培训-X射线基础知识-1

1、公司产品及基础知识北京酒仙桥东路9号A3 100016 市场部北京万东医疗装备股份有限公司医疗设备基本情况目前较提倡的分类法：诊断设备类、治疗设备类及辅助设备类诊断设备类可分为八类放射影像诊断设备、超声诊断设备、功能检查设备、内窥镜检查设备、核医学设备、实验诊断设备及病理诊断装备。治疗设备类可分为10类辅助设备类包括消毒灭菌设备、制冷设备、中心吸引及供氧系统、空调设备、制药机械设备、血库设备、医用数据处理设备、医用录像摄影设备等医疗设备的分类1）放射影像诊断设备包括各类X线机、CT、MRI。2）超声诊断设备 包括即A型、B型、M型及超声多普勒检测仪。3）功能检查设备包括生物电放大记录仪器如心电

2、图机、脑电图机、肌电图机等；及非生物量检测放大记录仪器，如血压、血流、体温、脉搏、心音、呼吸、脉象等检测仪器、多导生理记录仪、动态心电图机等。此外，呼吸功能测定仪、新陈代谢测定仪，测听仪等也都归入此类。4）内窥镜检查设备主要包括光学纤维鼻咽镜、上颌窦镜、食道镜、支气管镜、纵膈镜、胃镜、十二指肠镜、胆道镜、宫腔镜、膀胱镜、结肠镜、关节镜和脑室镜等。诊断设备类5）核医学设备大约可分为脏器功能、脏器显象、体液流向测定和体液定量以及体外测定体内微量物资等几个方面，主要有脏器功能测定仪器，如甲状腺功能测定仪、肾图仪、肺功能测定仪等。核素闪烁扫描机（简称扫描机），以及伽玛照像机和单光子发射断层扫描仪（SP

3、ECT）。6）实验室诊断设备可细分为以下三种：（1）基本设备：如天平、显微镜、离心机、各种恒温箱、电导仪（2）光电分析设备：包括光电比色剂、分光光度计、紫外分光光度计、双光束分光光度计、荧光分析仪、火焰光度计、原子吸收分光光度计和层析法分析设备。（3）自动化设备；可分为立式自动分析仪、离心式自动分析仪、连续流动式自动分析仪、免疫化学分析仪、血气分析仪、血细胞电子计数仪等六类，其特点是微量、快速、准确。诊断设备类7）五官科检查设备属于眼、耳、鼻、喉科专用的诊断设备，如角膜显微镜及裂隙灯、眼压计、眼底照像机、前庭功能测定仪等。8）病理诊断设备病理诊断多用形成观察，所以经常使用的仍是实验室诊断设备，

4、但还有其专用设备，如切片机、染色机、细胞离心机、自动脱水机、自动磨刀机等。诊断设备类病房护理设备包括病床、推车、吸引器、氧气瓶、洗胃机、无针注射器等。手术设备包括手术床、照明设备，手术器械和各种台、架、凳、柜，还包括显微外科设备。放射治疗设备包括接触治疗机、浅层治疗机、深度治疗机、加速器、60钴治疗机、镭或137铯腔内治疗及后装装置治疗等。核医学治疗设备治疗方法有内照射治疗、敷贴治疗和胶体治疗三种，都是以使用放射性同位素为主。理化设备大体上可分为光疗设备、电疗设备、超声治疗及硫疗设备4类。治疗设备类激光设备医用激光发生器，目前常用的有红宝石激光、氦氖激光、二氧化碳激光、氩离子激光及YAG激光等

5、。透析治疗设备目前常用的人工肾有平板型人工肾和管型人工肾两大类。体温冷冻设备目前使用的“冷刀”可大致分为半导体冷刀、气体冷刀和固体冷刀等三类。急救设备为心脏除颤起搏设备、人工呼吸机、超声雾化器等。其它治疗设备如高压氧舱、眼科用高频电铬器、电磁吸铁器、玻璃体切割器、血液成人分离器等，属于各科专用治疗设备。治疗设备类X射线发现与发展伦琴与他的夫人世界上第一张X线照片伦琴夫人的手1895.12.22伦琴获得的諾贝尔奖证书第一位诺贝尔物理学奖获奖者1901伦琴实验室第一台X线发生器1896年爱迪生制造了4台便携式X线装备，展示在纽约全国电器博览会上。数以百计的人排成长队急切地、幸运地观测到自己的手骨。

6、1896年制造出的世界第一块专门为X线影像设计的感光玻璃板。1900年推出的1/100秒嚗光的X线发生器五十年代推出的点片轨道装置X射线原理X-ray可见光可见光X射线成像 X- 射线的性质：射线的性质：波动性与粒子性波动性与粒子性 伦琴发现,1895年11月8日； 德国维尔茨堡大学实验室 不同于已知的可见光（波长为0.5微米，或5000A的电磁波属可见光） 肉眼不可见 电磁波，具有波的干涉、衍射和极化等性质，它的波长比紫外线短许多。如所周知，量子论认为任何电磁辐射说到底是各种不同的、分离的能量能量包包的发射。 能量能量包包 (光子光子)。光子的能量与电磁辐射的频率成正比。X射线的性质物理作用

7、，使某些物质发出荧光可见光，用于荧光摄影如X-射线透视。可穿透物体。穿透力与物质的原子序数有关。同一波长的X-射线，对原子序数低的物质穿透力强，对原子序数高的物质穿透力弱。可引起化学反应，使照相胶片感光，用于X-射线摄影。可在生命组织中诱发生物效应，用作治疗。使物质的原子电离和激发，使气体导电。X射线的特性连续射线连续射线： 连续辐射又称轫致辐射a) 高速电子进入核区，由于核区有库仑场存在，其速度发生变化。 b) 当高速电子与原子核碰撞而骤然减速时，辐射出X-射线其光子能量呈连续变化，称韧致辐韧致辐 射射，或称刹车辐射。刹车辐射。 X射线的产生原理特征射线：特征射线：a) 高速电子与原子内（K

8、-）层电子作用；b) 将K层电子击出，一方面形成光电子，一方面在K层留下空穴；c) 外层电子填补K层空穴，由于外层电子具有更高的能级，它有回到内层的倾向。当它回到内层（例如K-层）填补空穴时，发出射线。射线的波长取决于靶物质的原子序数，而与外加电压无关。故称为特征射线特征射线或标识射线标识射线 X射线的产生原理1）医用X射线主要使用连续X射线 管电压在80150kV时，特征X射线仅占1028%2）连续X射线的形状与靶的材料无关。3）连续X射线存在一最大的能量值（最短波长），只与管电压有关。 X射线的产生原理高速电子遇靶突然停止产生X-射线；1、电子源根据需要随时提供足够数量的电子2、靶能经受高

9、速电子撞击而产生X射线3、高速电子流 高电压产生的强电场电子获得高速运动所需的动能 真空度较高的空间电子高速运动中不受气体分子阻挡 保护灯丝不致因氧化而烧毁 X射线的产生条件X射线管 阴极。由金属丝组成，用低压电源加热，引起热发射，提供足够数量的电子； 真空室。能耐受足够的阳极和阴极间的电压，该电压把电子加速，称为管电压； 阳极固定阳极：通常为镶嵌在铜制圆柱柱端斜面上的小钨块（靶）供高能电子轰击，将电子能量转变为X-射线光子旋转阳极：纯钨、铼钨合金和钼基或石墨基的铼钨合金制作靶盘靶盘在旋转中发出X射线并均匀散热X射线管的组成什么是X射线40-150 KV- 阴极阴极阳极阳极+电子云电子云电子在

10、高压下作高速运动,撞击金属靶面,产生X射线.其99%的能量转换成热能.靶面温度可达1500-2000度点火点火- -灯丝通电灯丝通电开油烟机开油烟机- -加高压加高压X射线管的阳极分类固定阳极X线管旋转阳极X线管旋转阳极X射线管靶盘材料一般为纯钨、铼钨合金和钼基或石墨基的铼钨合金，复合材料比重小、比热大，增加热容量复合材料盘形阳极，转动中发生X线发生X线的靶面成为一个圆形环带环带的某点正对阴极时接受电子撞击发生X线旋转一周的其他时间在辐射散热，热量分散到整个靶盘上，避免局部过热与固定阳极管相比，焦点小、功率大阳极旋转阳极X射线管的阳极结构盘形阳极圆形环带旋转散热 阴极作用是发射电子，并使之适当

11、聚焦 阴极由灯丝和集射罩组成 灯丝由钨丝制成，其熔点高，蒸发率低，易加工 灯丝绕成螺管状，其宽度和长度决定了焦点的形状 灯丝通电加热后形成热电子发射，发射电子数量决定于灯丝温度高低 灯丝的周围是集射罩，与灯丝同电位集射罩的形状和灯丝在集射罩中的 位置决定了电子束被聚焦的程度。 旋转阳极X射线管阴极 旋转阳极X线管须在转动中发生X线，否则热量集中会使靶面局部熔化 旋转阳极X线管的负荷功率与转动速度有关三倍速时负荷功率是普通转速时的1.7倍 旋转速度与电源频率f、定子磁极数p(一般为2)、光滑度S(约0.1)有关N = （120f/p）（1-S） 阳极的理论转速为：常速旋转阳极50Hz启动，转速3

12、000rpm（转/分）高速旋转阳极150Hz启动，转速9000rpm（转/分） 由于转子转速落后于磁场转速，转子的实际转速要比理论值低10%旋转阳极X射线管旋转速度 X线管的额定容量/功率：一定整流方式和曝光时间下X线管所能承受 的最大负荷，即在确定曝光时间下所能使用的最大曝光条件 X线管额定容量与管电压的有效值、管电流的有效值成正比，同时与 设备高压整流方式和曝光时间有关，单位是kWPakVEIa1000 （kW） 旋转阳极X线管的额定容量是指100kV，0.1秒时所能承受的最大负荷 瞬间负荷：在不同kV、mA下，一次曝光所能持续的时间。瞬间负荷 与整流方式有关，额定容量就是X线管在特定曝光

13、时间下的瞬间负荷 连续负荷：限定连续使用的最大负荷。给出连续使用的最大功率，如 200W；或限定管电压如100kV下最大可以连续使用管电流，如2.5mA旋转阳极X射线管X线管容量/功率旋转阳极X射线管X线管容量/功率 X线发生时，绝大部分电能转化为热量 阳极热容量说明X线管连续使用下阳极的热量积累的最大允许值 X线管的热容量以热单位（HU）或焦耳（J）表示1 J = 1kV（有效值）1mA（有效值）1s1 HU = 1kV（峰值）1mA（平均值）1s1 HU = 0.77 J 单相全波、半波、自整流电路中阳极热容量的计算：HU = kVmAs 三相六波：HUkVmAs1.35 三相12波/恒定

14、高压：HUkVmAs1.41旋转阳极X射线管阳极热容量X射线管焦点1实际焦点是指发射电子经聚焦后在阳极靶面上的实际撞击面积2有效焦点是指实际焦点在空间各个方向上的投影，是用来成像 的X线面积3实际焦点在垂直于X线管窗口方向(过窗口中心)的投影称作标称 焦点或有效焦点的标称值。4标称焦点是有效焦点的一个特例，近似正方形。有效焦点在不 同投影方向上形状和大小均不同。5旋转阳极管阳极倾角一般在1219，实际焦点面积大于有 效焦点面积6从成像质量讲，有效焦点越小成像质量越好7从输出功率讲，实际焦点越大输出功率越大X射线管焦点实际焦点有效焦点标称焦点X射线管焦点实际焦点有效焦点X射线的量与质1通常用X射

15、线的强度表示X射线的量，即垂直于X射线传播方向 单位面积上、单位时间内通过的光子数量与能量乘积的总和2X射线的量即X光子的数目，可以用管电流mA与照射时间s的乘 积即mAs来反应3一定管电压下，管电流越大，单位时间撞击阳极靶面的电子数 越多，激发的X线光子正比增加；照射时间长，X线量正比增大4X射线的质又称线质，仅与光子能量有关，表示X射线的硬度， 即穿透物质的能力，通常以管电压（kV值）近似描述5管电压对阴极电子加速，使其获得足够能量撞击阳极靶面，管 电压越高，撞击能量越大，激发的X射线光子强度越高，穿透能 力越大X射线的衰减与成像1X射线通过物质时会发生衰减，决定衰减程度的因素包括：X射

16、线的性质、被穿透物质的密度、原子序数和每克电子数2增加射线能量会减少衰减量增加透过量；增加吸收物质密度、原 子序数和每克电子数则衰减量增加而透过量减少3X射线成像是通过测量穿透人体的X射线来实现成像，X射线成像 主要反映了人体组织的密度变化4X射线透过人体时，组织密度是衰减最重要的因素，组织密度的 不均匀，实现了射线衰减的不均匀和所获取影像的对比度变化5钡、碘等对比剂，利用了原子序数对X射线衰减的影响因素，吸 收了更多的射线，进而形成了影像的高对比度散射线的抑制和消除X线管发射的原发X射线进入机体后的两种情况1、透射即X射线穿过人体，将其部分能量消耗在体内，使其本身的能量衰减，这种衰减了的原发

17、X射线含有人体组织密度信息，是X线摄影成像时要充分利用的2、散射即X射线和人体组织发生康普顿效应改变方向，任意方向的散射线不能产生与人体解剖形态有关的影响密度，仅增加灰雾度，导致影像的对比度下降滤线栅板是用于滤除摄影时人体产生的散射线的有效部件散射线的抑制和消除散射线的抑制和消除1滤线栅板内部由许多薄铅条向焦排列，相临铅条间用易透X线的物 质填充定位并粘合在一起。填充物可以是木、纸、铝片等。铅条高 度即栅板厚度。最后上下两面用薄铝板封装2滤线栅板的规格指标：（1）焦距（f）从断面看，每条铅条的延长线都会汇聚到一点该点到栅板的垂直距离即栅板的焦距（半径）（2）栅密度（N）栅板在每公分范围内含有的

18、铅条数定义其栅密度一般使用的栅板栅密度在4065线/cm（3）栅比（R）栅板铅条高度与栅条之间间隙之比，比值越高，滤除散射线能力越强一般使用的栅板其栅比在8:114:1之间滤线栅板的正确使用摄影时，将滤线栅置于胶片与机体之间，散射线因与铅条成角度而不能通过铅条间隙，故绝大部分被铅条吸收，从而大大减小胶片上所接收的散射线，从而改善了影像的对比度，提高了X线胶片的成像质量。 X射线机及相关产品医用诊断X线机X线发生装置诊断专用装置影像获取装置控制器/台高压发生装置X射线管组件X线管专用支架专用诊断床台限束器胶片暗盒荧光屏/电视系统数字化探测器X射线机的构成X射线机的分类 摄影专用机 胃肠专用机 心

19、血管专用机 泌尿专用机 床边摄影专用机 手术X线机 乳腺专用机 口腔专用机按用途功能分类 工频直接升压式 高频逆变式 电容/电池储能式 按主电路工作方式分类X射线机摄影专用机3050kW X线发生装置配有专用摄影床和专用X线管支架用于骨与关节系统、呼吸系统检查X射线机摄影专用机X射线机摄影专用机X射线机胃肠专用机5080kW X线发生装置配有多功能诊视床。多设有影像增强电视系统或数字处理功能用于消化系统、泌尿系统检查静态静态动态动态动态成像的引入X射线透视功能X射线透视功能是提供医生“透视”病人，以观察患者体内器官和组织是否正常、查找病灶的功能。透视功能除满足检查应用外，很好的解决了器官运动状

20、态成像早期透视转换器为硫化锌镉类荧光屏，产生的荧光很弱，医生必须在暗室条件下工作影像增强器电视系统的出现，实现了明室、隔室操作影像增强电视系统Vacuum tube影像增强器工作原理：C X-射线穿透人体后到达影像增强器，已减少了强度和数量 C 影像增强器将X线转换成可见光像，并由光电阴极转换成电子像C 在光电子在管内加速、聚焦电场共同作用下向输出屏加速、聚焦C 在输出屏形成缩小并增强了的电子像；该电子像再由输出屏转换 成可见光像，产生很小、很亮的图像影像增强电视系统床下管传统，经济，防护性好 缺陷：图像放大，空间小有压迫感，必须X线下定位床上管美观、空间大、可方便定位及手术亦可承担部分拍片机

21、的工作 床上管与床下管 床身旋转角度 床面纵向/横向运动范围 点片架运动范围 焦片距 片库/片盒式 点片尺寸及分格方式胃肠床的几个参数功能X射线机胃肠专用机X射线机心血管专用机80100kW X线发生装置配有C形臂支架和专用导管床，以及数字处理部分。用于循环系统介入检查和治疗为何用造影剂为何用造影剂?q在在X线图象中，容易看到高密度的结构。线图象中，容易看到高密度的结构。 由于由于X线衰减线衰减/ 吸收明显吸收明显, 如骨头如骨头.q要看到低密度的器官就需应用高密度的造要看到低密度的器官就需应用高密度的造影剂的注入影剂的注入肝血管造影肝血管造影脑血管造影脑血管造影腹部腹部血管造影血管造影结肠双重对比结肠双重对比造影造影造影图像 无造影剂采集= 蒙片 用造影剂采集= 充盈图象 在监视器上立即显示减影图象蒙片减影图象=充盈图象-DSA数字减影血管造影检查肾血管造影介入治疗介入治疗器官