醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第二章

一 學(xué)習(xí)目標 1 掌握固定陽極和旋轉(zhuǎn)陽極X線管的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 2 掌握各高壓部件的基本結(jié)構(gòu)和作用 3 掌握接觸器 繼電器 控制開關(guān)的工作特點和用途 4 熟悉X線電視系統(tǒng)的基本構(gòu)成 影像轉(zhuǎn)換過程和自動亮度控制原理 5 熟悉各相械輔助裝置的作用和基本結(jié)構(gòu) 6 熟悉X線管的規(guī)格和特性 7 了解特殊X線管的特點和用途 二 主要內(nèi)容 一 X線管裝置 二 高壓發(fā)生裝置 三 控制裝置 四 透視用影像裝置 五 機械輔助裝置 一 X線管裝置 X線管產(chǎn)生X線的條件 陰極燈絲加熱且能發(fā)射電子 X線管兩極加上高壓 1 固定陽極X線管 1 陽極 作用 接受高速電子流撞擊而產(chǎn)生X線 將陽極熱量輻射或傳導(dǎo)出管外 吸收二次電子和散亂射線 由陽極 陰極和玻璃管殼三部分組成 組成 陽極頭 陽極柄和陽極罩 見圖2 2 1 陽極頭 由鎢靶面和散熱銅體組成 2 陽極柄 普通銅 紫銅 制成 引出管外至高壓絕緣油中 將陽極頭熱量傳導(dǎo)出去 3 陽極罩 又名陽極帽 無氧銅制成 吸收二次電子和散射線 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 組成 燈絲 聚焦槽 陰極套和玻璃芯柱 1 燈絲 發(fā)射電子 螺旋管狀鎢絲 分為單焦點和雙焦點 大 小焦點 燈絲電壓越高 燈絲溫度越高 發(fā)射電子數(shù)量就越大 調(diào)節(jié)燈絲加熱電壓即可實現(xiàn)管電流的調(diào)節(jié) 為了延長燈絲壽命 燈絲加熱方式通常采用預(yù)熱增溫式 2 聚焦槽 又名陰極頭 聚焦罩 集射罩 對陰極燈絲發(fā)射的電子進行聚焦 見圖2 5 3 玻璃殼 簡稱管殼 固定和支撐陽 陰兩極 保持高真空 由熔點高 絕緣強度大 膨脹系數(shù)小的鉬組硬質(zhì)玻璃制成 固定陽極X線管的主要缺點 焦點尺寸大 瞬時負載功率小 2 X線管的焦點 1 實際焦點 陰極電子在陽極靶面上的實際轟擊面積 見圖2 6 實際焦點的形狀由燈絲的形狀決定 通常為長方形 大小取決于聚焦槽的形狀 寬度及燈絲位于槽中的深度 實際焦點的大小越大 X線管的瞬時負載功率越大 2 有效焦點 實際焦點在空間中各個投射方向上的投影面積 標稱有效焦點 簡稱有效焦點 是指實際焦點在垂直于X線管長軸方向上中心處的投影面積 見圖2 6 3 焦點的方位性 投影方位愈靠近陽極 有效焦點尺寸愈小 愈靠近陰極 有效焦點尺寸愈大 4 焦點增漲 管電流增大時 由于電子數(shù)量增多 電子之間斥力增大 使焦點尺寸出現(xiàn)增大的現(xiàn)象 見圖2 7 有效焦點的大小與實際焦點 投照方位 管電流和管電壓的大小有關(guān) 有效焦點越小成像質(zhì)量越高 3 旋轉(zhuǎn)陽極X線管 焦點與功率的關(guān)系 實際焦點越大 瞬時負載功率越大焦點與成像質(zhì)量的關(guān)系 有效焦點越小 成像越清楚 結(jié)構(gòu) 陽極 陰極和玻璃管殼 陰極和玻璃管殼與固定陽極X線管相差不大 陽極主要由靶面 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)軸 軸承套座 玻璃圈等組成 圖2 10 旋轉(zhuǎn)陽極X線管由于陽極是一個可以高速旋轉(zhuǎn)的圓盤 見圖2 9 實際焦點很大 有效焦點可以很小 所以具有瞬時功率大 焦點小的優(yōu)點 1 靶盤與靶面 靶盤單凹狀圓盤 錸鎢合金靶面 鉬或石墨靶基 熱輻射式散熱 2 轉(zhuǎn)子 無氧銅制成陽極轉(zhuǎn)速低速時2700r min 50Hz 高速時8500r min 150Hz 要求啟動速度快 曝光結(jié)束后 為防磨損和共振 需制動裝置快速停轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)陽極X線管用于透視時 由于所需功率小 陽極可以不轉(zhuǎn)動 而用于攝影時 陽極必須轉(zhuǎn)動 且達到額定轉(zhuǎn)速后才允許曝光 否則靶面由于過熱極易損壞 4 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) 包括陽極傾角 燈絲尺寸 焦點大小 外形尺寸 重量 管壁的濾過當(dāng)量 冷卻和絕緣方式 旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)速 最大允許工作溫度等 2 電參數(shù) 指X線管電性能方面的規(guī)格數(shù)據(jù) 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 在管電壓和曝光時間一定的情況下 X線管內(nèi)允許通過的最大電流平均值 單位毫安 mA 3 最長曝光時間 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時間 單位秒 s 4 X線管的容量 又稱負荷量 X線管在安全使用條件下 單次或連續(xù)曝光而無任何損壞時所能承受的最大負荷量 容量計算 P UI 1000 kW P X線管的負載功率 U 管電壓的有效值 I 管電流的有效值 容量與曝光時間有關(guān) 曝光時間增長 由于熱量累積 容量將相應(yīng)減小 代表容量 標稱功率 額定容量 一定整流方式和一定曝光時間下X線管的最大負荷量 固定陽極X線管的代表容量 指在單相全波整流電路中 曝光時間1秒時所能承受的最大負荷 旋轉(zhuǎn)陽極X線管的代表容量 指在三相全波整流電路中 曝光時間0 1秒時所能承受的最大負荷 X管型號 XD51 20 40 125 XD 國產(chǎn)診斷用X線管 51 旋轉(zhuǎn)陽極 50 固定陽極 50 20 40 小焦點代表容量20kW 大焦點代表容量40kW 125 最高工作管電壓125kV 瞬時負荷的容量表示法 曝光時間為數(shù)毫秒到數(shù)秒的單次攝影或透視稱為瞬時負荷 如圖2 12 大 中型X線機一般設(shè)計有容量保護裝置 當(dāng)單次攝影選擇的曝光條件過高 超過X線管的最大允許負荷時 攝影不能進行 連續(xù)負荷的容量表示方法 曝光時間為10秒以上的透視或間隔時間很短的連續(xù)攝影稱為連續(xù)負荷 分為限定連續(xù)使用時的最大功率和限定管電壓 管電流兩種標注方法 5 生熱和冷卻特性曲線 X線管的熱容量 X線管處于最大冷卻速率時 允許承受的最大熱量稱為熱容量 單位HU或焦耳 J 1J 1kV 有效值 1mA 有效值 1s 1HU 1kV 峰值 1mA 有效值 1s 生熱與冷卻特性曲線 生熱特性曲線 表示X線管在負荷時 熱量增加的速率與曝光時間的關(guān)系 可確定X線管在不同熱量增加的速率下 可連續(xù)與斷續(xù)工作的時間 見圖2 13 1 陽極特性曲線 X線管燈絲加熱電流在一定值下 管電壓 Ua 與管電流 Ia 的關(guān)系曲線 冷卻特性曲線表示曝光結(jié)束后 陽極熱量散發(fā)與冷卻時間的關(guān)系 可確定X線管的最短休息時間 見圖2 13 在X線管使用過程中 如果選定的kV mA沒有超過最大散熱率所對應(yīng)的kV mA 可以連續(xù)使用 否則應(yīng)注意間歇 讓X線管有足夠的散熱時間 3 X線管特性 空間電荷 燈絲后端發(fā)射出來的電子由于電子之間相互排斥和燈絲的屏蔽作用 在管電壓較低時會滯留在燈絲后方的空間 形成空間電荷 見圖2 5 分兩段 如圖2 15 O A1段 線性比例區(qū) 由于空間電荷的影響 管電流隨著管電壓的升高而增大 A1 B1段 飽和區(qū) 管電流與管電壓基本無關(guān) 只隨燈絲加熱電流的增大而增大 為了實現(xiàn)管電壓和管電流的分開調(diào)節(jié) X線管在曝光產(chǎn)生X線時 應(yīng)使燈絲工作于飽和區(qū) 并加空間電荷補償裝置 空間電荷補償原理 當(dāng)管電壓升高時 適當(dāng)減小燈絲加熱電流 以使管電流值不隨管電壓的變化而變化 反之 當(dāng)管電壓降低時 適當(dāng)增加燈絲加熱電流 2 燈絲發(fā)射特性曲線 在一定管電壓下 管電流 Ia 與燈絲加熱電流 If 的關(guān)系 見圖2 16 只有燈絲加熱電流達到一定值時 燈絲才能發(fā)射電子形成管電流 由于空間電荷的影響 管電流隨管電壓的升高而增大 5 X線管管套 X線管管套是封裝X線管的特殊容器 兩者合稱X線管裝置 X線管組件或X線管頭 具有防電擊 防散射 油浸式等特點 1 固定陽極X線管管套 變壓器油 高壓絕緣和散熱 膨脹器 防止變壓器油油壓升高 2 旋轉(zhuǎn)陽極X線管管套 3 組合機頭 是將X線管 燈絲變壓器以及高壓變壓器等共同組裝在一個充滿變壓器油的密封容器中 稱為組合機頭 見圖2 19 在陽極端內(nèi)側(cè)設(shè)置旋轉(zhuǎn)陽極啟動電機定子繞組 其引線接線柱固定在陽極端內(nèi)層封蓋上 見圖2 18 6 特殊X線管 1 金屬陶瓷X線管 結(jié)構(gòu)上陰極 陽極與普通旋轉(zhuǎn)陽極X線管一樣 只是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 三極X線管 三極X線管在普通X線管的陽極與陰極之間加了一個控制柵極 可以阻止陰極燈絲發(fā)射的電子 即可控制X線的產(chǎn)生 也稱柵控X線管 如圖2 20 2 21 用于快速連續(xù)X線攝影 3 軟X線管 用于軟X線攝影 為了提高成像對比度 結(jié)構(gòu)上輸出窗口使用鈹窗 容易通過 降低濾過量 陽極靶材料鉬靶或銠靶 極間距離短 1 旋轉(zhuǎn)陽極X線管陽極靶面材料通常為 A 鐵B 鎢C 錸鎢合金D 鐵鎢合金2 旋轉(zhuǎn)陽極X線管燈絲材料是 A 鐵B 鎢C 鋁D 鉛3 若旋轉(zhuǎn)陽極無法旋轉(zhuǎn) 則能進行的曝光操作是 A 普通透視B 普通攝影C 濾線器攝影D 體層攝影 4 固定陽極X線管中用于將熱量散發(fā)到X線管外面去的結(jié)構(gòu)是 A 燈絲B 陽極罩C 陽極柄D 聚焦槽5 固定陽極X線管中用于吸收二次電子的是結(jié)構(gòu)是 A 燈絲B 陽極罩C 陽極柄D 陽極靶 6 陰極燈絲的材料是 A 銅B 鐵C 鎢D 鉛7 固定陽極X線管靶面材料通常是 A 銅B 鐵C 鎢D 鉛 8 標稱有效焦點的國際標注方法是 A 1 0B 1 0mmC 1 0 1 0D 1 0mm 1 0mm9 X線管對焦點的要求說法正確的是 A 實際焦點大 有效焦點大B 實際焦點大 有效焦點小C 實際焦點小 有效焦點大D 實際焦點小 有效焦點小 10 管電流的大小取決于 A 陽極轉(zhuǎn)速B 燈絲加熱電壓 電流C 管電壓大小D 曝光時間 11 下列不是X線管管套的特點的是 A 防電擊B 防散射C 防高壓D 油浸式 12 X線管管套結(jié)構(gòu)中不包括 A 高壓插座B 高壓插頭C 膨脹器D 陰極支架13 X線管管套中用于防止油壓升高的是 A 高壓插座B 膨脹器C 變壓器油D 放射窗口 14 X線管管套中起高壓絕緣作用的是 A 膨脹器B 陰極支架C 陽極支架D 變壓器油15 旋轉(zhuǎn)陽極X線管管套比固定陽極X線管管套多了以下哪個結(jié)構(gòu) A 膨脹器B 高壓插頭C 定子線圈D 放射窗口16 X線管管套中的變壓器油的絕緣要求應(yīng)達到 A 10kVB 20kVC 30kVD 40kV 實驗診斷X線機結(jié)構(gòu) 一 實驗?zāi)康?通過了解X線產(chǎn)生條件和臨床應(yīng)用方式 掌握X線機結(jié)構(gòu)特點 二 實驗器材 攝影用X線機1臺 熒光屏透視X線機1臺 X TV電視透視系統(tǒng)1臺 三 實驗方法及步驟1 攝影用X線機結(jié)構(gòu) 1 電源墻閘 作用 結(jié)構(gòu) 2 控制臺 作用 畫出臺面結(jié)構(gòu)的示意圖 并寫出各自的名稱 3 X線管頭 作用 結(jié)構(gòu) 4 遮線器 作用 5 高壓發(fā)生器 作用 6 濾線器攝影床 作用 結(jié)構(gòu) 7 立位攝影架 作用 2 熒光屏透視X線機結(jié)構(gòu) 1 控制臺 作用 畫出臺面結(jié)構(gòu)的示意圖 并寫出各自的名稱 2 X線管頭 作用 結(jié)構(gòu) 3 高壓發(fā)生器 作用 4 診視床 作用 結(jié)構(gòu) 5 熒光屏架 作用 結(jié)構(gòu) 3 X TV電視透視系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1 控制臺 作用 畫出臺面結(jié)構(gòu)的示意圖 并寫出各自的名稱 2 X線管頭 作用 結(jié)構(gòu) 3 遙控床 作用 結(jié)構(gòu) 4 影像增強器 作用 結(jié)構(gòu) 5 電視系統(tǒng) 作用 結(jié)構(gòu) 四 思考題1 比較上述各種X線機結(jié)構(gòu)上的異同 總結(jié)出X線產(chǎn)生必須的條件及裝置 2 簡單說明透視和攝影的成像過程 二 高壓發(fā)生裝置 1 高壓發(fā)生器 作用 產(chǎn)生X線管所需的高壓和燈絲加熱電壓 升壓變壓器 結(jié)構(gòu) 高壓變壓器 燈絲變壓器 高壓整流器 高壓插座 高壓交換閘等 如圖2 22 體積大小與其高壓電源的頻率滿足方程 U kfNA U 變壓器輸出電壓 N 繞組匝數(shù) f 電源頻率 A 鐵芯橫截面積 由于電壓頻率的提高 從簡化方程式中可以看出N和A的乘積可以大幅度減小 因此 高壓發(fā)生器 燈絲變壓器體積可以做的很小 大幅度縮小了高壓發(fā)生器的體積 中 高頻逆變X線機的高壓發(fā)生器由于體積變小 一般放置在控制臺內(nèi) U kfNA U 變壓器輸出電壓 N 繞組匝數(shù) f 電源頻率 A 鐵芯橫截面積 2 高壓變壓器 作用 產(chǎn)生交流高壓 結(jié)構(gòu) 如圖2 23C形鐵芯 初級繞組匝數(shù)少 數(shù)徑粗 通過的瞬時電流大 次級繞組匝數(shù)數(shù)萬至數(shù)十萬間 數(shù)徑細 兩端電壓高 為提高層間絕緣強度 采用次級繞組在內(nèi) 初級繞組在外的方式繞于鐵芯上 如圖2 24 次級繞組的中心接地 高壓變壓器一般采用兩個次級繞組同相串聯(lián) 次級中心點接地的方式 可使高壓變壓器的絕緣要求降低一半 如圖2 25 同時為了防止管電流測量回路斷路而使非直接接地的中心端電位突然升高 需設(shè)置防電擊保護裝置 放電針 放電電容等 3 燈絲變壓器 主要指X線管燈絲變壓器 作用 為X線管提供燈絲加熱電壓 降壓變壓器 結(jié)構(gòu) 如圖2 26C形鐵芯 初級繞組電流小 線徑細 匝數(shù)1000匝左右 次級繞組電流大 線徑粗 匝數(shù)數(shù)10匝 電位高 特點 足夠的容量 為x線管提供持久穩(wěn)定的電流 屬連續(xù)負荷工作 初次級間足夠的絕緣強度 燈絲次級一端與高壓變壓器次級相連 電位很高 4 高壓整流器 X線管陽 陰極間所需是直流高壓 高壓變壓器提供的是交流高壓 兩者之間需加整流裝置 X線管本身可進行自整流 但電能利用效率低 逆電壓易擊穿高壓部件 大部分X線機需整流器件構(gòu)成整流電路 1 高壓真空整流管 屬真空玻璃器件 易碎 體積大 壽命短 需專用燈絲加熱變壓器 結(jié)構(gòu)如圖2 27 2 半導(dǎo)體整流器 應(yīng)用最廣泛的是高壓硅整流器 也稱高壓硅堆 具有體積小 機械強度高 絕緣性能好 壽命長 性能穩(wěn)定 正向電壓降小 無需專用燈絲變壓器等優(yōu)點 結(jié)構(gòu)如圖2 28 國產(chǎn)2DL系列 如2DL100X等 性能參數(shù)見表2 2 5 高壓電纜 高壓插頭及插座 高壓電纜的作用是將高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的高壓輸送到X線管的兩極 同時把燈絲加熱電壓輸送到X線管的陰極 高壓插頭 插座是高壓電纜與X線管和高壓發(fā)生器的連接器件 1 高壓電纜 結(jié)構(gòu) 多為非同軸式 如圖2 29 導(dǎo)電芯線 傳送電壓 分二芯 單焦點X線管 三芯 雙焦點X線管 和四芯 三極X線管 高壓絕緣層 使芯線與大地絕緣 半導(dǎo)體層 消除絕緣層與屏蔽層之間的靜電場 防止靜電放電 金屬屏蔽層 接地保護 防高壓電纜擊穿造成操作者和患者高壓電擊 保護層 位于高壓電纜最外層 一般多用塑料制成 加強對高壓電纜的機械保護 減少外部損傷 并能防止有害氣體 使用注意 防止過度彎曲 保持干燥 清潔 避免油污和有害氣體的侵蝕 不要超過耐壓值使用 維修時先將導(dǎo)電芯線對地放電 防止電容高壓電擊 2 高壓插頭及插座 結(jié)構(gòu)如圖2 10 高壓電纜的導(dǎo)電芯線與高壓插頭的插腳連接 金屬屏蔽層與金屬喇叭口連接 高壓電纜與高壓插頭之間空隙要用松香和變壓器油等配好的絕緣填充物灌滿 以提高絕緣強度 高壓插頭在插入時注意大 小焦點標記 并對準高壓插座的楔槽 兩者之間的空隙要用脫水凡士林或硅脂填充 6 高壓交換閘 作用 將高壓和燈絲加熱電壓切換到需要工作的X線管 多球管的X線機高壓發(fā)生器內(nèi)才有 多為電磁接觸器式 由兩組高壓交換閘組成 一組做陽極高壓切換 一組做陰極高壓和燈絲加熱電壓切換 工作原理與普通接觸器相同 7 變壓器油 又稱絕緣油 存在于高壓發(fā)生器和X線管頭中 用以增強高壓絕緣能力和散熱 主要性能包括 電介質(zhì)強度高 X線管管套和高壓發(fā)生器中要求達到40kV 即要求油中不能含有水分或雜質(zhì) 密閉防吸潮 燃燒點和閃燃點高 導(dǎo)熱系數(shù)高 化學(xué)性能穩(wěn)定 黏度低 凝固點低 比重 顏色等 1 以下不屬于高壓發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的是 A 高壓變壓器B 燈絲變壓器C 高壓整流器D 高壓插頭 2 高壓變壓器次級繞組中心點接地的目的是 A 降低絕緣等級B 降低絕緣強度C 降低絕緣要求D 降低絕緣能力 3 燈絲變壓器要求高絕緣的原因是 A 燈絲變壓器初級電位很高B 燈絲變壓器初級電壓很高C 燈絲變壓器次級電位很高D 燈絲變壓器次級電壓很高 三 控制裝置 1 控制臺 作用 控制裝置也稱控制臺 用于控制X線產(chǎn)生的時間 控制X線的質(zhì)和量 協(xié)調(diào)整機正常工作 1 控制方式 三鈕制 管電壓 kV 管電流 mA 和曝光時間 s 三個曝光參量由各自的旋鈕來調(diào)節(jié)或選擇 操作規(guī)程 二鈕制 只有管電壓 kV 和曝光量 mAs 的二鈕制 單鈕制 通過自動降落負載曝光控制系統(tǒng)控制曝光時間和管電流 只有管電壓單鈕制 零鈕制 只有按人體的部位和厚薄分類設(shè)置的部位按鈕 而無攝影條件旋鈕 3 臺內(nèi)結(jié)構(gòu) 臺內(nèi)是X線機的低壓部件 控制元件按體積 重量分布于控制臺內(nèi)上下 前后 如圖所示 2 臺面結(jié)構(gòu) 用于曝光條件的選擇 曝光控制及工作指示 為此臺面上設(shè)有各種控制開關(guān) 按鍵 調(diào)節(jié)旋鈕和指示儀表 分為傳統(tǒng)式和輕觸式 結(jié)構(gòu)見圖2 32和圖2 33 2 接觸器與繼電器 主要用于直接接通或切斷電路 基本結(jié)構(gòu)都是線圈 鐵芯 銜鐵 觸點 工作原理是線圈得電 鐵芯磁化 吸引銜鐵 帶動觸點轉(zhuǎn)換 接觸器應(yīng)用于大功率電路 電流5A以上 繼電器用于小功率電路 電流5A以下 1 交流接觸器 結(jié)構(gòu)如右圖2 34 鐵芯和銜鐵形狀如圖2 35 交流接觸器與直流接觸器的區(qū)別在于多了短路環(huán)結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)見圖2 36 觸點按動作分為靜觸點和動觸點 在實際電路中按工作狀態(tài)分為常開觸點和常閉觸點 左開右閉 上開下閉 按允許通過的電流分為主觸點和副觸點 滅弧裝置用于主觸點額定電流20A以上的接觸器 注意 使用時禁止銜鐵在不吸合的情況下長時間給線圈通電 以免燒毀線圈 電路符號如圖所示 2 繼電器 用于傳遞 轉(zhuǎn)換信號的主要控制元件 分為電磁式繼電器 中間繼電器 時間繼電器 高靈敏度繼電器 極化繼電器 干簧繼電器等 1 電磁式繼電器 如下圖2 39 工作原理與交流接觸器相同 分為電壓繼電器 電壓控制 和電流繼電器 電流控制 2 中間繼電器 電磁繼電器的一種 結(jié)構(gòu)尺寸小 觸點多 以實現(xiàn)多路控制 X線機比較多用的插座式JTX系列及JQX系列 其外形如圖所示 3 時間繼電器 當(dāng)線圈通電或失電后 其觸點延時一定時間后才動作的繼電器 有通電延時和斷電延時兩種 分為空氣阻尼式 如圖所示 電容充放電式 擒縱輪式 短路環(huán)式等 現(xiàn)多為晶體管式 如圖所示 和集成電路式 主要用于控制電路 旋轉(zhuǎn)陽極電路 如圖所示 及電動診視床電路等 6 干簧繼電器 簡稱干簧管 動作速度快 工作穩(wěn)定 壽命長 體積小 可做X線機的保護繼電器 行程開關(guān)等 工作原理如圖2 44 4 高靈敏度繼電器 一般為直流繼電器 線圈徑細 匝數(shù)多 電阻大 一般用于電子管屏極電路或晶體管集電極電路中 X線機多用插座式JRX JQX系列 如圖2 41所示 5 極化繼電器 如圖2 42 2 43 極化繼電器比普通電磁繼電器多了一永久磁鐵 具有狀態(tài)記憶功能 F30 IIB型X線機限時電路中有應(yīng)用 2 手開關(guān)俗稱手閘 結(jié)構(gòu)如圖2 46 用于攝影曝光的啟動按鈕 分為單擋開關(guān) 按下準備 松手曝光或按下準備 就緒后曝光 和雙擋開關(guān) 按下第一層準備 按下第二層曝光 3 腳開關(guān)俗稱腳閘 結(jié)構(gòu)如圖2 47 用于透視時的腳踏開關(guān) 控制X線的發(fā)生和停止 3 常用控制開關(guān) 1 按鈕開關(guān)結(jié)構(gòu)如下圖2 45 分為動合按鈕 通按鈕 動斷按鈕 斷按鈕 組合按鈕 通斷按鈕 X線機中主要用于電源的通斷 電動診視床的直立與水平運轉(zhuǎn) 透視熒光屏架上的點片裝置的移動等 5 轉(zhuǎn)換開關(guān)和刷形開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2 49和2 50 能同時接通或切斷多個電路 主要用于攝影檢查方式的選擇 管電流選擇 曝光時間的選擇等 電路符號如圖2 51 6 琴鍵開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2 52 主要用于開關(guān)機控制 管電流選擇 檢查方式選擇等 分單鍵式和多鍵互鎖式 7 輕觸式開關(guān)用于程控 逆變X線機控制臺面上的各種操作控制 4 微動開關(guān)推桿只需很小的位移就可使接點動作 結(jié)構(gòu)如下圖2 48 多用來限位或定位 如遮線器的限位 電動診視床各種角度和床面升降的限位 點片攝影裝置的定位等 1 控制臺的作用不包括 A 控制X線的質(zhì)B 控制X線的量C 控制X線的產(chǎn)生時間D 產(chǎn)生X線管需要的高壓2 三鈕制X線機控制臺上沒有以下哪個旋鈕 A kVB mAC mAsD s 1 X線機的開關(guān)機常用哪種開關(guān) A 按鈕開關(guān)B 轉(zhuǎn)換開關(guān)C 刷形開關(guān)D 琴鍵式開關(guān)2 機械運轉(zhuǎn)部件的限位常用哪種開關(guān) A 按鈕開關(guān)B 手開關(guān)C 微動開關(guān)D 腳開關(guān) 3 用于控制透視曝光的開關(guān)是 A 按鈕開關(guān)B 手開關(guān)C 微動開關(guān)D 腳開關(guān)4 用于控制攝影曝光開始的開關(guān)是 A 按鈕開關(guān)B 手開關(guān)C 微動開關(guān)D 腳開關(guān) 按鈕開關(guān)用于開關(guān)機 手開關(guān)用于攝影曝光 腳開關(guān)用于透視曝光 微動開關(guān)用于限位 轉(zhuǎn)換開關(guān)可用于技術(shù)選擇和管電流選擇 刷形開關(guān)用于曝光時間選擇 琴鍵開關(guān)用于技術(shù)選擇和管電流選擇 輕觸式開關(guān) 薄膜開關(guān)用于數(shù)字化X線機 遙控器用于床旁X線機 4 常用儀表 用于指示或檢測機器的主要電參數(shù) 如電源電壓 管電壓 管電流 毫安秒等 分指針式和數(shù)字式 1 電源電壓表指針式 用于指示電源電壓 磁電式和電磁式 多用磁電式 直流表 需加整流裝置 如圖2 53所示 X線機開機后 首先應(yīng)將電源電壓調(diào)至電源電壓表的 標記處 2 千伏表 也稱kV表 用于管電壓的預(yù)示 管電壓預(yù)示方法 按照高壓變壓器初 次級電壓的對應(yīng)值 將初級電壓換算成次級電壓的kV值 如 2 5V 1kV 250V 100kV 200V 80kV 4 毫安秒表用于測量曝光量 mAs 也可用于曝光時間小于0 5s時的毫安值 分電子式和沖擊式 3 毫安表mA表 用于測量透視或攝影時管電流的大小 X線機只有曝光產(chǎn)生X線過程中才有指示 雙量程 下圖2 54 攝影和透視分開 多為磁電式直流表 需加整流裝置 串聯(lián)于高壓變壓器的次級中心端的電路中 如圖所示 四 透視用影像裝置 1 熒光屏及其透視裝置 熒光屏用于顯示透視圖像 結(jié)構(gòu) 熒光紙 鉛玻璃 背板 如圖2 57 由于熒光屏產(chǎn)生的熒光亮度很微弱 所以熒光屏透視必須在暗室中進行 并多采用隔室裝置 如圖2 58 也有采用透視專用裝置 如圖2 59 以增強對工作人員的輻射防護 目前 熒光屏影像亮度低 防護效果差 已被X TV替代 2 X線電視系統(tǒng) X TV是將X線透視圖像通過影像增強器進行亮度增強 TV攝像和放大處理后 在X TV顯示器上顯示 優(yōu)點 圖像亮度高 可明室透視 醫(yī)師和患者的受照劑量小 圖像清晰 圖像可遠距離傳送 并可錄像保存 可經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后獲得數(shù)字圖像 1 基本結(jié)構(gòu)影像增強器和閉路電視系統(tǒng)組成 影像增強器 將不可見的X線像轉(zhuǎn)換為可見光像 并增強其亮度 攝像機 將可見光像轉(zhuǎn)換為視頻信號 中心控制器 對視頻信號進行控制 處理 形成顯示器能接收顯像的全電視信號 工作原理 如圖2 61 穿過人體后的透射X線投影到I I的輸入屏 形成亮度微弱的熒光圖像 再經(jīng)過I I增強后在輸出屏上形成尺寸縮小的 亮度增強的熒光圖像 再經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)傳輸 校正后 被攝影像管攝取 轉(zhuǎn)換為視頻信號 視頻信號經(jīng)預(yù)放器放大 中心控制器進行信號控制 處理和放大后形成全電視信號 最后由顯示器將全電視信號轉(zhuǎn)換為可見圖像 顯示器 進行電光變換 顯示圖像 自動亮度控制裝置 使顯示器的圖像亮度自動穩(wěn)定到最佳狀態(tài) 2 影像增強器 將不可見X像轉(zhuǎn)換成可見光像由增強管 殼體和電源三部分組成 增強管結(jié)構(gòu)核心部件如圖2 63 輸入屏 涂有一層熒光粉 熒光粉層越厚亮度越強 分辨率低 越薄分辨率越高 亮度降低 如硫化鋅鎘 碘化銫 X線吸收率高 熒光效率高 圖像分辨率高 能將不可見的X線像轉(zhuǎn)換為亮度微弱的熒光圖像 光電陰極 將輸入屏的熒光圖像轉(zhuǎn)換為電子像 熒光照射 發(fā)出光電子 形成電子像 柵極 陽極 電子從光電陰極發(fā)射出來 在陽極的高壓強電場作用下加速奔向輸出屏 電子束本身有散焦作用 加裝柵極聚焦 對電子進行加速 聚焦 達到亮度放大的效果 輸出屏 涂有熒光粉 將電子像重新轉(zhuǎn)換為熒光影像 增強管成像原理 X線透過人體后 投影到輸入屏上 形成微弱的熒光圖像 緊貼輸入屏內(nèi)側(cè)的光電陰極各點按熒光強弱 產(chǎn)生不同數(shù)量的光電子 形成電子像 光電子被聚集 加速 高速飛向陽極 在輸出屏前方形成縮小的 倒置的電子像 最后投射到輸出屏上 形成熒光影像 使用注意 增強管輸入屏 輸出屏都不允許強X線或強光線照射 否則會縮短其使用壽命 增強管對強磁場很敏感 應(yīng)置于外界磁場很小的環(huán)境中使用 它的周圍不能放置磁性物體 殼體 有內(nèi)襯鉛層的鋁材或鐵皮 進行電磁屏蔽和吸收X線 電源 稱為小高壓 輸出兩組電壓 3 電視基礎(chǔ)知識 人眼對可見光有視覺惰性 當(dāng)亮度變化頻率高于45 8Hz時 人眼就感覺不到亮度的變化 即能形成連續(xù)圖像 圖像的構(gòu)成 一幅圖像是有很多點構(gòu)成 稱為像素 質(zhì)量的高低取決于像素的多少和大小 像素越小越多 圖像越精細 攝像與顯像原理 攝像機 光電變換 全電視信號 電纜傳送 顯示器 電光轉(zhuǎn)換 顯像 傳輸方式分為同時制 見圖2 64 1 和分時制 見圖2 64 2 同時制 攝像屏像素組與顯像屏像素組多個通道 工作原理簡單 直觀分時制 同一時刻只有一個通道傳輸信息 掃描原理 按一定規(guī)則使電子偏轉(zhuǎn)并轟擊掃描面 將一幅圖像分解或組合的過程 攝像機掃描分解圖像 顯示器掃描組合圖像 分為逐行掃描和隔行掃描 逐行掃描 一行緊跟一行的掃描 掃描正程顯示 掃描逆程消隱 如圖2 65當(dāng)行 場偏轉(zhuǎn)線圈加周期為Tv Th的偏轉(zhuǎn)電流后 在掃描面上將形成掃描光柵 實線顯示的掃描正程 虛線為不顯示的掃描逆程 隔行掃描 將一幀圖像分成兩場掃描 奇數(shù)行 偶數(shù)行 如下圖2 66 滿足的要求 1 每一幀的掃描起始點相同 以保證各掃描幀掃描光柵重疊2 偶數(shù)行掃描線必須均勻地分布在奇數(shù)行掃描線中間 以獲得最高的圖像清晰度 掃描的同步 TV有兩個掃描面 一個是攝像機攝像管的光敏靶面 另一個是顯像器顯像管的熒光屏面 要求掃描這兩個掃描面的電子束 在時間和位置上完全同步 若掃描不同步 圖像無法正確重顯 攝像機和顯示器在掃描的時間和位置上保持同步 所以需在圖像信號中加入行同步脈沖和場同步脈沖 同步實現(xiàn)如圖2 67 掃描制式 廣播TV的標準制式 中國 行頻15625Hz 場頻50Hz 625行掃描線 高清中國 行頻31225Hz 場頻50Hz 掃描線1249行 隔行掃描方式 全電視信號 由圖像信號 行 場同步信號 行 場消隱信號等組合 4 攝像機 分為攝像管式攝像機和CCD攝像機 1 攝像管式攝像機 采用高真空電子攝像管 體積大 由攝像頭和CCU組成 結(jié)構(gòu)如圖2 68 工作原理 熒光圖像 攝像管光敏靶面電導(dǎo)圖像 偏轉(zhuǎn)線圈鋸齒波電流掃描 電導(dǎo)圖像轉(zhuǎn)換成按時間排列的電信號 全電視信號 2 CCD攝像機 根據(jù)半導(dǎo)體器件的光敏特性制成 體積小 圖像清晰 靈敏度高 分為線陣式和面陣式 攝像管分為視像管 超正析管 硅靶管等 結(jié)構(gòu)如圖2 69 攝像管工作原理 陰極燈絲加熱發(fā)射電子 控制極控制電子流大小 電子流通過加速 聚焦 掃描靶上的電導(dǎo)圖像 形成含有圖像信息的電流信號 經(jīng)信號板輸出 5 自動亮度控制裝置 根據(jù)人體不同部位自動調(diào)節(jié)管電壓或管電流 通常采用自動kV控制 達到自動穩(wěn)定顯示器圖像亮度的目的 采用閉環(huán)控制 圖像在顯示器上的顯示范圍是視窗 在視窗內(nèi) 圖像各部分的亮度是不同的視頻信號的取樣有兩種 整個視窗的亮度平均值 視窗中心一定范圍的亮度平均值 如圖2 71 全視窗取樣反映的是圖像的平均亮度 中心取樣只是把感興趣的區(qū)域放在顯示器圖像的中心 就可以獲得中心部分圖像的平均亮度 圖像層次豐富6 顯示器 接收全電視信號 處理后在顯像管上重顯圖像 分為陰極射線管顯示器 CRT 液晶顯示器 LCD 分類 落地式 附著式 懸吊式 C形臂式 1 落地式分為雙地軌式和天地軌式 如圖2 76 管頭支持裝置的總重量最終由底座傳到地面上 結(jié)構(gòu)簡單 五 機械輔助裝置 1 管頭支持裝置 作用 把X線管頭固定在攝影所需的位置和角度上 并保證攝影時X線管頭處于穩(wěn)定狀態(tài) 2 附著式分為軌道附著式和轉(zhuǎn)軸附著式 如圖2 77 管頭裝置是立柱由軌道或轉(zhuǎn)軸附著在攝影床體上 3 懸吊式 常用于大型固定式X線機中 如圖2 78 能充分利用機房上部空間 減少地面設(shè)備 使機房整潔寬敞 方便工作人員操作 并且能在較大范圍內(nèi)做縱橫 上下移動 靈活性好 4 C形臂式 一端裝X線管和遮線器 另一端裝影像轉(zhuǎn)換和記錄裝置 適用于床邊X線機和手術(shù)用X線機中 如圖2 79 2 鎖止器 作用 完成對X線管頭及其支持裝置進行臨時固定 分為旋鈕式和電磁式 如圖2 80 兩種 電磁式應(yīng)用最廣泛 旋鈕式是最簡單的鎖止器 常用于小型X線機的各種鎖止 中型X線機多用于攝影時X線管頭角度的固定 電磁鎖止器使用直流供電 一般由控制盒集中控制 電磁通電產(chǎn)生磁力 克服彈力 與對面金屬部件吸合 使雙方不能產(chǎn)生相對運動而鎖止 斷電后 失磁 縮回 鎖止解除 控制盒 采用電磁鎖止器的各運動方向的鎖止控制開關(guān)都集中在控制盒上 同時具有X線管頭沿X線管長軸方向傾斜角度指示 X線中心線指示等功能 如圖2 82 操作注意 在轉(zhuǎn)動X線管頭或移動立柱和橫臂時 應(yīng)首先解鎖 到位后鎖止固定 移動時用力要均衡 輕移輕停 防止產(chǎn)生撞擊損壞機件 注意地軌兩端的防脫塊是否牢固 以防意外事故 注意機器斷電時電磁鎖止器會松開 可能會發(fā)生自行滑動現(xiàn)象 3 濾線器 作用 濾除散射線 提高影像質(zhì)量 主要組件是濾線柵 濾線柵也稱濾線柵板或濾線板 按結(jié)構(gòu)分為聚焦柵 平行柵 交叉柵 聚焦柵應(yīng)用最多 聚焦柵結(jié)構(gòu) 外觀為一厚4 8mm的平板 內(nèi)部有極薄的鉛條和紙條 木條或鋁條交替向焦排列 上下再用薄鋁板封裝而成 如圖2 83 規(guī)格參數(shù) 焦距F0 焦點F到濾線柵中心的垂直距離 柵比R 鉛條高度與相鄰鉛條間隙之比R H A 柵比越大 濾除散射線效果越好 但對原發(fā)射線的吸收量也隨之增加 所以要根據(jù)管電壓的高低選擇合適柵比的濾線柵 如圖2 84 柵密度N 每厘米寬度范圍內(nèi)所排列鉛條的數(shù)目 柵比相同時 柵密度越大 吸收散射線能力越強 切割效應(yīng) 濾線柵在吸收散射線的同時 也會吸收一部分原發(fā)射線 使用注意 濾線柵應(yīng)置于人體與片盒之間 聚焦面朝向X線入射方向 X線焦點應(yīng)置于濾線柵鉛條的會聚線上 X線中心線可沿鉛條方向傾斜 不要橫向傾斜 攝影時根據(jù)濾線柵的焦距確定焦片距 活動式濾線器的濾線柵運動時間長于曝光時間1 5 使用濾線器攝影時需適當(dāng)增加曝光條件 分類 固定式和活動式 電機式 減幅振動式 如圖2 85 4 遮線器 作用 也稱縮光器 限束器 遮光器 安裝在X線管管套窗口 用于控制X線照射野的大小 遮去不必要的X線 攝影用的遮線器內(nèi)部還設(shè)有光源和反射鏡 模擬X線管焦點的位置 指示照射野和中心線 種類 遮線板 遮線筒 活動遮線器 多層遮線器 圓形照射野遮線器 遮線筒 內(nèi)襯鉛板鐵的板制成圓柱形或圓錐形 方錐形 活動式遮線器有手動式 用于攝影 和電動式 用于透視 兩種 如圖2 86 照射野指示 用光源 燈泡 模擬X線管焦點位置 燈光經(jīng)反射鏡進入X線通道 經(jīng)下組遮線板遮擋 模擬出X線照射野的范圍 5 攝影床與立位攝影架 攝影床 用于攝影時安置被檢者 擺放體位 床面可橫向或縱向移動 可鎖止 可配置活動式濾線器 立位攝影架 用于胸部攝影 也稱胸片架 可配濾線器 攝影時取站立位 6 診視床與點片攝影裝置 1 診視床 用于普通透視和造影透視 分為熒光屏式診視床 遙控床 搖籃床等 熒光屏式診視床 也稱電動診視床 床身能在 90 30 之間電動回轉(zhuǎn) 并可停止在任意位置 床面能電動伸出 帶點片架 如圖2 88 遙控床 將X TV和診視床合理組合 實現(xiàn)自動化透視 分為床下X線管式 如圖2 89 和床上X線管式 如圖2 90 搖籃床 是一種功能全面 自動化程度更高的遙控床 采用固定底座和C形滑槽 實現(xiàn)了床身的垂直 水平和負角度回轉(zhuǎn) 如圖2 91 2 點片攝影裝置 點片攝影也稱點片 適時攝影或胃腸攝影 是在透視過程中對被檢部位或病變進行攝影 以適時記錄有診斷價值圖像的檢查方法 按結(jié)構(gòu) 點片攝影裝置可分為有暗盒式和無暗盒式 如圖2 92 注意仔細閱讀和理解本章小結(jié) 課后思考題 熒光屏透視的缺點不包括 A 圖像亮度暗B 醫(yī)師受照劑量大C 被檢者受照劑量大D 可以明室操作 關(guān)于X TV電視透視的優(yōu)點說法錯誤的是 A 圖像清晰B 醫(yī)師受照劑量小C 圖像可遠距離傳送D 暗室操作 X TV電視透視的結(jié)構(gòu)不包括 A 影像增強器B 攝像機C 激光打印機D 顯示器能將X線轉(zhuǎn)換成熒光圖像并增強其亮度的是 A 影像增強器B 攝像機C 自動亮度控制裝置D 顯示器 能根據(jù)檢查部位自動調(diào)節(jié)kV或mA保證圖像亮度穩(wěn)定的裝置是 A 影像增強器B 攝像機C 自動亮度控制裝置D 顯示器 2 影像增強器的使用注意事項不包括 A 避免強光進入輸入屏B 避免強光進入輸出屏C 不需電磁屏蔽D 避免猛烈撞擊 實驗高壓發(fā)生器結(jié)構(gòu)一 實驗?zāi)康? 掌握高壓發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 熟悉各高壓部件在高壓發(fā)生器內(nèi)部的位置 2 熟悉高壓發(fā)生器和控制臺及X線管