醫(yī)學影像設備學第二章X線基本裝置(一)

2025/1/231復習1.醫(yī)學影像設備可分為醫(yī)學影像診斷設備和醫(yī)學影像治療設備。2.X線機由X線發(fā)生裝置和外圍裝置兩大部分組成。（1）X線發(fā)生裝置：產生X線，控制其“質”與“量”。

①X線管裝置；②高壓發(fā)生裝置；③控制裝置。（2）外圍裝置。3.X線機可按照高壓電源頻率、結構形式、最大輸出功率、應用范圍等分為多種類型。肇慶醫(yī)學高等?？茖W校醫(yī)學影像設備學第二章X線基本裝置第一節(jié)X線管裝置2025/1/233學習目標1.掌握固定陽極和旋轉陽極X線管的結構

及各部分作用；2.掌握X線管焦點的概念；3.熟悉X線管的規(guī)格與特性；4.了解特殊X線管的特點和用途。2025/1/234主要內容一、固定陽極X線管；二、X線管的焦點；三、旋轉陽極X線管；四、X線管的規(guī)格與特性；五、X線管管套；六、特殊X線管。2025/1/235X線管裝置X線管是產生X線的核心部件，基本作用是將電能轉換成X線能。X線管逐步向大功率、小焦點和專用化方向發(fā)展。X線管產生X線的條件是：①陰極燈絲加熱且能發(fā)射電子；②X線管兩極加上高壓。2025/1/236一固定陽極X線管固定陽極X線管是最簡單的一種X線管，主要由陽極、陰極和玻璃殼三部分組成。1.陽極

作用：①接受高速電子撞擊而產生X線；②將陽極熱

量輻射或傳導出管外；③吸收二次電子和散亂射線。

結構組成：陽極頭、陽極柄、陽極罩。2025/1/237一固定陽極X線管陽極頭：由鎢靶面和銅體組成，靶面承受陰極電子的撞擊

產生X線。陽極柄：陽極引出管外的部分，由紫銅制成，可將陽極頭

的熱量傳導到高壓絕緣油中。陽極罩：用含有一定比例鎢的無氧銅制成，可吸收二次電

子與部分散射線。

2025/1/238一固定陽極X線管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。

結構組成：燈絲、聚焦槽、陰極套、玻璃芯柱等。2025/1/239一固定陽極X線管燈絲：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。為延長燈絲壽命，采用預熱增溫式。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。2025/1/2310一固定陽極X線管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)小的鉬組硬質玻璃制成。固定陽極X線管的主要特點：焦點尺寸大、瞬時負載功率小。結構簡單、價格低，在小型X線機、治療X線機等設備中仍被采用。2025/1/2311二X線管的焦點1.實際焦點實際轟擊面積，形狀由燈絲決定，通常為長方形；大小取決于聚焦槽。大小越大，瞬時負載功率越大。2.有效焦點投影面積，標稱有效焦點：實際焦點在垂直于X線管長軸方向上中心處的投影面積。2025/1/2312二X線管的焦點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。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。有效焦點越小成像質量越高。2025/1/2313三旋轉陽極X線管焦點與功率：實際焦點越大，瞬時負載功率越大焦點與成像質量：有效焦點越小，成像越清楚結構：陽極、陰極和玻璃管殼陽極主要由靶面、轉子、轉軸、軸承套座、

玻璃圈等組成。陽極為高速旋轉的圓盤，撞擊產生的熱量分布均勻，實際焦點減小，具有瞬時功率大、焦點小的優(yōu)點。2025/1/2314三旋轉陽極X線管1.靶盤與靶面靶盤為單凸狀圓盤，錸鎢合金靶面，鉬或石墨靶基。主要靠熱輻射式散熱。2.轉子由無氧銅制成。陽極轉速低速時2700r/min(50Hz)，高速時8500r/min(150Hz)，要求啟動速度快，曝光結束后，為防磨損和共振，需制動裝置快速停轉。旋轉陽極X線管用于透視時，由于所需功率小，陽極可以不轉動；而用于攝影時，陽極必須轉動，且達到額定轉速后才允許曝光，否則靶面由于過熱極易損壞。2025/1/2315四X線管的規(guī)格與特性1.構造參數(shù)由X線管的結構所決定的非電性能方面的參數(shù)，如陽極傾角、燈絲尺寸、焦點大小、外形尺寸、重量等。2.電參數(shù)（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)。2025/1/2316四X線管的規(guī)格與特性（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。①容量的計算：

P=UI/1000（kW）不確定量整流方式、曝光時間代表容量/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。2025/1/2317四X線管的規(guī)格與特性固定陽極：單相全波整流，1s曝光時間旋轉陽極：三相全波整流，0.1s曝光時間XD51-20·40/125XD：國產診斷用X線管51：旋轉陽極(≥50)，固定陽極(<50)

20：小焦點代表容量20kW40：大焦點代表容量40kW

125：最高工作管電壓125kV

2025/1/2318四X線管的規(guī)格與特性②瞬時負荷的容量表示：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。常用瞬時負荷特性曲線表示。90kV150mA??s③連續(xù)負荷的容量表示：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。2025/1/2319四X線管的規(guī)格與特性（5）生熱和冷卻特性曲線：表示混合負荷或連續(xù)負荷時的溫升和散熱關系。①X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(HU)，單位焦耳(J)。②生熱與冷卻特性曲線：

生熱：X線管在負荷時，熱量增加的速率與曝光時間的關系。

冷卻：曝光結束后，陽極熱量散發(fā)與冷卻時間的關系。2025/1/2320四X線管的規(guī)格與特性3.X線管的特性（1）陽極特性曲線：X線管燈絲加熱電流在一定值下，管電壓與管電流的關系曲線?？臻g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。2025/1/2321四X線管的規(guī)格與特性管電流管電壓燈絲加熱電流OA1:非飽和管電流受管電壓影響A1B1:飽和管電流受燈絲加熱電流影響空間電荷補償:管電壓↑，↓燈絲加熱電流管電壓↓，↑燈絲加熱電流2025/1/2322四X線管的規(guī)格與特性（2）燈絲發(fā)射特性曲線：在一定管電壓下，管電流與燈絲加熱電流的關系。2025/1/2323五X線管管套1.固定陽極X線管管套X線管管套是封裝X線管的特殊容器，具有防電擊、防散射、油浸式等特點。2025/1/2324五X線管管套2.旋轉陽極X線管管套2025/1/2325五X線管管套3.組合機頭2025/1/2326六特殊X線管1.金屬陶瓷X線管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。2.三級X線管陽極與陰極之間加一個控制柵極，可以阻止陰極燈絲發(fā)射的電子，即可控制X線的產生，用于快速