医学影像设备学第二章PPT课件

一 学习目标 1 掌握固定阳极和旋转阳极X线管的结构及各部分的作用 2 掌握各高压部件的基本结构和作用 3 掌握接触器 继电器 控制开关的工作特点和用途 4 熟悉X线电视系统的基本构成 影像转换过程和自动亮度控制原理 5 熟悉各相械辅助装置的作用和基本结构 6 熟悉X线管的规格和特性 7 了解特殊X线管的特点和用途 二 主要内容 一 X线管装置 二 高压发生装置 三 控制装置 四 透视用影像装置 五 机械辅助装置 一 X线管装置 X线管产生X线的条件 阴极灯丝加热且能发射电子 X线管两极加上高压 1 固定阳极X线管 1 阳极 作用 接受高速电子流撞击而产生X线 将阳极热量辐射或传导出管外 吸收二次电子和散乱射线 由阳极 阴极和玻璃管壳三部分组成 医学影像设备学第二章 4 组成 阳极头 阳极柄和阳极罩 见图2 2 1 阳极头 由钨靶面和散热铜体组成 2 阳极柄 普通铜 紫铜 制成 引出管外至高压绝缘油中 将阳极头热量传导出去 3 阳极罩 又名阳极帽 无氧铜制成 吸收二次电子和散射线 2 阴极 作用 发射电子并使电子束聚焦 使撞击在靶面上的电子束具有一定的形状和大小 组成 灯丝 聚焦槽 阴极套和玻璃芯柱 1 灯丝 发射电子 螺旋管状钨丝 分为单焦点和双焦点 大 小焦点 灯丝电压越高 灯丝温度越高 发射电子数量就越大 调节灯丝加热电压即可实现管电流的调节 为了延长灯丝寿命 灯丝加热方式通常采用预热增温式 医学影像设备学第二章 7 2 聚焦槽 又名阴极头 聚焦罩 集射罩 对阴极灯丝发射的电子进行聚焦 见图2 5 3 玻璃壳 简称管壳 固定和支撑阳 阴两极 保持高真空 由熔点高 绝缘强度大 膨胀系数小的钼组硬质玻璃制成 固定阳极X线管的主要缺点 焦点尺寸大 瞬时负载功率小 2 X线管的焦点 1 实际焦点 阴极电子在阳极靶面上的实际轰击面积 见图2 6 医学影像设备学第二章 9 实际焦点的形状由灯丝的形状决定 通常为长方形 大小取决于聚焦槽的形状 宽度及灯丝位于槽中的深度 实际焦点的大小越大 X线管的瞬时负载功率越大 2 有效焦点 实际焦点在空间中各个投射方向上的投影面积 标称有效焦点 简称有效焦点 是指实际焦点在垂直于X线管长轴方向上中心处的投影面积 见图2 6 3 焦点的方位性 投影方位愈靠近阳极 有效焦点尺寸愈小 愈靠近阴极 有效焦点尺寸愈大 4 焦点增涨 管电流增大时 由于电子数量增多 电子之间斥力增大 使焦点尺寸出现增大的现象 见图2 7 有效焦点的大小与实际焦点 投照方位 管电流和管电压的大小有关 有效焦点越小成像质量越高 3 旋转阳极X线管 焦点与功率的关系 实际焦点越大 瞬时负载功率越大焦点与成像质量的关系 有效焦点越小 成像越清楚 结构 阳极 阴极和玻璃管壳 阴极和玻璃管壳与固定阳极X线管相差不大 阳极主要由靶面 转子 转轴 轴承套座 玻璃圈等组成 图2 10 医学影像设备学第二章 12 旋转阳极X线管由于阳极是一个可以高速旋转的圆盘 见图2 9 实际焦点很大 有效焦点可以很小 所以具有瞬时功率大 焦点小的优点 1 靶盘与靶面 靶盘单凹状圆盘 铼钨合金靶面 钼或石墨靶基 热辐射式散热 2 转子 无氧铜制成阳极转速低速时2700r min 50Hz 高速时8500r min 150Hz 要求启动速度快 曝光结束后 为防磨损和共振 需制动装置快速停转 旋转阳极X线管用于透视时 由于所需功率小 阳极可以不转动 而用于摄影时 阳极必须转动 且达到额定转速后才允许曝光 否则靶面由于过热极易损坏 4 X线管的规格与特性 1 构造参数 由X线管的结构所决定的非电性能方面的参数 包括阳极倾角 灯丝尺寸 焦点大小 外形尺寸 重量 管壁的滤过当量 冷却和绝缘方式 旋转阳极转速 最大允许工作温度等 2 电参数 指X线管电性能方面的规格数据 1 最高管电压 允许加在X线管两极的最高电压的峰值 单位千伏 kVp 医学影像设备学第二章 15 2 最大管电流 在管电压和曝光时间一定的情况下 X线管内允许通过的最大电流平均值 单位毫安 mA 3 最长曝光时间 在管电压和管电流一定的情况下 X线管一次曝光所允许的最长时间 单位秒 s 4 X线管的容量 又称负荷量 X线管在安全使用条件下 单次或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷量 容量计算 P UI 1000 kW P X线管的负载功率 U 管电压的有效值 I 管电流的有效值 容量与曝光时间有关 曝光时间增长 由于热量累积 容量将相应减小 代表容量 标称功率 额定容量 一定整流方式和一定曝光时间下X线管的最大负荷量 固定阳极X线管的代表容量 指在单相全波整流电路中 曝光时间1秒时所能承受的最大负荷 旋转阳极X线管的代表容量 指在三相全波整流电路中 曝光时间0 1秒时所能承受的最大负荷 X管型号 XD51 20 40 125 XD 国产诊断用X线管 51 旋转阳极 50 固定阳极 50 20 40 小焦点代表容量20kW 大焦点代表容量40kW 125 最高工作管电压125kV 医学影像设备学第二章 18 瞬时负荷的容量表示法 曝光时间为数毫秒到数秒的单次摄影或透视称为瞬时负荷 如图2 12 大 中型X线机一般设计有容量保护装置 当单次摄影选择的曝光条件过高 超过X线管的最大允许负荷时 摄影不能进行 连续负荷的容量表示方法 曝光时间为10秒以上的透视或间隔时间很短的连续摄影称为连续负荷 分为限定连续使用时的最大功率和限定管电压 管电流两种标注方法 5 生热和冷却特性曲线 X线管的热容量 X线管处于最大冷却速率时 允许承受的最大热量称为热容量 单位HU或焦耳 J 1J 1kV 有效值 1mA 有效值 1s 1HU 1kV 峰值 1mA 有效值 1s 生热与冷却特性曲线 生热特性曲线 表示X线管在负荷时 热量增加的速率与曝光时间的关系 可确定X线管在不同热量增加的速率下 可连续与断续工作的时间 见图2 13 1 阳极特性曲线 X线管灯丝加热电流在一定值下 管电压 Ua 与管电流 Ia 的关系曲线 冷却特性曲线表示曝光结束后 阳极热量散发与冷却时间的关系 可确定X线管的最短休息时间 见图2 13 在X线管使用过程中 如果选定的kV mA没有超过最大散热率所对应的kV mA 可以连续使用 否则应注意间歇 让X线管有足够的散热时间 3 X线管特性 医学影像设备学第二章 21 空间电荷 灯丝后端发射出来的电子由于电子之间相互排斥和灯丝的屏蔽作用 在管电压较低时会滞留在灯丝后方的空间 形成空间电荷 见图2 5 分两段 如图2 15 O A1段 线性比例区 由于空间电荷的影响 管电流随着管电压的升高而增大 A1 B1段 饱和区 管电流与管电压基本无关 只随灯丝加热电流的增大而增大 为了实现管电压和管电流的分开调节 X线管在曝光产生X线时 应使灯丝工作于饱和区 并加空间电荷补偿装置 空间电荷补偿原理 当管电压升高时 适当减小灯丝加热电流 以使管电流值不随管电压的变化而变化 反之 当管电压降低时 适当增加灯丝加热电流 医学影像设备学第二章 23 2 灯丝发射特性曲线 在一定管电压下 管电流 Ia 与灯丝加热电流 If 的关系 见图2 16 只有灯丝加热电流达到一定值时 灯丝才能发射电子形成管电流 由于空间电荷的影响 管电流随管电压的升高而增大 5 X线管管套 X线管管套是封装X线管的特殊容器 两者合称X线管装置 X线管组件或X线管头 具有防电击 防散射 油浸式等特点 1 固定阳极X线管管套 变压器油 高压绝缘和散热 膨胀器 防止变压器油油压升高 2 旋转阳极X线管管套 3 组合机头 是将X线管 灯丝变压器以及高压变压器等共同组装在一个充满变压器油的密封容器中 称为组合机头 见图2 19 在阳极端内侧设置旋转阳极启动电机定子绕组 其引线接线柱固定在阳极端内层封盖上 见图2 18 6 特殊X线管 1 金属陶瓷X线管 结构上阴极 阳极与普通旋转阳极X线管一样 只是玻璃管壳改为由金属和陶瓷组合而成 金属部分是管壳主体 仅在高压接入部分用陶瓷与管壳绝缘 2 三极X线管 三极X线管在普通X线管的阳极与阴极之间加了一个控制栅极 可以阻止阴极灯丝发射的电子 即可控制X线的产生 也称栅控X线管 如图2 20 2 21 用于快速连续X线摄影 医学影像设备学第二章 27 3 软X线管 用于软X线摄影 为了提高成像对比度 结构上输出窗口使用铍窗 容易通过 降低滤过量 阳极靶材料钼靶或铑靶 极间距离短 医学影像设备学第二章 28 1 旋转阳极X线管阳极靶面材料通常为 A 铁B 钨C 铼钨合金D 铁钨合金2 旋转阳极X线管灯丝材料是 A 铁B 钨C 铝D 铅3 若旋转阳极无法旋转 则能进行的曝光操作是 A 普通透视B 普通摄影C 滤线器摄影D 体层摄影 医学影像设备学第二章 29 4 固定阳极X线管中用于将热量散发到X线管外面去的结构是 A 灯丝B 阳极罩C 阳极柄D 聚焦槽5 固定阳极X线管中用于吸收二次电子的是结构是 A 灯丝B 阳极罩C 阳极柄D 阳极靶 医学影像设备学第二章 30 6 阴极灯丝的材料是 A 铜B 铁C 钨D 铅7 固定阳极X线管靶面材料通常是 A 铜B 铁C 钨D 铅 医学影像设备学第二章 31 8 标称有效焦点的国际标注方法是 A 1 0B 1 0mmC 1 0 1 0D 1 0mm 1 0mm9 X线管对焦点的要求说法正确的是 A 实际焦点大 有效焦点大B 实际焦点大 有效焦点小C 实际焦点小 有效焦点大D 实际焦点小 有效焦点小 医学影像设备学第二章 32 10 管电流的大小取决于 A 阳极转速B 灯丝加热电压 电流C 管电压大小D 曝光时间 11 下列不是X线管管套的特点的是 A 防电击B 防散射C 防高压D 油浸式 医学影像设备学第二章 33 12 X线管管套结构中不包括 A 高压插座B 高压插头C 膨胀器D 阴极支架13 X线管管套中用于防止油压升高的是 A 高压插座B 膨胀器C 变压器油D 放射窗口 医学影像设备学第二章 34 14 X线管管套中起高压绝缘作用的是 A 膨胀器B 阴极支架C 阳极支架D 变压器油15 旋转阳极X线管管套比固定阳极X线管管套多了以下哪个结构 A 膨胀器B 高压插头C 定子线圈D 放射窗口16 X线管管套中的变压器油的绝缘要求应达到 A 10kVB 20kVC 30kVD 40kV 医学影像设备学第二章 35 实验诊断X线机结构 一 实验目的 通过了解X线产生条件和临床应用方式 掌握X线机结构特点 二 实验器材 摄影用X线机1台 荧光屏透视X线机1台 X TV电视透视系统1台 医学影像设备学第二章 36 三 实验方法及步骤1 摄影用X线机结构 1 电源墙闸 作用 结构 2 控制台 作用 画出台面结构的示意图 并写出各自的名称 3 X线管头 作用 结构 4 遮线器 作用 医学影像设备学第二章 37 5 高压发生器 作用 6 滤线器摄影床 作用 结构 7 立位摄影架 作用 医学影像设备学第二章 38 2 荧光屏透视X线机结构 1 控制台 作用 画出台面结构的示意图 并写出各自的名称 2 X线管头 作用 结构 3 高压发生器 作用 4 诊视床 作用 结构 5 荧光屏架 作用 结构 医学影像设备学第二章 39 3 X TV电视透视系统结构 1 控制台 作用 画出台面结构的示意图 并写出各自的名称 2 X线管头 作用 结构 3 遥控床 作用 结构 4 影像增强器 作用 结构 5 电视系统 作用 结构 医学影像设备学第二章 40 四 思考题1 比较上述各种X线机结构上的异同 总结出X线产生必须的条件及装置 2 简单说明透视和摄影的成像过程 二 高压发生装置 1 高压发生器 作用 产生X线管所需的高压和灯丝加热电压 升压变压器 结构 高压变压器 灯丝变压器 高压整流器 高压插座 高压交换闸等 如图2 22 体积大小与其高压电源的频率满足方程 U kfNA U 变压器输出电压 N 绕组匝数 f 电源频率 A 铁芯横截面积 医学影像设备学第二章 42 由于电压频率的提高 从简化方程式中可以看出N和A的乘积可以大幅度减小 因此 高压发生器 灯丝变压器体积可以做的很小 大幅度缩小了高压发生器的体积 中 高频逆变X线机的高压发生器由于体积变小 一般放置在控制台内 U kfNA U 变压器输出电压 N 绕组匝数 f 电源频率 A 铁芯横截面积 2 高压变压器 作用 产生交流高压 结构 如图2 23C形铁芯 初级绕组匝数少 数径粗 通过的瞬时电流大 次级绕组匝数数万至数十万间 数径细 两端电压高 为提高层间绝缘强度 采用次级绕组在内 初级绕组在外的方式绕于铁芯上 如图2 24 医学影像设备学第二章 44 次级绕组的中心接地 高压变压器一般采用两个次级绕组同相串联 次级中心点接地的方式 可使高压变压器的绝缘要求降低一半 如图2 25 同时为了防止管电流测量回路断路而使非直接接地的中心端电位突然升高 需设置防电击保护装置 放电针 放电电容等 3 灯丝变压器 主要指X线管灯丝变压器 作用 为X线管提供灯丝加热电压 降压变压器 结构 如图2 26C形铁芯 初级绕组电流小 线径细 匝数1000匝左右 次级绕组电流大 线径粗 匝数数10匝 电位高 特点 足够的容量 为x线管提供持久稳定的电流 属连续负荷工作 初次级间足够的绝缘强度 灯丝次级一端与高压变压器次级相连 电位很高 4 高压整流器 X线管阳 阴极间所需是直流高压 高压变压器提供的是交流高压 两者之间需加整流装置 X线管本身可进行自整流 但电能利用效率低 逆电压易击穿高压部件 大部分X线机需整流器件构成整流电路 1 高压真空整流管 属真空玻璃器件 易碎 体积大 寿命短 需专用灯丝加热变压器 结构如图2 27 医学影像设备学第二章 47 2 半导体整流器 应用最广泛的是高压硅整流器 也称高压硅堆 具有体积小 机械强度高 绝缘性能好 寿命长 性能稳定 正向电压降小 无需专用灯丝变压器等优点 结构如图2 28 国产2DL系列 如2DL100X等 性能参数见表2 2 5 高压电缆 高压插头及插座 高压电缆的作用是将高压发生装置产生的高压输送到X线管的两极 同时把灯丝加热电压输送到X线管的阴极 高压插头 插座是高压电缆与X线管和高压发生器的连接器件 1 高压电缆 结构 多为非同轴式 如图2 29 导电芯线 传送电压 分二芯 单焦点X线管 三芯 双焦点X线管 和四芯 三极X线管 高压绝缘层 使芯线与大地绝缘 半导体层 消除绝缘层与屏蔽层之间的静电场 防止静电放电 金属屏蔽层 接地保护 防高压电缆击穿造成操作者和患者高压电击 保护层 位于高压电缆最外层 一般多用塑料制成 加强对高压电缆的机械保护 减少外部损伤 并能防止有害气体 使用注意 防止过度弯曲 保持干燥 清洁 避免油污和有害气体的侵蚀 不要超过耐压值使用 维修时先将导电芯线对地放电 防止电容高压电击 医学影像设备学第二章 50 2 高压插头及插座 结构如图2 10 高压电缆的导电芯线与高压插头的插脚连接 金属屏蔽层与金属喇叭口连接 高压电缆与高压插头之间空隙要用松香和变压器油等配好的绝缘填充物灌满 以提高绝缘强度 高压插头在插入时注意大 小焦点标记 并对准高压插座的楔槽 两者之间的空隙要用脱水凡士林或硅脂填充 6 高压交换闸 作用 将高压和灯丝加热电压切换到需要工作的X线管 多球管的X线机高压发生器内才有 多为电磁接触器式 由两组高压交换闸组成 一组做阳极高压切换 一组做阴极高压和灯丝加热电压切换 工作原理与普通接触器相同 7 变压器油 又称绝缘油 存在于高压发生器和X线管头中 用以增强高压绝缘能力和散热 主要性能包括 电介质强度高 X线管管套和高压发生器中要求达到40kV 即要求油中不能含有水分或杂质 密闭防吸潮 燃烧点和闪燃点高 导热系数高 化学性能稳定 黏度低 凝固点低 比重 颜色等 医学影像设备学第二章 53 1 以下不属于高压发生器内部结构的是 A 高压变压器B 灯丝变压器C 高压整流器D 高压插头 2 高压变压器次级绕组中心点接地的目的是 A 降低绝缘等级B 降低绝缘强度C 降低绝缘要求D 降低绝缘能力 医学影像设备学第二章 54 3 灯丝变压器要求高绝缘的原因是 A 灯丝变压器初级电位很高B 灯丝变压器初级电压很高C 灯丝变压器次级电位很高D 灯丝变压器次级电压很高 三 控制装置 1 控制台 作用 控制装置也称控制台 用于控制X线产生的时间 控制X线的质和量 协调整机正常工作 1 控制方式 三钮制 管电压 kV 管电流 mA 和曝光时间 s 三个曝光参量由各自的旋钮来调节或选择 操作规程 二钮制 只有管电压 kV 和曝光量 mAs 的二钮制 医学影像设备学第二章 56 单钮制 通过自动降落负载曝光控制系统控制曝光时间和管电流 只有管电压单钮制 零钮制 只有按人体的部位和厚薄分类设置的部位按钮 而无摄影条件旋钮 3 台内结构 台内是X线机的低压部件 控制元件按体积 重量分布于控制台内上下 前后 如图所示 2 台面结构 用于曝光条件的选择 曝光控制及工作指示 为此台面上设有各种控制开关 按键 调节旋钮和指示仪表 分为传统式和轻触式 结构见图2 32和图2 33 2 接触器与继电器 主要用于直接接通或切断电路 基本结构都是线圈 铁芯 衔铁 触点 工作原理是线圈得电 铁芯磁化 吸引衔铁 带动触点转换 接触器应用于大功率电路 电流5A以上 继电器用于小功率电路 电流5A以下 医学影像设备学第二章 59 1 交流接触器 结构如右图2 34 铁芯和衔铁形状如图2 35 交流接触器与直流接触器的区别在于多了短路环结构 其结构见图2 36 触点按动作分为静触点和动触点 在实际电路中按工作状态分为常开触点和常闭触点 左开右闭 上开下闭 按允许通过的电流分为主触点和副触点 灭弧装置用于主触点额定电流20A以上的接触器 医学影像设备学第二章 61 注意 使用时禁止衔铁在不吸合的情况下长时间给线圈通电 以免烧毁线圈 电路符号如图所示 2 继电器 用于传递 转换信号的主要控制元件 分为电磁式继电器 中间继电器 时间继电器 高灵敏度继电器 极化继电器 干簧继电器等 1 电磁式继电器 如下图2 39 工作原理与交流接触器相同 分为电压继电器 电压控制 和电流继电器 电流控制 2 中间继电器 电磁继电器的一种 结构尺寸小 触点多 以实现多路控制 X线机比较多用的插座式JTX系列及JQX系列 其外形如图所示 3 时间继电器 当线圈通电或失电后 其触点延时一定时间后才动作的继电器 有通电延时和断电延时两种 分为空气阻尼式 如图所示 电容充放电式 擒纵轮式 短路环式等 现多为晶体管式 如图所示 和集成电路式 主要用于控制电路 旋转阳极电路 如图所示 及电动诊视床电路等 6 干簧继电器 简称干簧管 动作速度快 工作稳定 寿命长 体积小 可做X线机的保护继电器 行程开关等 工作原理如图2 44 4 高灵敏度继电器 一般为直流继电器 线圈径细 匝数多 电阻大 一般用于电子管屏极电路或晶体管集电极电路中 X线机多用插座式JRX JQX系列 如图2 41所示 5 极化继电器 如图2 42 2 43 极化继电器比普通电磁继电器多了一永久磁铁 具有状态记忆功能 F30 IIB型X线机限时电路中有应用 2 手开关俗称手闸 结构如图2 46 用于摄影曝光的启动按钮 分为单挡开关 按下准备 松手曝光或按下准备 就绪后曝光 和双挡开关 按下第一层准备 按下第二层曝光 3 脚开关俗称脚闸 结构如图2 47 用于透视时的脚踏开关 控制X线的发生和停止 3 常用控制开关 1 按钮开关结构如下图2 45 分为动合按钮 通按钮 动断按钮 断按钮 组合按钮 通断按钮 X线机中主要用于电源的通断 电动诊视床的直立与水平运转 透视荧光屏架上的点片装置的移动等 5 转换开关和刷形开关结构如图2 49和2 50 能同时接通或切断多个电路 主要用于摄影检查方式的选择 管电流选择 曝光时间的选择等 电路符号如图2 51 6 琴键开关结构如图2 52 主要用于开关机控制 管电流选择 检查方式选择等 分单键式和多键互锁式 7 轻触式开关用于程控 逆变X线机控制台面上的各种操作控制 4 微动开关推杆只需很小的位移就可使接点动作 结构如下图2 48 多用来限位或定位 如遮线器的限位 电动诊视床各种角度和床面升降的限位 点片摄影装置的定位等 医学影像设备学第二章 68 1 控制台的作用不包括 A 控制X线的质B 控制X线的量C 控制X线的产生时间D 产生X线管需要的高压2 三钮制X线机控制台上没有以下哪个旋钮 A kVB mAC mAsD s 医学影像设备学第二章 69 1 X线机的开关机常用哪种开关 A 按钮开关B 转换开关C 刷形开关D 琴键式开关2 机械运转部件的限位常用哪种开关 A 按钮开关B 手开关C 微动开关D 脚开关 医学影像设备学第二章 70 3 用于控制透视曝光的开关是 A 按钮开关B 手开关C 微动开关D 脚开关4 用于控制摄影曝光开始的开关是 A 按钮开关B 手开关C 微动开关D 脚开关 医学影像设备学第二章 71 按钮开关用于开关机 手开关用于摄影曝光 脚开关用于透视曝光 微动开关用于限位 转换开关可用于技术选择和管电流选择 刷形开关用于曝光时间选择 琴键开关用于技术选择和管电流选择 轻触式开关 薄膜开关用于数字化X线机 遥控器用于床旁X线机 4 常用仪表 用于指示或检测机器的主要电参数 如电源电压 管电压 管电流 毫安秒等 分指针式和数字式 1 电源电压表指针式 用于指示电源电压 磁电式和电磁式 多用磁电式 直流表 需加整流装置 如图2 53所示 X线机开机后 首先应将电源电压调至电源电压表的 标记处 2 千伏表 也称kV表 用于管电压的预示 管电压预示方法 按照高压变压器初 次级电压的对应值 将初级电压换算成次级电压的kV值 如 2 5V 1kV 250V 100kV 200V 80kV 4 毫安秒表用于测量曝光量 mAs 也可用于曝光时间小于0 5s时的毫安值 分电子式和冲击式 3 毫安表mA表 用于测量透视或摄影时管电流的大小 X线机只有曝光产生X线过程中才有指示 双量程 下图2 54 摄影和透视分开 多为磁电式直流表 需加整流装置 串联于高压变压器的次级中心端的电路中 如图所示 四 透视用影像装置 1 荧光屏及其透视装置 荧光屏用于显示透视图像 结构 荧光纸 铅玻璃 背板 如图2 57 由于荧光屏产生的荧光亮度很微弱 所以荧光屏透视必须在暗室中进行 并多采用隔室装置 如图2 58 也有采用透视专用装置 如图2 59 以增强对工作人员的辐射防护 目前 荧光屏影像亮度低 防护效果差 已被X TV替代 2 X线电视系统 X TV是将X线透视图像通过影像增强器进行亮度增强 TV摄像和放大处理后 在X TV显示器上显示 优点 图像亮度高 可明室透视 医师和患者的受照剂量小 图像清晰 图像可远距离传送 并可录像保存 可经AD转换后获得数字图像 1 基本结构影像增强器和闭路电视系统组成 影像增强器 将不可见的X线像转换为可见光像 并增强其亮度 摄像机 将可见光像转换为视频信号 中心控制器 对视频信号进行控制 处理 形成显示器能接收显像的全电视信号 工作原理 如图2 61 穿过人体后的透射X线投影到I I的输入屏 形成亮度微弱的荧光图像 再经过I I增强后在输出屏上形成尺寸缩小的 亮度增强的荧光图像 再经光学系统传输 校正后 被摄影像管摄取 转换为视频信号 视频信号经预放器放大 中心控制器进行信号控制 处理和放大后形成全电视信号 最后由显示器将全电视信号转换为可见图像 显示器 进行电光变换 显示图像 自动亮度控制装置 使显示器的图像亮度自动稳定到最佳状态 2 影像增强器 将不可见X像转换成可见光像由增强管 壳体和电源三部分组成 增强管结构核心部件如图2 63 输入屏 涂有一层荧光粉 荧光粉层越厚亮度越强 分辨率低 越薄分辨率越高 亮度降低 如硫化锌镉 碘化铯 X线吸收率高 荧光效率高 图像分辨率高 能将不可见的X线像转换为亮度微弱的荧光图像 医学影像设备学第二章 78 光电阴极 将输入屏的荧光图像转换为电子像 荧光照射 发出光电子 形成电子像 栅极 阳极 电子从光电阴极发射出来 在阳极的高压强电场作用下加速奔向输出屏 电子束本身有散焦作用 加装栅极聚焦 对电子进行加速 聚焦 达到亮度放大的效果 输出屏 涂有荧光粉 将电子像重新转换为荧光影像 增强管成像原理 X线透过人体后 投影到输入屏上 形成微弱的荧光图像 紧贴输入屏内侧的光电阴极各点按荧光强弱 产生不同数量的光电子 形成电子像 光电子被聚集 加速 高速飞向阳极 在输出屏前方形成缩小的 倒置的电子像 最后投射到输出屏上 形成荧光影像 使用注意 增强管输入屏 输出屏都不允许强X线或强光线照射 否则会缩短其使用寿命 增强管对强磁场很敏感 应置于外界磁场很小的环境中使用 它的周围不能放置磁性物体 壳体 有内衬铅层的铝材或铁皮 进行电磁屏蔽和吸收X线 电源 称为小高压 输出两组电压 3 电视基础知识 人眼对可见光有视觉惰性 当亮度变化频率高于45 8Hz时 人眼就感觉不到亮度的变化 即能形成连续图像 图像的构成 一幅图像是有很多点构成 称为像素 质量的高低取决于像素的多少和大小 像素越小越多 图像越精细 摄像与显像原理 摄像机 光电变换 全电视信号 电缆传送 显示器 电光转换 显像 传输方式分为同时制 见图2 64 1 和分时制 见图2 64 2 同时制 摄像屏像素组与显像屏像素组多个通道 工作原理简单 直观分时制 同一时刻只有一个通道传输信息 医学影像设备学第二章 81 扫描原理 按一定规则使电子偏转并轰击扫描面 将一幅图像分解或组合的过程 摄像机扫描分解图像 显示器扫描组合图像 分为逐行扫描和隔行扫描 逐行扫描 一行紧跟一行的扫描 扫描正程显示 扫描逆程消隐 如图2 65当行 场偏转线圈加周期为Tv Th的偏转电流后 在扫描面上将形成扫描光栅 实线显示的扫描正程 虚线为不显示的扫描逆程 医学影像设备学第二章 82 隔行扫描 将一帧图像分成两场扫描 奇数行 偶数行 如下图2 66 满足的要求 1 每一帧的扫描起始点相同 以保证各扫描帧扫描光栅重叠2 偶数行扫描线必须均匀地分布在奇数行扫描线中间 以获得最高的图像清晰度 医学影像设备学第二章 83 扫描的同步 TV有两个扫描面 一个是摄像机摄像管的光敏靶面 另一个是显像器显像管的荧光屏面 要求扫描这两个扫描面的电子束 在时间和位置上完全同步 若扫描不同步 图像无法正确重显 摄像机和显示器在扫描的时间和位置上保持同步 所以需在图像信号中加入行同步脉冲和场同步脉冲 同步实现如图2 67 扫描制式 广播TV的标准制式 中国 行频15625Hz 场频50Hz 625行扫描线 高清中国 行频31225Hz 场频50Hz 扫描线1249行 隔行扫描方式 全电视信号 由图像信号 行 场同步信号 行 场消隐信号等组合 4 摄像机 分为摄像管式摄像机和CCD摄像机 1 摄像管式摄像机 采用高真空电子摄像管 体积大 由摄像头和CCU组成 结构如图2 68 工作原理 荧光图像 摄像管光敏靶面电导图像 偏转线圈锯齿波电流扫描 电导图像转换成按时间排列的电信号 全电视信号 2 CCD摄像机 根据半导体器件的光敏特性制成 体积小 图像清晰 灵敏度高 分为线阵式和面阵式 摄像管分为视像管 超正析管 硅靶管等 结构如图2 69 摄像管工作原理 阴极灯丝加热发射电子 控制极控制电子流大小 电子流通过加速 聚焦 扫描靶上的电导图像 形成含有图像信息的电流信号 经信号板输出 5 自动亮度控制装置 根据人体不同部位自动调节管电压或管电流 通常采用自动kV控制 达到自动稳定显示器图像亮度的目的 采用闭环控制 图像在显示器上的显示范围是视窗 在视窗内 图像各部分的亮度是不同的视频信号的取样有两种 整个视窗的亮度平均值 视窗中心一定范围的亮度平均值 如图2 71 医学影像设备学第二章 87 全视窗取样反映的是图像的平均亮度 中心取样只是把感兴趣的区域放在显示器图像的中心 就可以获得中心部分图像的平均亮度 图像层次丰富6 显示器 接收全电视信号 处理后在显像管上重显图像 分为阴极射线管显示器 CRT 液晶显示器 LCD 分类 落地式 附着式 悬吊式 C形臂式 1 落地式分为双地轨式和天地轨式 如图2 76 管头支持装置的总重量最终由底座传到地面上 结构简单 五 机械辅助装置 1 管头支持装置 作用 把X线管头固定在摄影所需的位置和角度上 并保证摄影时X线管头处于稳定状态 医学影像设备学第二章 89 2 附着式分为轨道附着式和转轴附着式 如图2 77 管头装置是立柱由轨道或转轴附着在摄影床体上 3 悬吊式 常用于大型固定式X线机中 如图2 78 能充分利用机房上部空间 减少地面设备 使机房整洁宽敞 方便工作人员操作 并且能在较大范围内做纵横 上下移动 灵活性好 医学影像设备学第二章 90 4 C形臂式 一端装X线管和遮线器 另一端装影像转换和记录装置 适用于床边X线机和手术用X线机中 如图2 79 2 锁止器 作用 完成对X线管头及其支持装置进行临时固定 分为旋钮式和电磁式 如图2 80 两种 电磁式应用最广泛 旋钮式是最简单的锁止器 常用于小型X线机的各种锁止 中型X线机多用于摄影时X线管头角度的固定 电磁锁止器使用直流供电 一般由控制盒集中控制 电磁通电产生磁力 克服弹力 与对面金属部件吸合 使双方不能产生相对运动而锁止 断电后 失磁 缩回 锁止解除 医学影像设备学第二章 92 控制盒 采用电磁锁止器的各运动方向的锁止控制开关都集中在控制盒上 同时具有X线管头沿X线管长轴方向倾斜角度指示 X线中心线指示等功能 如图2 82 医学影像设备学第二章 93 操作注意 在转动X线管头或移动立柱和横臂时 应首先解锁 到位后锁止固定 移动时用力要均衡 轻移轻停 防止产生撞击损坏机件 注意地轨两端的防脱块是否牢固 以防意外事故 注意机器断电时电磁锁止器会松开 可能会发生自行滑动现象 3 滤线器 作用 滤除散射线 提高影像质量 主要组件是滤线栅 滤线栅也称滤线栅板或滤线板 按结构分为聚焦栅 平行栅 交叉栅 聚焦栅应用最多 聚焦栅结构 外观为一厚4 8mm的平板 内部有极薄的铅条和纸条 木条或铝条交替向焦排列 上下再用薄铝板封装而成 如图2 83 医学影像设备学第二章 95 规格参数 焦距F0 焦点F到滤线栅中心的垂直距离 栅比R 铅条高度与相邻铅条间隙之比R H A 栅比越大 滤除散射线效果越好 但对原发射线的吸收量也随之增加 所以要根据管电压的高低选择合适栅比的滤线栅 如图2 84 栅密度N 每厘米宽度范围内所排列铅条的数目 栅比相同时 栅密度越大 吸收散射线能力越强 切割效应 滤线栅在吸收散射线的同时 也会吸收一部分原发射线 医学影像设备学第二章 97 使用注意 滤线栅应置于人体与片盒之间 聚焦面朝向X线入射方向 X线焦点应置于滤线栅铅条的会聚线上 X线中心线可沿铅条方向倾斜 不要横向倾斜 摄影时根据滤线栅的焦距确定焦片距 活动式滤线器的滤线栅运动时间长于曝光时间1 5 使用滤线器摄影时需适当增加曝光条件 分类 固定式和活动式 电机式 减幅振动式 如图2 85 4 遮线器 作用 也称缩光器 限束器 遮光器 安装在X线管管套窗口 用于控制X线照射野的大小 遮去不必要的X线 摄影用的遮线器内部还设有光源和反射镜 模拟X线管焦点的位置 指示照射野和中心线 种类 遮线板 遮线筒 活动遮线器 多层遮线器 圆形照射野遮线器 医学影像设备学第二章 99 遮线筒 内衬铅板铁的板制成圆柱形或圆锥形 方锥形 医学影像设备学第二章 100 活动式遮线器有手动式 用于摄影 和电动式 用于透视 两种 如图2 86 照射野指示 用光源 灯泡 模拟X线管焦点位置 灯光经反射镜进入X线通道 经下组遮线板遮挡 模拟出X线照射野的范围 5 摄影床与立位摄影架 摄影床 用于摄影时安置被检者 摆放体位 床面可横向或纵向移动 可锁止 可配置活动式滤线器 立位摄影架 用于胸部摄影 也称胸片架 可配滤线器 摄影时取站立位 6 诊视床与点片摄影装置 1 诊视床 用于普通透视和造影透视 分为荧光屏式诊视床 遥控床 摇篮床等 荧光屏式诊视床 也称电动诊视床 床身能在 90 30 之间电动回转 并可停止在任意位置 床面能电动伸出 带点片架 如图2 88 医学影像设备学第二章 103 遥控床 将X TV和诊视床合理组合 实现自动化透视 分为床下X线管式 如图2 89 和床上X线管式 如图2 90 摇篮床 是一种功能全面 自动化程度更高的遥控床 采用固定底座和C形滑槽 实现了床身的垂直 水平和负角度回转 如图2 91 2 点片摄影装置 点片摄影也称点片 适时摄影或胃肠摄影 是在透视过程中对被检部位或病变进行摄影 以适时记录有诊断价值图像的检查方法 按结构 点片摄影装置可分为有暗盒式和无暗盒式 如图2 92 注意仔细阅读和理解本章小结 课后思考题 医学影像设备学第二章 106 荧光屏透视的缺点不包括 A 图像亮度暗B 医师受照剂量大C 被检者受照剂量大D 可以明室操作 关于X TV电视透视的优点说法错误的是 A 图像清晰B 医师受照剂量小C 图像可远距离传送D 暗室操作 医学影像设备学第二章 107 X TV电视透视的结构不包括 A 影像增强器B 摄像机C 激光打印机D 显示器能将X线转换成荧光图像并增强其亮度的是 A 影像增强器B 摄像机C 自动亮度控制装置D 显示器 医学影像设备学第二章 108 能根据检查部位自动调节kV或mA保证图像亮度稳定的装置是 A 影像增强器B 摄像机C 自动亮度控制装置D 显示器 医学影像设备学第二章 109 2 影像增强器的使用注意事项不包括 A 避免强光进入输入屏B 避免强光进入输出屏C 不需电磁屏蔽D 避免猛烈撞击 医学影像设备学第二章 110 实验高压发生器结构一 实验目的1 掌握高压发生器内部结构 熟悉各高压部件在高压发生器内部的位置 2 熟悉高压发生器和控制台及X线管头之间的联系 二 实验器材高压发生器1个 辘轳架及铰链 常用工具等 医学影像设备学第二章 111 三 方法及步骤1 高压发生器概述作用 外观大小影响因素 2 高压发生器内部结构 1 高压变压器作用 特点 医学影像设备学第二章 112 2 灯丝变压器作用 特点 3 高压整流器作用 1 高压真空整流管结构 缺点 医