X線機(jī)。第30頁(yè)/共163頁(yè)線機(jī)分類3 3按使用范圍分類（1 1）綜合性X X線機(jī)：具有透視和攝影等各種功能，適合做多種疾病和部位檢查

22、的X X線機(jī)。（2 2）專用X X線機(jī)：為適應(yīng)某些?？萍不紮z查而設(shè)計(jì)的X X線機(jī)，如牙科X X線機(jī)，口腔全景X X線機(jī)，乳腺攝影X X線機(jī)，床邊用X X線機(jī)，手術(shù)用C C臂X X線機(jī)，心血管造影X X線機(jī)。第31頁(yè)/共163頁(yè)線機(jī)分類治療機(jī)（簡(jiǎn)） 根據(jù)X X線的生物效應(yīng)，對(duì)疾患進(jìn)行治療的X X線機(jī)，按其用途可分為三類：1 1接觸治療機(jī) 主要用于治療皮膚表面或體腔淺層的疾患。2 2表層治療機(jī) 主要用于較大面積的皮膚或淺層疾患的治療。3 3深部治療機(jī) 主要用于組織深部疾患的治療。第32頁(yè)/共163頁(yè)線機(jī)的組成 線機(jī)因使用目的不同其結(jié)構(gòu)有很大差別，但其基本結(jié)構(gòu)組成為：電源控制裝置高壓發(fā)生裝置線管線機(jī)

23、械與輔助裝置第33頁(yè)/共163頁(yè)線管 產(chǎn)生線高壓發(fā)生裝置 供給線管燈絲電壓及管電壓控制裝置 控制X X線的量和質(zhì)及曝光時(shí)間機(jī)械與輔助裝置 線機(jī)的外圍設(shè)備線機(jī)的組成第34頁(yè)/共163頁(yè)線管X X線管是X X線機(jī)的重要部件，自X X線發(fā)現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段： 1 1、氣體電離式X X線管 2 2、真空熱陰極固定陽(yáng)極X X線管 3 3、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管目前固定陽(yáng)極X X線管和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管仍在使用第35頁(yè)/共163頁(yè) X-ray X-ray 是由真空管發(fā)出能穿透物體的輻射線，在電磁光譜上能量較可見(jiàn)光強(qiáng)，波長(zhǎng)較短，頻率較高。 產(chǎn)生X-RayX-Ray必須要有X X線管，而X X線管基本構(gòu)造

24、必須擁有： （1 1）陰極燈絲 （CathodeCathode） （2 2）陽(yáng)極靶 （AnodeAnode） （3 3）真空玻璃管 （Evacuated glass envelopeEvacuated glass envelope） 線管第36頁(yè)/共163頁(yè)氣體電離式X X線管 老式X X線管系于長(zhǎng)形的玻璃管中間做成一個(gè)直徑約2020cmcm的球形狀，管內(nèi)殘余0.0010.001mmHgmmHg以下的微量氣體。當(dāng)加高壓于極間兩端時(shí)，則管內(nèi)氣體電離，靠近陰極的電子因受排斥，以垂直陰極面的方向飛去而成陰極射線。同時(shí)管內(nèi)的陽(yáng)極和輔助陽(yáng)極以導(dǎo)線相連而等電位，受陰極射線的撞擊而產(chǎn)生X X線。電子撞擊的目

25、標(biāo)稱為靶。第37頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管固定陽(yáng)極X X線管組成：由陽(yáng)極、陰極、玻璃殼三部分組成陽(yáng)極:受電子轟擊 輻射X線陰極:發(fā)射電子玻璃殼:保證管內(nèi)真空,使電子運(yùn)動(dòng)不受阻擋第38頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管陽(yáng)極陽(yáng)極是由陽(yáng)極頭、陽(yáng)極帽和陽(yáng)極柄三部分組成陽(yáng)極的作用是吸引和加速電子，并急劇阻止高速運(yùn)動(dòng)電子而激發(fā)X線第39頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管陽(yáng)極1、陽(yáng)極頭陽(yáng)極頭由鎢靶和銅體組成。其作用為靶面承受電子轟擊，輻射出射線。其輻射X X線效率高，并具有良好的散熱能力。由于電子轟擊靶面時(shí)，只有不到1%1%的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為X X線，其余99%99%以上的動(dòng)能都轉(zhuǎn)換為熱。故靶面的工作溫度很高，

26、因此靶面一般用熔點(diǎn)高（33703370C C）、原子序數(shù)大（7474）、蒸發(fā)率低的鎢制成，故稱鎢靶。第40頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管陽(yáng)極1、陽(yáng)極頭但鎢的導(dǎo)熱率低，通過(guò)真空熔焊把鎢靶熔焊在無(wú)氧銅制成的銅體上, ,構(gòu)成陽(yáng)極頭。由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)大，使受電子轟擊后產(chǎn)生的熱量很快地傳導(dǎo)出去。第41頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管陽(yáng)極2 2、陽(yáng)極柄陽(yáng)極柄是陽(yáng)極引出玻璃管外的部分，是X X線管的著力點(diǎn)和固定點(diǎn)，它由紫銅制成，浸在變壓器油中，其作用為通過(guò)與油之間的熱傳導(dǎo)，將靶的熱量傳出去，提高陽(yáng)極的散熱效率。無(wú)氧銅紫紫 銅第42頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管陽(yáng)極3 3、陽(yáng)極帽又稱陽(yáng)極罩或反跳罩，套在陽(yáng)

27、極頭上，用含有 鎢粉的無(wú)氧銅制成。陽(yáng)極帽有兩個(gè)開(kāi)口，一個(gè)面對(duì)陰極的開(kāi)口為電子束入靶的通道，另一個(gè)開(kāi)口在側(cè)面是向外輻射X X線的通道。有的還在此開(kāi)口處加一金屬鈹片，以吸收軟射線。陽(yáng)極帽的主要作用是吸收二次電子。第43頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管陽(yáng)極二次電子 高速運(yùn)動(dòng)的電子轟擊靶面產(chǎn)生X X線時(shí)，靶面會(huì)反射和釋放出部分電子，即二次電子。其危害有三點(diǎn)：1 1、二次電子撞擊玻璃殼內(nèi)壁時(shí)，使玻璃溫度升高而放出氣體，降低管內(nèi)真空度。2 2、二次電子撞擊玻璃壁部分附著在玻璃壁上，使玻璃壁負(fù)電位增加，造成整個(gè)管壁電位分布不均勻，使管壁產(chǎn)生縱向應(yīng)力，造成玻璃壁的損壞。3 3、二次電子沒(méi)有經(jīng)過(guò)聚焦，它再次轟擊

28、靶面時(shí)，會(huì)輻射出X X線從而使X X線成像質(zhì)量降低。第44頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 陰極陰極是由燈絲、陰極頭、陰極套和玻璃芯柱組成，其作用是發(fā)射電子并使電子束聚焦，使轟擊靶面上的電子束具有一定的形狀和大?。▽?shí)際焦點(diǎn)）。第45頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 陰極1 1、燈絲: :燈絲的作用是發(fā)射電子，它由鎢組成。鎢在高溫下有一定的電子發(fā)射能力，熔點(diǎn)高、蒸發(fā)率低，有較好的延展性，容易加工。X X線管燈絲都繞成小螺旋管狀，一般有兩個(gè)燈絲，分為大小燈絲。第46頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 陰極燈絲: : 功率較大的X X線管都裝有長(zhǎng)短和粗細(xì)各不同的兩個(gè)燈絲，稱為雙焦點(diǎn)X線管。長(zhǎng)而粗的燈絲

29、功率大，加熱電壓高，發(fā)射電流大，形成大焦點(diǎn)；短而細(xì)的燈絲功率小，加熱電壓低，發(fā)射電流小，形成小焦點(diǎn) 。陰極一般有三根引線，其中一根為公共線，其余兩根分別為大小燈絲的引線。第47頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 陰極燈絲: :燈絲電壓一般約為10V10V左右，燈絲電流約為2 29A9A，根據(jù)球管功率大小而不同。在一定范圍內(nèi), ,燈絲電壓越高, ,燈絲溫度也越高, ,發(fā)射電子的數(shù)量就越多。調(diào)節(jié)燈絲溫度的高低，即可改變燈絲發(fā)射的熱電子數(shù)量。燈絲溫度與發(fā)射電子呈指數(shù)式上升關(guān)系。第48頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 陰極燈絲：燈絲點(diǎn)燃時(shí)間越長(zhǎng)，工作溫度越高，蒸發(fā)越快，燈絲壽命就越短。如果燈絲電壓比額定

30、值升高5%5%，燈絲壽命將縮短一倍。降低燈絲的工作溫度和縮短燈絲點(diǎn)燃時(shí)間可延長(zhǎng)燈絲的壽命。第49頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 陰極2 2、陰極頭：陰極頭又稱聚射罩，由純鎳或鐵鎳合金制成的長(zhǎng)方形槽。其作用是對(duì)燈絲發(fā)射的電子進(jìn)行聚焦。第50頁(yè)/共163頁(yè)固定陽(yáng)極X X線管 玻璃殼 玻璃殼 又稱管殼, ,作用是用來(lái)支撐陰、陽(yáng)兩極和保持管內(nèi)真空度。 由于陰、陽(yáng)兩極加有高壓，陽(yáng)極的工作溫度很高，因此玻璃殼多采用耐高溫、絕緣強(qiáng)度高、膨脹系數(shù)小的鉬組硬質(zhì)玻璃制成。 為了防止產(chǎn)生氣體放電，保證陰極發(fā)射的電子能無(wú)阻擋地高速飛向陽(yáng)極，X X線管內(nèi)的真空度應(yīng)保持在133.3133.31010-7-7pa(10p

31、a(10-7-7mmHg)mmHg)以下，裝入X X線管內(nèi)的所有零部件都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的清洗和徹底除氣。第51頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn)在線的成像系統(tǒng)中，對(duì)線成像質(zhì)量影響最大的因素之一就是線管的焦點(diǎn)。線管焦點(diǎn)可分為實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)。1 1、實(shí)際焦點(diǎn)：是指高速電子在靶面上的實(shí)際轟擊面積。實(shí)際焦點(diǎn)的大?。ㄖ饕笇挾龋?，只要取決于聚焦罩的形狀、寬度和深度。實(shí)際焦點(diǎn)越大（靶面積越大，能承受的功率值相應(yīng)增加），線管的容量就越大，曝光的時(shí)間就可以縮短第52頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn) 實(shí)際焦點(diǎn)螺旋管狀燈絲裝于聚射罩內(nèi),燈絲發(fā)射出來(lái)的電子軌跡，也就是實(shí)際焦點(diǎn)的尺寸和形狀，主要取決于燈絲附近電位的分布。由于聚射罩的作用

32、（負(fù)電位和物理形狀），燈絲發(fā)射電子被聚焦，在靶面上形成焦點(diǎn)。第53頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn) 實(shí)際焦點(diǎn)該焦點(diǎn)由電子密度不同的主焦點(diǎn)和副焦點(diǎn)組成。燈絲前面發(fā)射的電子形成的焦點(diǎn)為主焦點(diǎn)b b，其電子密度大；燈絲側(cè)面發(fā)出的電子形成的焦點(diǎn)為副焦點(diǎn)b b，其電子密度小。第54頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn) 實(shí)際焦點(diǎn)在電場(chǎng)的作用下,焦點(diǎn)面上的電子密度分布不同,其X線輻射強(qiáng)度的分布呈單峰、雙峰和多峰，在同樣焦點(diǎn)尺寸的情況下，焦點(diǎn)中央輻射強(qiáng)度越強(qiáng)，其影像分辨率越高。診斷用X線管的焦點(diǎn)一般是雙峰分布。第55頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn) 有效焦點(diǎn)2 2、有效焦點(diǎn)：有效焦點(diǎn)又稱作用焦點(diǎn)。實(shí)際焦點(diǎn)在X X線管長(zhǎng)軸垂直方向上的投影面為有

33、效焦點(diǎn)。由于這個(gè)角度的關(guān)系，垂直于X X線管長(zhǎng)軸方向投影所形成的焦點(diǎn)變小。第56頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn) 有效焦點(diǎn)電子束所轟擊的靶面與X線管長(zhǎng)軸垂直平面之間的夾角稱為陽(yáng)極傾角。當(dāng)陽(yáng)極傾角為時(shí)，有效焦點(diǎn)與實(shí)際焦點(diǎn)的關(guān)系是：有效焦點(diǎn)= =實(shí)際焦點(diǎn)sinsin第57頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn)與成像質(zhì)量3 3、有效焦點(diǎn)與成像質(zhì)量的關(guān)系：有效焦點(diǎn)越小，影像清晰度就越高。當(dāng)有效焦點(diǎn)為點(diǎn)光源時(shí)，清晰度最高；當(dāng)有效焦點(diǎn)變大時(shí)，在圖像邊界產(chǎn)生的半影也越大，造成邊界模糊。但有效焦點(diǎn)變小，實(shí)際焦點(diǎn)也相應(yīng)變小，X線管的容量就減小。第58頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn)與成像質(zhì)量3 3、有效焦點(diǎn)與成像質(zhì)量的關(guān)系：從X X線管的功率來(lái)看

34、，實(shí)際焦點(diǎn)越大越好。焦點(diǎn)面積大，單位時(shí)間內(nèi)陽(yáng)極能承受較高的熱量，對(duì)提高功率有利，X X線管的容量就大。一般采用雙焦點(diǎn)X X線管，透視用小焦點(diǎn)，攝影用大焦點(diǎn)。減小有效焦點(diǎn)面積可通過(guò)減小實(shí)際焦點(diǎn)尺寸和減小靶角來(lái)實(shí)現(xiàn)。第59頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn)方位特性4 4、焦點(diǎn)方位性：X X線呈圓錐型放射，在照射野不同的方位上，有效焦點(diǎn)的尺寸是不相同的。投影方位越靠近陽(yáng)極，有效焦點(diǎn)尺寸越小，越靠近陰極就越大。若投影方向偏離管軸線與電子入射方向所組成的平面時(shí)，有效焦點(diǎn)形狀還會(huì)發(fā)生失真。X X線焦點(diǎn)的中心點(diǎn)必須是電子的撞擊點(diǎn)。使用時(shí)需保持實(shí)際焦點(diǎn)、X X線輸出窗中心、投影中心三點(diǎn)一線，即X X線中心對(duì)準(zhǔn)影像中心。

35、管軸線第60頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn)方位特性陽(yáng)極效應(yīng)：由于陽(yáng)極靶面是傾斜的，使得有效焦點(diǎn)面積和X X線強(qiáng)度的分布不均勻，平行于X X線管長(zhǎng)軸方向上，靠近陽(yáng)極端的X X線強(qiáng)度和有效焦點(diǎn)面積小于陰極端，這種效應(yīng)稱為陽(yáng)極效應(yīng)。也稱稱為足跟效應(yīng)。 所以在投照中可將被照體厚度厚，密度大的一側(cè)置于陰極端，厚度薄，密度小的一側(cè)放陽(yáng)極端。 管軸線第61頁(yè)/共163頁(yè)線的焦點(diǎn)增漲5 5、焦點(diǎn)增漲：當(dāng)管電流增大時(shí)，電子束的電子數(shù)量增多，由于電子之間庫(kù)侖力（斥力增大）的作用，使焦點(diǎn)尺寸出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。管電壓一定時(shí)，焦點(diǎn)增漲的大小隨管電流增加而變大，而管電壓變化影響較小。由此可見(jiàn)：有效焦點(diǎn)的大小與實(shí)際焦點(diǎn)、投影方位、管

36、電流和管電壓有關(guān)。 第62頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管 由于固定陽(yáng)極的焦點(diǎn)大小、清晰度、功率之間之間存在著矛盾，為了達(dá)到既提高功率，又縮小焦點(diǎn)的目的，推出了旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管。大多數(shù)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管也是由陽(yáng)極、陰極和玻璃殼三部分組成。第63頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管 旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管的陽(yáng)極靶面做成了圓盤狀并高速旋轉(zhuǎn)，在發(fā)生X X線時(shí)，陰極發(fā)射出的電子，轟擊在轉(zhuǎn)動(dòng)的陽(yáng)極靶面上，產(chǎn)生的熱量被均勻地分布在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形面積上。第64頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管 這樣實(shí)際轟擊的點(diǎn)的尺寸不變，空間位置不變，也就是實(shí)際焦點(diǎn)不變，而轟擊的面積因陽(yáng)極轉(zhuǎn)動(dòng)而大大增加，使熱量分布面積大大增加，較大地提高了線管的功率，同時(shí)陽(yáng)

37、極傾角較小，有效焦點(diǎn)減小。第65頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管1 1、靶盤： 靶盤為直徑7070150150mmmm之間的單凸輪圓盤，中心固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的另一端與轉(zhuǎn)子相連，必須有良好的運(yùn)動(dòng)平衡性。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管的陽(yáng)極主要由靶面、轉(zhuǎn)軸、軸承、轉(zhuǎn)子組成。第66頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管2 2、靶面： 靶面具有一定的傾斜角，角度在6 6 17.517.5之間。采用錸鎢合金（10%10%20%20%錸) )做靶面，鉬或石墨做靶基，制成鉬基錸鎢合金復(fù)合靶，或者石墨基錸鎢合金復(fù)合靶。錸鎢合金靶面晶粒變細(xì)，抗熱脹性提高，再結(jié)晶溫度上升，使靶面龜裂減少。第67頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管2 2、靶面： 錸鎢

38、合金靶和純鎢靶比較，錸鎢合金靶的劑量明顯優(yōu)于純鎢靶。鉬或金屬石墨熱容量比鎢大，散熱率比鎢好，而質(zhì)量比鎢要小，靶體重量輕而熱容量大，有效地提高了X X線管連續(xù)負(fù)荷的能力。第68頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管3 3、轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子由無(wú)氧銅制成，轉(zhuǎn)子在X X線管的玻璃壁內(nèi)，而定子線圈卻裝在X X線管的玻璃壁外。轉(zhuǎn)軸裝入軸承套內(nèi)，兩端有兩只軸承。在轉(zhuǎn)子的周圍加上旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后（定子線圈得電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)），轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由下式?jīng)Q定： n = 120 f/p (r/min)n = 120 f/p (r/min)式中：n n為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；f f為電源頻率；p p為定子極數(shù)，一般為2 2極，實(shí)際轉(zhuǎn)速要比計(jì)算值低

39、約5%5%6%6%。第69頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管3 3、轉(zhuǎn)子：旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管的陽(yáng)極轉(zhuǎn)速對(duì)陽(yáng)極允許承載能力影響很大，為提高X X線管的使用功率，一般采用提高電源頻率的方法來(lái)增加轉(zhuǎn)速。 n = 120 f/p (r/min)n = 120 f/p (r/min)低速管的陽(yáng)極轉(zhuǎn)速約2800r/min2800r/min，高速管陽(yáng)極轉(zhuǎn)速（f=150Hz)f=150Hz)一般約為85008500r/mimr/mim或以上。轉(zhuǎn)速越高，電子束在靶面某點(diǎn)停留時(shí)間越短，靶面溫差越小，X X線管的功率就越大。第70頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管3 3、轉(zhuǎn)子： 因軸承溫度不能過(guò)高，為了避免過(guò)多的熱量傳導(dǎo)到軸承，與

40、轉(zhuǎn)子連接支撐陽(yáng)極靶體的鉬桿做的很細(xì)，或采用管狀的鉬桿。為增加轉(zhuǎn)子的熱輻射，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行黑化處理，表面黑化使熱輻射提高1 1倍，使從陽(yáng)極靶傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量，大部分都從轉(zhuǎn)子表面輻射出去。第71頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管4 4、軸承：軸承由耐熱合金鋼制成，可以承受較高的工作溫度（約400 400 C C左右），但不能超過(guò)460 460 C C。為減少軸承和轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力，軸承潤(rùn)滑劑都采用固體潤(rùn)滑材料（油脂類潤(rùn)滑劑因溫度升高會(huì)蒸發(fā)汽化），如二硫化鉬、銀、鉛等。第72頁(yè)/共163頁(yè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管為減少不必要的摩擦，避免無(wú)用的空轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)控制電路中，還專門設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)子制動(dòng)電路（剎車電路），使得射線結(jié)束后

41、制動(dòng)功能啟動(dòng)，使空轉(zhuǎn)的陽(yáng)極很快停下來(lái)。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管轉(zhuǎn)子靜轉(zhuǎn)時(shí)間，是指從切斷定子電源開(kāi)始到轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的時(shí)間，一般為3030minmin左右。如轉(zhuǎn)子靜轉(zhuǎn)時(shí)間低于1 1min,min,表明軸承已明顯磨損。定子線圈安裝在球管玻璃殼外。第73頁(yè)/共163頁(yè)特殊線管普通X X線管：固定陽(yáng)極X X線管和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管特殊X X線管：1 1、金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X X線管2 2、三極X X線管3 3、軟X X線管4 4、液態(tài)金屬軸承X X線管5 5、CTCT用X X線管第74頁(yè)/共163頁(yè)金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管外殼用硬質(zhì)玻璃制成的X X線管，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用后，往往由于玻璃壁擊穿而損壞。因?yàn)樵谛鹿軙r(shí)

42、玻璃壁是絕緣體，陽(yáng)極靶面反彈和二次電子有部分散射到管壁上，隨著X X線管的使用時(shí)間延長(zhǎng)，燈絲蒸發(fā)和陽(yáng)極靶面的鎢蒸發(fā)使玻璃壁附著一層金屬鎢的沉積物（沉積層與陽(yáng)極相連類似第三電極），高速電子對(duì)玻璃壁的轟擊侵蝕，最后導(dǎo)致玻璃壁被擊穿。第75頁(yè)/共163頁(yè)金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管為了消除鎢沉積層的影響，延長(zhǎng)X X線管的壽命，推出了金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)X X線管，它的外殼用金屬和陶瓷組合而成，金屬和陶瓷之間采用鈮過(guò)渡，用銅焊接。 X X線管中間的金屬部分接地，以吸收二次電子，窗口出線處用鈹窗以使X X線通過(guò)。第76頁(yè)/共163頁(yè)金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管金屬靠近陽(yáng)極一端嵌入玻璃殼中，金屬靠近陰極一端嵌入陶瓷內(nèi)，X X線管

43、中的玻璃和陶瓷部分起絕緣作用，金屬部分接地，以捕獲二次電子。第77頁(yè)/共163頁(yè)金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管的優(yōu)點(diǎn)1 1、消除了鎢沉積層導(dǎo)致的X X線管損壞的危險(xiǎn)。解決了因管壁擊穿而壽命終結(jié)的問(wèn)題。2 2、可將燈絲加熱到較高的溫度，提高了X X線管的負(fù)荷。3 3、管壁上的電場(chǎng)和電位梯度保持不變，可在低kVkV下使用較高的mAmA。第78頁(yè)/共163頁(yè)金屬陶瓷旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管大功率陶瓷陶瓷X X線管使用大直徑（120mm120mm）復(fù)合靶盤、小陽(yáng)極傾角（9 9 1313 ）。陽(yáng)極在兩端有軸承支撐的軸上旋轉(zhuǎn)，用陶瓷絕緣，裝在接地的金屬管殼內(nèi)，管殼裝在鋼制管套中。第79頁(yè)/共163頁(yè)三極線管 三極線管是在普通線

44、管的陰極和陽(yáng)極之間加一個(gè)控制柵極，又稱柵控線管。柵控線管結(jié)構(gòu)：柵控線管陰極的結(jié)構(gòu)比較特殊，在燈絲的前面加有柵極，在柵極的四周設(shè)有聚焦極，燈絲和聚焦極之間相互絕緣，柵極電位就加在燈絲與聚焦極之間。第80頁(yè)/共163頁(yè)三極線管柵控線管的控制原理： 當(dāng)柵極加上一個(gè)對(duì)陰極而言是負(fù)電位（-2-2-5kV-5kV）或負(fù)脈沖電壓時(shí)，可使陰極發(fā)射的熱電子完全飛不到陽(yáng)極上（阻擋電子作用），形不成管電流，因此不會(huì)產(chǎn)生線。當(dāng)負(fù)電壓或負(fù)脈沖消失時(shí)，陰極發(fā)射的熱電子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下飛向陽(yáng)極，形成管電流，產(chǎn)生線。因此，三極線管線的輻射不但取決于燈絲電壓和管電壓，還取決于柵極電位。第81頁(yè)/共163頁(yè)三極線管柵控線管的特性

45、1 1、燈絲發(fā)射特性：由于柵極負(fù)電位對(duì)電子流起阻止作用，因此其燈絲發(fā)射特性要比一般線管差，獲得相同的管電流，柵控線管的燈絲加熱電流要比一般線管的燈絲加熱電流大得多。組成柵極的金屬絲之間距離越大，發(fā)射特性就越好，但加在柵極上的負(fù)電位也要相應(yīng)提高。第82頁(yè)/共163頁(yè)三極線管1、燈絲發(fā)射特性：第83頁(yè)/共163頁(yè)三極線管柵控線管的特性1 1、燈絲發(fā)射特性：為了提高柵控線管的管電流，設(shè)計(jì)出另一種結(jié)構(gòu)的柵控線管，使燈絲與陰極頭相互絕緣，負(fù)電位加在陰極頭上，這樣，陰極頭既起著聚焦作用，又起著柵極作用。它的柵極切斷電壓為- -2.5kV2.5kV。第84頁(yè)/共163頁(yè)三極線管柵控線管的特性2 2、截止特性

46、：不同管電壓時(shí)，使管電流截止的柵極電位也不同。當(dāng)管電壓為125kV125kV時(shí)，截止管電流的柵極電位為-2.5kV-2.5kV。柵極電位的變化會(huì)引起燈絲附近的電位分布發(fā)生變化，從而焦點(diǎn)寬度也隨著改變（長(zhǎng)度變化不大）。一般在燈絲兩端使柵極金屬絲的間隔變小，可改變上述現(xiàn)象。第85頁(yè)/共163頁(yè)三極線管柵控線管的特性3 3、時(shí)間控制特性：作瞬間X X線攝影時(shí)，在柵控線管的的柵極上加一矩形負(fù)脈沖電壓。對(duì)線管本身來(lái)說(shuō)，瞬間攝影時(shí)間可短到10us;10us;但由于高壓電纜存在電容，其實(shí)用的臨界值為1ms1ms。第86頁(yè)/共163頁(yè)柵控技術(shù)柵控技術(shù)可去掉由球管產(chǎn)生的軟射線，可減少30%的皮膚劑量柵控軟射線-

47、2KV -5KV+_第87頁(yè)/共163頁(yè)柵控線管 為了減少軟射線，DSADSA設(shè)備的X X線管均采用了柵極控制技術(shù)，即在X X線管的陰極與陽(yáng)極之間再加一個(gè)控制柵極，基本原理為：當(dāng)控制柵極加上一個(gè)對(duì)陰極而言的負(fù)電位（-2 -2 -5kV-5kV）時(shí)，管電流被截止。當(dāng)負(fù)電位消失，管電流導(dǎo)通，X X線即發(fā)生。柵控技術(shù)有效去除了電壓爬升與降落時(shí)低速電子產(chǎn)生的大量的軟射線, ,可減少30%30%的皮膚劑量，同時(shí)也提高了X X線的質(zhì)量。 第88頁(yè)/共163頁(yè)柵控線管第89頁(yè)/共163頁(yè)軟線管對(duì)乳房等軟組織進(jìn)行線攝影時(shí)，用普通線管得不到滿意的效果，必須采用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的軟線，因此，一般使用軟線管來(lái)產(chǎn)生軟線。軟線

48、管的特點(diǎn)：、線輸出窗的固有濾過(guò)小。( (鈹窗 0.70.70.9mm0.9mm厚的鋁) )、在管電壓較低情況下，能產(chǎn)生較大的管電流。( (極間距離短，電場(chǎng)強(qiáng)度大) )3 3、焦點(diǎn)較?。?.10.1mm/0.3mmmm/0.3mm）第90頁(yè)/共163頁(yè)軟線管軟線管的構(gòu)造：、鈹窗: :軟組織攝影用線管用鈹作為輸出窗口，對(duì)軟射線濾過(guò)少。鈹?shù)脑有驍?shù)為4 4，軟線極易穿過(guò)，總的濾過(guò)當(dāng)量不大于0.70.70.9mm0.9mm厚的鋁，當(dāng)管電壓在50kV50kV以下時(shí)，就不必再加濾過(guò)鋁板，但病人皮膚吸收的X X線劑量也會(huì)增大。第91頁(yè)/共163頁(yè)軟線管軟線管的構(gòu)造：2 2、鉬靶: :軟線管的陽(yáng)極靶面由鉬或銠

49、制成，鉬的原子序數(shù)為4242，熔點(diǎn)為2622 2622 C C，能產(chǎn)生波長(zhǎng)較長(zhǎng)的軟射線。它輻射線的效率是鎢的0.570.57倍。靶面材料也有用銠制成，銠的原子序數(shù)為4545，熔點(diǎn)為1966 1966 C C。軟組織攝影時(shí)最適宜的線波長(zhǎng)為0.09 0.09 0.06nm0.06nm。在軟組織線攝影中，主要利用鉬的特征線。第92頁(yè)/共163頁(yè)軟線管軟線管的構(gòu)造：2 2、鉬靶: :鉬的K K層電子躍遷的激發(fā)電壓為20kV20kV，當(dāng)鉬靶線管加20kV20kV以上的管電壓時(shí)，鉬能放射出波長(zhǎng)分別為0.071nm0.071nm和0.063nm0.063nm的特征線。第93頁(yè)/共163頁(yè)軟線管軟線管的構(gòu)造：

50、3 3、極間距離短: :陰極和陽(yáng)極之間的距離短。軟線管的管電壓較低，管電流由于空間電荷影響而較小，為了改善燈絲發(fā)射特性，縮短陰極和陽(yáng)極之間的距離，普通線管的極間距為17mm17mm左右，軟線管的極間距為101013mm13mm。所以，軟線管的最高電壓不能超過(guò)6 60kV0kV，一般為5050kVkV以下。由于極間距縮短，陰陽(yáng)兩極的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，在相同燈絲加熱電流情況下，軟線管的管電流要比一般線管的管電流大。第94頁(yè)/共163頁(yè)軟線管軟線管與普通線管結(jié)構(gòu)上的不同點(diǎn)：1、鈹窗/鋁窗 2、鉬靶/鎢靶3、極間距離短10101313mmmm/ /約1717mmmm第95頁(yè)/共163頁(yè)線管的管套1 1、固

51、定陽(yáng)極線管管套管套由金屬制成，內(nèi)充滿絕緣油，其作用一是絕緣，二是冷卻。一端為耐油橡膠制的膨脹器，起到熱脹冷縮的作用。管套壁內(nèi)襯鉛層防止散射線。射線輸出口裝有透明向內(nèi)凹型窗口，既減少了油層厚度，增加了輸出劑量，又可觀察管內(nèi)情況。第96頁(yè)/共163頁(yè)線管的管套2 2、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管管套 旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極管套和固定陽(yáng)極管套基本相同, ,不同的是在陽(yáng)極端玻璃殼外裝有旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極定子線圈, ,浸在絕緣油內(nèi), ,其三根引線通過(guò)接線柱引到管外，轉(zhuǎn)子在玻璃管內(nèi)。另配有溫度傳感器，球管過(guò)熱時(shí)，自動(dòng)切斷高壓，起保護(hù)作用。第97頁(yè)/共163頁(yè)線管的管套3 3、組合機(jī)頭 將X X線管、高壓變壓器、燈絲變壓器和高壓整流器件等共同裝在

52、一個(gè)充滿變壓器油的容器中，稱為組合機(jī)頭。第98頁(yè)/共163頁(yè)線管的管套3 3、組合機(jī)頭 在中頻X X線機(jī)中，應(yīng)用中頻技術(shù)，采用40040020kHz20kHz甚至更高的頻率技術(shù)，使高壓變壓器、燈絲變壓器和高壓硅堆體積成倍縮小，將各高壓組件和X X線管管頭組裝在一起，形成新一代的組合機(jī)頭。第99頁(yè)/共163頁(yè)線管的特性1 1、陽(yáng)極特性曲線（IaIaUaUa） 陽(yáng)極特性曲線是指線管燈絲加熱電流在某一恒定值下，管電壓UaUa與管電流IaIa的關(guān)系曲線。 線管陰極燈絲發(fā)射的電子大致可分為三個(gè)區(qū)域。 第一個(gè)區(qū)域是燈絲前端發(fā)射出來(lái)的電子，它們?cè)陟o電場(chǎng)作用下飛向陽(yáng)極，這部分電子的運(yùn)動(dòng)不受阻力。第100頁(yè)/共

53、163頁(yè)線管的特性1 1、陽(yáng)極特性曲線（IaIaUaUa） 第二個(gè)區(qū)域是燈絲側(cè)面發(fā)射出來(lái)的電子，這部分電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是在空間發(fā)生交叉后飛向陽(yáng)極，因此它們的運(yùn)動(dòng)要受到一定的阻力。 第三個(gè)區(qū)域是燈絲后端發(fā)射出來(lái)的電子，由于電子之間相互排斥，加上燈絲的屏蔽作用，致使電場(chǎng)作用力很微弱，因此這部分電子滯留在燈絲后面的空間，形成電子云即空間電荷，它們受到很大的阻力，只能隨著管電壓的升高而逐漸飛向陽(yáng)極。第101頁(yè)/共163頁(yè)線管的特性1 1、陽(yáng)極特性曲線（IaIaUaUa）當(dāng)燈絲加熱為IfIf1 1時(shí)，曲線可以分為兩部分：OAOA1 1段管電流較小，燈絲發(fā)射的電子飛向陽(yáng)極的數(shù)量隨管電壓升高而增加，即管電壓升

54、高時(shí)管電流隨之增大，這部分曲線反映了空間電荷所起的主要作用，因此叫空間電荷作用區(qū)。 IfIf為燈絲加熱電流，UaUa為管電壓，IaIa為管電流。第102頁(yè)/共163頁(yè)線管的特性1 1、陽(yáng)極特性曲線（IaIaUaUa）當(dāng)燈絲加熱為A A1 1B B1 1段時(shí)，管電流趨向恒定值，不再隨管電壓升高而增加，這部分曲線稱為飽和區(qū)。在飽和區(qū)，管電壓已較高，所有空間電荷已飛向陽(yáng)極，管電流不再隨管電壓上升而增加。此時(shí)，管電流與管電壓無(wú)關(guān)，管電流的大小由燈絲加熱電流決定。IfIf為燈絲加熱電流，UaUa為管電壓，IaIa為管電流。第103頁(yè)/共163頁(yè)線管的特性1 1、陽(yáng)極特性曲線（IaIaUaUa）當(dāng)燈絲加熱

55、從IfIf1 1增加到IfIf2 2時(shí)，由于燈絲發(fā)射電子數(shù)目增加，所以空間電荷也增大，使管電流達(dá)到飽和的管電壓也隨之增大，其管電流特性由OAOA2 2B B2 2段曲線表示。 IfIf為燈絲加熱電流，UaUa為管電壓，IaIa為管電流。第104頁(yè)/共163頁(yè)線管的特性1 1、陽(yáng)極特性曲線（IaIaUaUa） 由陽(yáng)極特性曲線可知，線管在飽和區(qū)域使用時(shí)，管電流大小取決于燈絲加熱電流，不受管電壓影響。利用這一特性，對(duì)線管的管電流和管電壓可分別單獨(dú)調(diào)節(jié)，以獲得所需要的不同質(zhì)和不同量的線。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，進(jìn)入飽和區(qū)后，隨著管電壓升高，管電流仍有增加，仍需要對(duì)空間電荷進(jìn)行補(bǔ)償 ，以保證管電流和管電壓的單獨(dú)調(diào)

56、節(jié)。目的是在調(diào)節(jié)管電壓時(shí)管電流穩(wěn)定不變。第105頁(yè)/共163頁(yè)線管的特性2 2、燈絲發(fā)射特性曲線 燈絲發(fā)射特性是指在一定的管電壓下，管電流與燈絲加熱電流的關(guān)系。從曲線中看到: :要獲得同一管電流, ,所需加熱電流在高kVkV要比低kVkV時(shí)低; ;在同一加熱電流下, ,所獲得的管電流高kVkV要比低kVkV時(shí)高。第106頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù) 線管的電參數(shù)是指線管電性能的規(guī)格數(shù)據(jù)，常見(jiàn)的有燈絲加熱電壓、燈絲加熱電流、最高管電壓、最大管電流、最大允許功率、熱容量等。這些數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格遵守。1 1、最高管電壓：指加于線管兩極間最高峰值電壓，單位是千伏（kVkV）。其電壓規(guī)格是根據(jù)線管的長(zhǎng)度、形狀

57、、絕緣介質(zhì)材料的種類、管套形式來(lái)決定的。如超過(guò)可造成管壁放電，甚至擊穿損壞。第107頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量：容量又稱負(fù)荷量，是線管在安全使用條件下能承受的最大負(fù)荷量。* *由于輸入線管的電能99%99%以上變成熱能，靶的焦點(diǎn)面溫升很快，超過(guò)一定溫度時(shí)將導(dǎo)致線管的損壞，因而線管的容量要受到限制。* *要增大線管的容量，通常采用增大焦點(diǎn)面積、減小靶面傾角、增加陽(yáng)極轉(zhuǎn)速、增大焦點(diǎn)軌道半徑、減小管電壓的紋波系數(shù)等方法。第108頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量* *線管的容量常用“代表容量”來(lái)表示。線管容量電功率的計(jì)算式為： P=UI/1000(KW)P=UI/1000

58、(KW)P P為線管的負(fù)載功率即容量；U U為管電壓（千伏有效值）；I I為管電流（毫安有效值）。在單相全波整流電路中, ,管電壓有效值=0.707=0.707管電壓峰值，管電流有效值=1.1 =1.1 管電流平均值。第109頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量線管的容量還與曝光時(shí)間有關(guān)。曝光時(shí)間加長(zhǎng)則容量相應(yīng)減小。從圖中可見(jiàn)，線管負(fù)荷時(shí)間越長(zhǎng)，連續(xù)負(fù)荷量越小。這是因?yàn)榫€管每次使用時(shí)間越長(zhǎng)，陽(yáng)極所積聚的熱量也就越多，它所容許的容量也必須相應(yīng)減小。第110頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量線管的容量還與整流方式有關(guān)。右圖為線管負(fù)荷與時(shí)間關(guān)系曲線，()()為單相全波整流，()()

59、為半波整流，()()為自整流。管電壓的波紋系數(shù)越小，容量越大。所以波紋系數(shù)與整流方式有關(guān)，第111頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量線管代表容量：* *由于線管的容量不是一個(gè)固定值，它與整流方式和曝光時(shí)間有關(guān)，這對(duì)線管容量的表示特別是相互比較帶來(lái)困難。通常將一定整流方式和一定曝光時(shí)間下線管的最大負(fù)荷稱為線管的代表容量，也稱標(biāo)稱功率或額定容量。第112頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量線管代表容量：* *固定陽(yáng)極線管的代表容量是指在單相全波整流電路中，曝光時(shí)間為1S1S時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。例如小焦點(diǎn)（1.8mm1.8mm1.8mm1.8mm）2KW2KW。* *旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極線管

60、的代表容量是指在三相六管全波整流電路中，曝光時(shí)間為0.1S0.1S時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。例如小焦點(diǎn)（1.0mm1.0mm1.0mm1.0mm）20KW20KW。第113頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)2 2、線管的容量線管代表容量：* *線管的代表容量與整流方式之間的關(guān)系是，若以單相全波整流電路下的代表容量為1 1，則半波整流電路下的代表容量只能按0.70.7使用，自整流電路下的代表容量只能按0.50.5使用。增大容量的主要途徑：增大焦點(diǎn)面積；減小靶面傾角；增加陽(yáng)極轉(zhuǎn)速；增大焦點(diǎn)軌道半徑；減小管電壓的波紋系數(shù)；（還與曝光時(shí)間和整流方式有關(guān)）。第114頁(yè)/共163頁(yè)線管的電參數(shù)3 3、線管的熱容量*