医用放射线设备概论

1、第三章 诊断用X线机第一节 工频X线机第二节 中、高频X线机第三节 医用X线电视系统第四节 诊断用X线机.我国X线机产业1952 年10 月我国研制出第一台200 毫安医用X 线机。是医疗单位必需的常规设备。目前，国内主要消费企业20 多家，年消费各种规格机组约6500 台。 北京万东医疗配备股份、西南医用设备厂等几家，产品产量之和占全国 70%。.第一节 工频X线机 按高压变压器的任务频率可将诊断用X线机分为工频X线机50Hz中频X线机40020kHz高频X线机20kHz工频X线机分为常规X线机和程控X线机。.常规X线机的整流方式可分为自整流、单相全波整流、三相全波整流和倍压整流。自整流X线

2、机多为1050mA的小型线机，多见于乡镇医院。单相全波整流线机多为100500mA的中、大型线机。三相全波整流线机多为500mA以上的大型线机。倍压整流线机多用于电容冲放电线机。.一单相全波整流线机构造简单、本钱低，能满足普通医学临床需求。具有透视、普通摄影、滤线器摄影、点片摄影和直线体层摄影等功能，并可根据需求配置线电视系统以及立式滤线器摄影架。 电压动摇范围为10.主要特点采用kV、mA、曝光时间三参数自在调理；三参数容量维护电路，以保证线管一次摄影不超越该管的最大允许容量；曝光预备时间1.2s；自检功能：线管旋转阳极的启动、运转及灯丝加热回路都有维护电路，当出现旋转阳极不能启动运转、灯丝

3、加热不正常等缺点时，曝光不能进展，以维护线管。.二三相全波整流线机特点是：输出kV波形平稳，产生的软线少，产生线量的效率高，有利于短时间曝光的动态摄影。.主要特点kV波形脉动率小3.4%；最短曝光时间3ms；自动曝光安装，以获得最正确曝光条件；电源电压自动调整；自动图像亮度控制安装，以使透视图像亮度不随被检部位厚度、密度的变化而变化。.程控线机由单片机控制的工频线机。采用了计算机控制技术，机器的自动化程度高；kV、mA、曝光时间三参量控制更准确；透视、摄影条件设定全自动化，液晶数字显示；用户操作简单、方便；可方便进展人体各部位的检查。.主要特点双重监测：旋转阳极启动和运转，灯丝加热受维护电路和

4、单片机双重监测；选择mA的同时可以确定焦点，随着mA的选择，同时进展大、小焦点的切换；容量维护：用kV、mA、s/100三参量自在选配的任务方式，根据线管的容量，当所用摄影条件高于规定值时，蜂鸣器响，曝光无法进展；延续透视时间不超越分钟。.第二节中、高频线机工频线机的缺陷：体积分量大；输出波形脉动率高、线剂量不稳定、软射线成分较多；曝光参量的准确性和反复性较差。为处理这些问题，将直流逆变技术引入线机中，使高压发生器的任务电源由工频提高到中频，甚至高频。.工频X线机的局限性构造笨重、自动化程度低500mA X线机的高压发生器和操作控制台.工频X线机的局限性防护程度低、图像质量差KVT(s)100

5、0.010.020.030.04040不稳定的X射线软X射线.工频X线机的局限性曝光参数精度低KV与mA是相互关联的，依托KV补偿和空间电荷补偿的方法，曝光精度依然很低曝光时间精度难以控制变压器的剩磁景象、电感性限制了最短的曝光时间以及对电路的冲击.中、高频线机的特点病人的皮肤剂量低：高压发生器输出波形近似于恒定直流，脉动率非常低，输出线的单色性和高能性大大提高，病人皮肤剂量大为降低；成像质量高：从线成像原理可知，延续线谱的线，物质对其吸收不遵守指数规律，射线经过物质后，不仅有光子数量的减少，而且还有光子能量的变化，成像质量较差；而单能窄束线，物质对其吸收遵守指数规律，射线透过物体后，只需光子

6、数量的减少，没有光子能量的变化，这对提高成像质量非常有利；.输出剂量大：因中、高频机属恒定直流曝光，故在胶片获得同样黑化度的情况下，中、高频机的mAs值是工频机的60%；实时控制：曝光过程中可对kV和mA进展实时控制，使每次曝光输出量都坚持根本一致，而工频机很难做到；可实现超短时曝光；高压变压器体积小、分量轻便携式、挪动式线机.体积大大减少、分量减轻便携式、挪动式线机 变压器初级线圈的匝数和铁芯截面积的乘积与初级电压和电源频率之间的关系为：NS=E/4.44 f B.便于智能化计算机控制可实现自动化控制技术智能控制技术操作控制台.第三节医用线电视系统 X-TV是将TV技术运用于医学领域的结果，

7、是20世纪50年代X线影像加强器诞生后的产物。X-TV将X线透视影像经过影像加强、TV摄像和放大处置后，在X-TV监视器上显示。.X-TV的优点影像亮度高 改暗室任务环境为明室环境，使一些需在透视监视下的手术得以实施 ；由于加强器和电子电路具有放大作用，进展同样的诊断操作，X线剂量可减少710倍；由于X线剂量减少，延伸了X线管的任务寿命，并可采用微焦点，使图像更明晰；.影像明晰 电视图像质量远远优于荧光屏图像，有利于病变的早期发现；医生和病人受照剂量小 可实现隔室遥控操作，医生完全脱离X线的损伤；影像可远间隔传送并可录像保管 电视图像信号可以被存储、传输和做后期处置，便于供教学和会诊运用。 .

8、X-TV系统构成X-TV由影像加强器和X线闭路TV系统构成。X-TV系统.X-TV任务原理 穿过病人的透射X线X线影像照射到影像加强器的输入屏上，获得亮度较弱的荧光影像，再经影像加强器后在输出屏上获得一个尺寸减少的、亮度比输入屏上亮数千乃至数万倍的荧光影像，被摄像系统摄取，合成全电视信号并显示。X-TV任务原理.影像加强器.电影或电视录像.影像加强器的组成输入窗：X线的入射窗口玻璃或薄金属板闪烁晶体：将X线图像转换成荧光影像兰光光电阴极：一层极薄的光电发射膜，受光照射时逸出光电子电极：阳极阴极之间加直流高压，对光电子起加速作用；栅极加直流电压，对电子起聚焦作用.输出荧光屏：在玻璃基板上涂一层P

9、tO荧光粉，其上敷铝膜，高速电子可穿透铝膜到达荧光粉层使其发出荧光，铝膜可防止光的反向传播输出窗：由玻璃或光纤面板制成，摄像头可摄取此窗口上的荧光影像管壳：大型真空器件.X-TV任务中，几个转换过程 用影像加强器实现X线影像与荧光影像的转换；摄像管进展光电转换，将传输到摄像管输入屏上的荧光影像转换成电信号；显示器进展电光转换，将电信号转换为荧光影像。.影像加强管运用本卷须知不透视时，加强管输入屏应防止接受较强的光线照射，否那么会缩短其运用寿命；不允许强线或强光线从光学系统进入加强管的输出屏，否那么会影响输出屏的寿命；影像加强管对磁场很敏感，应置于外界磁场很小的环境中运用，周围不能放置磁性物体。

10、.运用能看到人体内部的实时情况：血管造影成像；消化道钡餐造影；手术室里的实时监控；放疗监控；气囊血管成形术。.一个心脏病人的例子心血导管插入术.Eliot T. Stearns，55岁，一家财经杂志的担任人；父亲死于心脏病，过去15年以来不断在服用控制血压和胆固醇的药物；每天抽两包烟，体重超重60磅，偶尔猛烈运动；近六个月，Stearns先生上楼梯常觉得胸闷；即使是晚上躺在床上，这种压迫感也很明显；某天晚上，他感到胸口极度疼痛，伴随着左臂和下颚剧烈疼痛，同时觉得恶心，并大量出汗；病人概略.急诊医生给Stearns先生做心电图，显示心肌有问题；血液中含有某种酶也阐明心肌缺损；治疗：带上氧罩以提高

11、血液中氧的浓度，试图挽救即将窒息的心肌；服用药物以分解部分血栓；硝化甘油：稀释血液，使其更好的流动；吗啡：缓解苦楚；Stearns先生在心脏重症监护室coronary intensive care unit，CCU呆了5天，阅历了反复的胸痛；诊断与初步治疗.心脏导管插入术在X-TV的导航下，导管从腹股沟动脉进入，到达自动脉，接近心脏，进入冠状动脉；注入含碘的造影剂，显示血管情况；气囊血管成形术：导管深化到阻塞处，顶端气球里装有水与造影剂的混合物，期望拓宽通道；手术效果不好；.含有造影剂的血管.服用受体阻滞药减慢心跳；阿司匹林打通血管，以防再次发生心脏病或因脑部血管阻塞引起的中风；六个月后，St

12、earns先生仍不能任务，由于略微劳累就会引起心绞痛，减轻了60磅，戒掉抽烟，接受心脏搭桥手术；.心脏搭桥手术心脏停顿，用机械泵替代心脏起搏；用腿部的一根静脉血管替代原来的冠状动脉；三个月后，Stearns先生回到办公室；继续服用阿司匹林控制血压和胆固醇，不再抽烟，适量运动，减轻任务压力，参与心思疗法，服用抗抑郁剂；一段时间以后，他感到明显的放松，愉快。.影像加强器的输出假设细节比较重要，加强管的输出可接到静态摄像机上；对于心脏研讨，可接到电影摄像机上。.开展趋势Solid-state图像接纳器能直接将X射线图像转换为电信号非晶态的硅或硒，具有很好的电性能和机械性能运用这种资料的新技术将替代影

13、像加强管和摄像机提供更好的分辨率、较少的视频噪声，用于数字影像技术.第四节 诊断用线机 诊断用X线机利用X线透过人体后强度的差别而构成各种影像荧光、照片、TV影像等。通用X线机有： 胃肠X线机、普通摄影X线机。 公用X线机有： 血管造影X线机、乳腺摄影X线机、床边X线机、牙科X线机等。.诊断用X线机的组成.胃肠X线机 主要用于胃肠等消化道疾病的检查、胸部呼吸系统的检查等。在胃肠疾病检查中，假设找到了病灶，就会要求立刻拍片摄影，这一过程叫点片摄影。.透视在低剂量X线照射下，经过荧光屏或影像加强电视系统来察看人体内部组织构造的X线安装。分为荧光屏透视和X-TV透视点片摄影胃肠X线机.荧光屏透视 多

14、采用隔室暗室。隔室透视安装是在荧光屏平面上建一具有X线防护功能的隔壁，荧光屏的察看面朝向暗室，供医生察看，X线管和病人都在明室。.荧光屏构造图隔室透视表示图.透视X线机.X-TV式透视 由X-TV取代荧光屏，使影像亮度得到明显提高，透视由暗室转为明室，方便了病人和医生。.遥控立式透视X线机影像加强器电视系统原理.诊视床构造诊视床.遥控床 将X-TV和诊视床合理组合，具有普通诊视床的各项功能，并全部实现遥控。床身起落、转动、床面伸缩、点片架的三维运动和锁止，都采用电动控制。多配有无暗盒点片架，一次可装入50张或更多胶片，在为多名病人检查过程中，医生不需求频繁进入检查室，从而完全脱离了X线现场，改

15、善了任务条件，提高了任务效率。分床上X线管式和床下X线管式两种。.下球管上点片X线机. 也可进展近台操作。点片架上的影像加强器和胶片等与病人间隔较近，所以影像放大率减小，影像明晰。X线管置于床下有利于对X线的防护。缺陷是：点片架距床面太近，病人转动不便，且多运用暗盒，任务效率低。.上球管下点片X线机. 点片架多运用无暗盒式。透视过程中病人转动身体不受点片架妨碍。X线管的位置与普通摄影时的位置一样，很容易兼做普通摄影。 X线管的投照方向可偏离垂直方向30度，有利于查找病灶。缺陷是：不利于X线的防护。.摇篮床X线机. 床身、床面、X线管和影像加强器可运动。对恣意方向的投照定位极其方便。 优点：1病

16、人身体随床面可做360度旋转，可方便进展各种体位的透视和点片摄影；2在病人身体不转动的情况下，X线管和点片架可一同绕病人转动，以便对病人同一部位进展不同体位的察看。.点片摄影 供医生在透视检查过程中，对被检部位或发现的病变组织进展点片摄影，以记录有诊断价值的影像。从点片摄影的角度来说，透视对点片摄影起定位和病灶察看作用；从透视的角度说，点片摄影是透视影像的记录手段。 要求胶片能被迅速送入曝光区，然后曝光，把透视察看到的病变组织的影像抓拍下来。.点片架的构造 点片架是透视和点片摄影两种功能的结合体。由主框架、X线探测器安装框、摄影用储片区、送片系统、滤线器、压迫器、防咳板和防护裙等组成。.有暗盒

17、式点片架 透视过程中需求点片摄影时，将送片拉杆向左拉动，带动片夹和暗盒向左侧的荧光屏正前方挪动，此时透视自动停顿，且点片架上下、左右、前后运动自动锁止；同时，X线管灯丝增温、旋转阳极启动为点片摄影做曝光预备。当暗盒到达摄影位置时，可自动或手动曝光。曝光终了后要将送片拉杆拉回原位。.无暗盒式点片架 在胶片装卸、传送时，只对胶片本身操作，适用于任务量较大的医院。由储片盒、胶片传送机构、增感屏和收片盒等组成。 储片盒一次可装50张胶片。摄片时，吸盘从储片盒拾取一张胶片送入传片机构，进入一对增感屏之间，增感屏夹紧胶片后将其送到等待位置，点片摄影命令发出后进展曝光。曝光终了后，增感屏翻开，胶片被传送到收

18、片盒。.湿度要求胶片在储片盒中无任何间隔地放在一同，如空气湿度太大，胶片相互粘贴空气相对湿度不大于80%胶片在传送过程中有较多磨擦，如空气枯燥会产生静电放电，有的设备有防静电安装湿度不小于40% 总之，运用过程中应严厉掌握周围空气的相对湿度，必要时，运用去湿机或加湿机。.数字胃肠X线机80kW数字胃肠X线机主要用于消化道透视、点片摄影检查，与其他安装结合后，还可完成内镜检查、支气管造影、脊髓腔造影乃至血管造影。.主要技术参数主机功率：80kW摄影kV：40150kV，延续可调，共111档摄影mA：10800mA摄影时间：1ms10s透视kV：40120kV，延续可调.性能、特点微机控制，采用高

19、频技术，管电压波形平稳，可降低对病人辐射闭环控制：保证kV、mA高精度、高反复性多功能自动曝光安装：医生手选kV、mA，自动控制曝光时间；根据被检部位，提供多种点片摄影kV与透视kV转换关系，供医生选择全自动设定曝光所需条件：简化操作，使医生集中留意被检查部位和透视时间.性能、特点ABC安装：自动使显示器显示的影像亮度稳定照片黑化度一致：具有kV补偿功能，使各种体型的病人均可获得黑化度一致的照片自动曝光控制：可选配光电管式或电离室式脉冲透视：可大幅度降低线剂量，维护医生和病人平安维护功能：微机控制线管允许负荷管理和热容量管理，充分发扬线管容量，确保设定的曝光条件在平安运用范围之内。具有缺点自诊

20、断功能，用中文显示错误信息。.摄影X线机是用X线胶片替代荧光屏或电视图像，使穿过人体的线在胶片上永久留下被检部位影像的设备。线胶片比荧光影像清楚，普通比透视更能发现病灶。摄影用X线机.一普通摄影普通摄影包括普通摄影和滤线器摄影。普通摄影是线透过病人后直接到达胶片，多用于较薄部位或诊断要求不高的摄影检查。滤线器摄影是线透过病人后先经过滤线器将散射线“过滤，然后再照射胶片而获得影像的方法，多用于较厚部位的摄影。.滤线器线透过人体时，因撞击人体组织而产生向周围散射的波长较长的软射线，称为散射线或二次射线。这些射线作用于胶片上，将使胶片背景灰雾，导致照片影像质量下降。组织越厚、密度越高，那么产生的散射

21、线越多，对影像质量的影响越大。滤线器能吸收散射线，使到达胶片的散射线尽能够少，从而提高照片的影像质量。.滤线器.滤线器.线管头支持安装摄影时，为尽量减少挪动病人，要求线管头能做上下、左右和前后三维挪动，并能绕线管长轴和短轴转动，即要求线管具有较大的挪动和转动范围。.立柱式支持安装.不受机房高度限制，安装比较方便，但底座面积大，挪动不如天地轨立柱式支持安装灵敏.天轨悬吊式支持安装主要用于大型固定式线机。能充分利用空间、不占地面位置，有利于诊视床、X-TV的组合，方便任务人员的操作。.悬吊式型臂支持安装.落地式型臂支持安装.C形臂、U形臂支架构造表示图.型臂构造紧凑、占用空间少，能沿弧转动和绕程度

22、轴转动，活动范围大且灵敏，特别适用于心血管系统的线检查。最大优点是检查时无需挪动病人。当肢体处于C形臂转动中心时，在C形臂活动过程中，被检部位不断处于照射野中心。近年来，小型挪动式线机装配型臂后，进展床边线检查非常方便。.二特殊摄影安装胸部摄影用X线机直线体层摄影安装心血管造影线机.拍摄病人胸部组织病变主要用于呼吸系统的诊断胸部摄影用X线机.胸片机胸片架.直线体层摄影安装在普通滤线器摄影床上加配体层摄影附件，附件主要由驱动机构、摆杆和定位器三部分组成。.直线体层摄影原理.要求 容量大 管电压波形平稳 短时间内可多次曝光心血管造影X线机.包括：大容量X线机、X-TV、X线录像机、点片照相机、公用

23、X线管支架、导管床、高压注射器、快速换片机等。心血管造影X线机构成框图.导管床 具有手术床和诊视床双重功能。手术时要求高度适宜，任务方便，能从各个方位接触病人。透视时要求导管床能方便地变换方位和部位，并且预备时间短。 床面资料：过去多用多层胶合木板或酚醛板，机械强度较好，但对X线吸收较强；目前多用碳素纤维加强塑料板，不但有较小的X线吸收系数，而且有较高的机械强度。.高压注射器 由注射头、控制台、挪动支架组成。是心血管造影必不可少的设备之一。可在短时间内将大量对比剂集中注入病人的心血管腔内，高浓度地充盈被检部位，以获得对比度较好的影像。可遥控操作，全部任务人员均可分开X线辐射现场。.高压注射器. 注射器可手动控制，也可用ECG信号中的R波触发，可使它在心脏的舒张期开场注射或仅在心脏的舒张期进展注射脉动注射，从而防