《医用X射线成像技术及设备》课件-第六章 X线整机系统

第六章X线整机系统第一节X线摄影系统第二节X线胃肠检查系统第三节X线血管造影系统目录第六章X线整机系统

掌握

X线摄影系统、X线胃肠检查系统和X线血管造影系统的用途、基本特点和组成；各类X线系统的典型结构

熟悉

滤线栅、自动曝光控制、自动亮度控制的用途和原理

了解

各类X线系统的技术发展和临床应用学习目标第六章X线整机系统X线摄影系统第一节第六章X线整机系统

X线摄影系统是将单次曝光的X线影像记录在成像介质上的装置的集成，主要用于检查骨骼病变和肺部疾病，还可探查体内金属异物以及腹腔内肠道梗死等。屏/片系统CR系统DR系统三个阶段：采用FPD的DR系统传统屏/片结构采用IP板的CR系统X线摄影系统第一节X线摄影系统X线摄影系统由X线管、X线发生装置、图像接收装置和患者支持装置等部分组成。X线摄影系统成像链X线摄影系统第一节X线摄影系统

根据X线源组件支持装置的不同构造，可将X线摄影系统分为：落地式悬吊式移动式一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（一）落地式X线摄影系统X线源组件用立柱-横臂结构固定。X线管通常是用双环形状管夹在X线管管套上的两道箍处夹持固定，使其与横臂连接。管套支架管套支架一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（一）落地式X线摄影系统1.立柱的固定形式：附着立柱式、单地轨式、双地轨式和天地轨式。单地轨式附着立柱式地轨及天地轨式一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（一）落地式X线摄影系统1.立柱的固定形式：附着立柱式特点：立柱由轨道或转轴支持，可沿轨道纵向移动；X线管组件可沿立柱作上下移动，以调节SID；立柱自身可作±180°旋转；X线源组件自身可绕横臂轴作±180°旋转。附着立柱式一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（一）落地式X线摄影系统1.立柱的固定形式：单地轨式共同特点：X线管中心线和影像接收装置的中心始终在同一直线上，非常方便。Z形臂镰刀臂一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（一）落地式X线摄影系统2.立柱组件的平衡X线源具有上下移动功能，为此立柱柱身须带平衡装置。平衡方式有两种：一是重锤平衡，二是弹簧平衡。3.系统制动制动：对球管支架各部位进行固定的功能。常用的制动方式：旋钮手动式和电磁制动式。电磁制动式应用最为广泛。平衡器是一种吊挂重量较大的生产操作设备的辅助工具。它可以用于悬挂，集中，搬运及移开工具。它易于操作气动，电气及液压工具；带保险装置，可避免悬挂对象坠落并且可以手动锁止被悬挂物的装置。视频：重锤平衡、电磁制动一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（二）悬吊式X线摄影系统1.结构特点结构特点：纵向和横向天轨——实现球管纵、横向移动；伸缩吊架——实现球管升降；横臂可旋转。伸缩吊架一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（二）悬吊式X线摄影系统2.悬吊装置的平衡A升降筒最底部B升降筒顶端弹簧塔轮C升降筒最短位置（弹簧圈形变最小）D升降筒最长位置（弹簧圈形变最大）伸缩吊架平衡装置视频：我国首台高端悬吊式DSA——东软汉武一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（二）悬吊式X线摄影系统3.系统制动各个机械运动部件需相应电磁装置实现制动。4.悬吊装置的位置控制自动跟踪和定位功能：在悬吊装置、胸片架、摄影床上安装有高精度步进电机和编码器实现。一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统（三）移动式X线摄影机移动式X线摄影机是将X线源组件、X线发生装置及辅助装置紧凑地组装在较小的机座上，机座底部带有滚轮或装有电瓶驱动小车，可由人力或直流电机驱动。结构分类：立柱式移动X线摄影机悬臂式移动X线摄影机立柱式移动X线摄影机悬臂式移动X线摄影机视频：悬臂式DR一、X线摄影系统的结构第一节X线摄影系统X线与人体作用：产生续发射线，又称为散射线或二次射线。问题：散射线对成像质量的影像？如何消除？滤线器！原发射线与散射线重点、难点二、滤线器第一节X线摄影系统1.滤线栅位置：滤线栅应置于人体和胶片之间组成：薄铅条和间隔物按构造分：聚焦式、平行式、交叉式按有无运动分：固定滤线栅、活动滤线栅滤线栅工作原理图二、滤线器第一节X线摄影系统1.滤线栅（1）滤线栅的结构4～8mm极薄铅条向焦排列填充材料：木、碳纤维、铝滤线栅板构造原理图二、滤线器第一节X线摄影系统1.滤线栅（2）滤线栅的规格焦距f：80、90、100、120cm

栅比R：R=b/a一般摄影5～8，高千伏摄影10～12

栅密度N：活动20～30条/厘米，固定40条/厘米滤线栅规格二、滤线器第一节X线摄影系统1.滤线栅（3）滤线栅的使用向焦面朝球管；增加曝光剂量；低栅比用低电压，反之用高电压；避免中心偏离。栅板倒置的情况二、滤线器第一节X线摄影系统2.活动滤线器静止滤线栅，栅密度不高情况下，会在图像上形成条纹；将铅条变薄提高栅密度可以解决，但X线衰减较多。怎么办？用活动滤线器解决！使X线曝光在滤线栅板活动的过程中发生，既能滤去散射线，通过原发射线，提高图像对比度，又能使铅条在接收器上留下的阴影因运动而被模糊掉。二、滤线器第一节X线摄影系统滤线器摄影装置是指装有滤线器装置的摄影机架。1.摄影床，也称“滤线器床”，又可称“平床”，用于人体各部位的平片拍摄检查。结构：摄影床示意图三、滤线器摄影装置第一节X线摄影系统2.立式摄影架也称“胸片架”，基本形式为落地立柱上安放滤线器，滤线器的外面覆上印有中心线的护板，便于模拟光对中。立式摄影架与摄影床安装位置示意图三、滤线器摄影装置第一节X线摄影系统2.立式摄影架“多功能立式摄影架”多功能立式摄影架三、滤线器摄影装置第一节X线摄影系统3.对置支架X线管和滤线器在支架上以转轴为中心对称安置，所以称为“对置支架”，也称为“U形臂”。对置支架三、滤线器摄影装置第一节X线摄影系统定义：自动曝光控制系统（automaticexposurecontrol，AEC）是在X线通过被照体后，以达到影像接收器所需的感光剂量来决定曝光时间，即感光剂量满足后，自动终止曝光。原理（重点！！！）：是利用转换器件（检测器）来检测透过患者的X线剂量，并转换成电信号。当该信号电压达到设定参考电压（即设定剂量）时，比较器将输出一个切断曝光的信号，曝光终止。AEC基本原理图四、自动曝光控制系统第一节X线摄影系统分类：光电管自动曝光控制及电离室自动曝光控制两类。现在常用的是电离室自动曝光控制。四、自动曝光控制系统第一节X线摄影系统电离室自动曝光控制系统——利用X线能使某些气体电离现象。途径：X线——人体——电离室——影像接收器电离室安装位置三测野电离室四、自动曝光控制系统第一节X线摄影系统使用AEC注意事项：①根据患者体位正确选择测量野。②设置适当的kV值。③预置mA的曝光时间值要大于该部位的实际曝光量。④小部位及不易准确选择AEC测量野时，不建议使用AEC。⑤严格控制X线照射野，防止空气曝光区处于AEC测量野内。⑥尽量减少散射线以免导致电离室提前终止曝光。四、自动曝光控制系统第一节X线摄影系统1.X线摄影系统是将单次曝光的X线影像记录在成像介质上的装置的集成，由X线管、X线发生装置、图像接收装置和患者支持装置等部分组成，分为落地式、悬吊式和移动式。2.X线摄影系统中用聚焦式滤线栅消除二次射线。

3.AEC是在X线通过被照体后，以达到影像接收器所需的感光剂量来决定曝光时间，即感光剂量满足后，自动终止曝光。小结第一节X线摄影系统1.滤线栅放在X线机哪个位置？作用是什么？2.使用AEC注意事项是什么？第一节X线摄影系统小练习复习小结X线胃肠检查系统第二节第六章X线整机系统X线胃肠检查系统，简称“胃肠机”，是可以对患者进行胸部透视、胃肠道透视和点片摄影检查的设备。胃肠机X线胃肠检查系统第二节X线胃肠检查系统利用胃肠机得到消化道影像案例中的影像所对应的信息接收器是什么？（在没有经过影像后处理的条件下）影像增强器I.I根据X线管位置可分：床下X线管型、床上X线管型（多用）床下X线管型胃肠机床上X线管型胃肠机X线胃肠检查系统第二节X线胃肠检查系统诊视床是胃肠机的患者支持装置，同时用于固定X线源组件和成像装置。诊视床主要由床体、点片架、传动系统三大部分组成。床上X线管型胃肠机结构组成一、胃肠机结构第二节X线胃肠检查系统1.底座要求牢固稳定2.床身能实现多种运动3.床面①承重要求

②X线透过性能（在低管电压下透视时，对X线的吸收量应不大于1mm铝当量）

碳纤维复合材料4.点片架X线源组件、成像装置和压迫器一、胃肠机结构第二节X线胃肠检查系统乳腺压迫器小思考在放射治疗过程当中怎样固定体位？呼吸动度过大？1.床身转动要求满足行业要求（1）转速：采用变频技术（2）转动范围：一般－5～+90°（3）定位和限位：保护患者（4）传动结构：-30°，避免触地床身转动支点位置二、传动系统第二节X线胃肠检查系统2.床面移动患者躺在诊视床的床面上，必须将X线中心对准需诊断的部位，以获得理想的图像，这是通过移动床面或点片架来实现的。诊视床的床面一般都有纵、横向移动功能。床面纵、横向移动传结构二、传动系统第二节X线胃肠检查系统点片摄影：从透视转为摄影的过程，X线胃肠检查系统必须具备此功能。点片摄影装置装有胶片、X线增强电视系统，分别用于摄片和透视。早期胃肠点片装置暗盒位置的变化什么是点片？三、点片摄影装置第二节X线胃肠检查系统透视：连续曝光，剂量低抓拍代表状态：高信噪比也称为ABS、IBS。思考：

透视过程中，监视器亮度不稳的原因是什么？ABC原理是当被透视部位密度、厚度增大时，X线输出量自动增加；反之，剂量自动减少。四、自动亮度控制（ABC）第二节X线胃肠检查系统当被检部位厚度增加时，透射X射线剂量下降，则影像增强器输出亮度降低，监视器图像亮度也随之变暗，此时送入ABC电路的亮度信号也下降，而ABC电路根据图像亮度下降的程度可调节高压控制器中的管电压或管电流上升，使X线输出剂量增加，最终使监视器图像亮度达到稳定。ABC示意图四、自动亮度控制（ABC）第二节X线胃肠检查系统（一）纵向体层摄影定义：拍摄人体内某一层面上一定厚度组织的X线片，它的特点是使人体内部某一高度层面成像清晰，使其他高度层面的组织模糊不清，这样就排除了所摄层面上下其他组织的遮挡和重叠，突出了感兴趣层面的影像。普通X线摄影与纵向体层摄影比较五、X线胃肠检查系统的拓展应用第二节X线胃肠检查系统（一）纵向体层摄影1.基本原理曝光过程中，X线管和点片摄影装置在连杆带动下，绕与人体感兴趣层同一高度的轴心作反方向匀速协调运动，感兴趣层与点片摄影装置始终平行。纵向体层摄影原理五、X线胃肠检查系统的拓展应用第二节X线胃肠检查系统（一）纵向体层摄影2.基本概念曝光角体层厚度体层运动轨迹

倾角

曝光角支点

机械角

五、X线胃肠检查系统的拓展应用第二节X线胃肠检查系统（二）数字合成体层成像通过一次运动过程，获取有限角度内多个不同投影角度下的小剂量投影数据，利用计算机进行图像处理，可回顾性重建任意深度层面的图像。数字合成体层成像五、X线胃肠检查系统的拓展应用第二节X线胃肠检查系统（三）多功能诊视床也称“摇篮床”。它也是一种遥控床，除具有遥控床的全部功能外，床面能带患者一起转动，并可在任意角度停止，做出医生所希望的各种动作。多功能诊视床五、X线胃肠检查系统的拓展应用第二节X线胃肠检查系统X线胃肠检查系统，简称“胃肠机”，是可以对患者进行胸部透视、胃肠道透视和点片摄影检查的设备。为达到其检查目的，胃肠机需要床身转动、床面运动等传动机构，同时需要点片装置辅助使用。小结第二节X线胃肠检查系统X线胃肠机和一般摄影X线机有什么区别？ABS的工作原理是什么？小练习第二节X线胃肠检查系统回顾练习X线摄影系统是将单次曝光的X线影像记录在成像介质上的装置的集成。第六章X线整机系统静止滤线栅，栅密度不高情况下，会在图像上形成条纹。根据X线源组件支持装置的不同构造，可将X线摄影系统分为落地式、立柱式和悬吊式。滤线栅应置于人体和X线球管之间。滤线器使用中向焦面朝球管，同时避免中心偏离。回顾练习AEC是在X线通过被照体后，以达到影像接收器所需的感光剂量来决定曝光时间。第六章X线整机系统电离室自动曝光控制系统利用X线能使某些气体电离现象。使用滤线栅时预置mA的曝光时间值要小于该部位的实际曝光量。AEC原理是当被透视部位密度、厚度增大时，X线输出量自动增加。点片摄影装置只有胶片，仅用于摄片。X线血管造影系统第三节第六章X线整机系统X线一大缺陷：软组织分辨力差血管造影属于介入检查，原理：X线无法穿透造影剂造影剂：碘剂现存问题：1、穿刺引起的局部并发症；2、各种组织相互交叠。X线血管造影系统第三节X线血管造影系统数字减影血管造影（DSA）是20世纪80年代兴起的一种医学影像学新技术，是计算机与X线血管造影相结合的一种新的检查方法，它能通过减影的方法除去与血管重叠的背景结构，从兴趣区分离出差别的影像，获得清晰的血管影像。血管造影图X线血管造影系统X线血管造影系统第三节X线血管造影系统DSA的优势1、突出显示血管影像，图像分辨率高；2、数字化采集和处理图像，便于传输、存储；3、具有血管路径图功能，可指导插管，减少透视次数；4、对比剂用量少，图像质量高；5、可做动态性研究。X线血管造影系统第三节X线血管造影系统1.时间减影把人体同一部位的2帧含有不同影像信息的图像相减，从而得出它们的差值部分。掩模像：减影技术中，不含造影剂的像称为掩模像或蒙片。造影像：减影技术中，注入造影剂后得到的影像称为造影像或充盈像。减影像：蒙片是被减的图像，而造影像则是减去的图像，差值即为减影像。DSA处理流程图一、数字减影血管造影工作原理第三节X线血管造影系统2.能量减影又称双能减影或K缘减影。在极短的时间内，对同一部位，利用两种不同能量采集的影像组成“减影对”，作减影处理，得到保留碘信号，而削弱背景组织的DSA减影方式。具体方法是：用两种能量的X线束获得两幅图像，一幅在低能X线下获得，另一幅在高能X线下获得，图像都经对数变换进行加权相减，就消除了骨或软组织。重点、难点一、数字减影血管造影工作原理第三节X线血管造影系统3.混合减影基于时间与能量，能量减影与时间减影相结合的技术。步骤：未注造影剂前——双能量K缘减影注造影剂后——双能量K缘减影注造影剂后与未注造影剂前做减影先消除软组织，后消除骨组织一、数字减影血管造影工作原理第三节X线血管造影系统DSA的成像系统:DSA成像系统框图二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统

基于平板探测器的DSA基于影像增强器的DSA二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（一）X线发生系统血流速度决定了DSA必须在短时间内完成采集。X线发生系统应满足下列要求：1.主机大功率：脉冲式曝光→减少活动脏器伪影2.千伏波形平稳：逆变高频高压发生器3.脉冲式控制：栅控/高压初级控制4.高热容量的X线管：金属陶瓷、液态轴承二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（二）成像系统由影像增强器、摄像机系统、光学系统和图像采集四部分组成。影像增强器：碘化铯作为输入屏，多尺寸可选视野，输出屏分辨率高，无图像畸变；摄影机系统：CCD灵敏度高、动态范围大、寿命长、价格低、不受磁场影响...光学系统：透视采集和摄影采集，镜头光圈随时调节。大孔径、可自动调节的电动镜头光圈二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（二）成像系统图像采集系统：将视频信号转化为数字信号，动态平板探测器逐渐取代影像增强器。采集板结构示意图二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（三）机械系统包括支架、导管床、显示器吊架等。1.支架结构：按C形臂数量分单C形臂和双C形臂；按安装方式分为落地式和悬吊式。（1）立柱式C形臂示意图;（2）悬吊式C形臂示意图；（3）双C形臂示意图C形臂支架结构示意图二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统专用化发展：单C：全身血管造影和介入放射；双C：心脏和大血管（三）机械系统2.支架功能（1）角度支持（2）角度记忆（3）体位记忆技术（4）快速旋转（5）岁差运动：利用C臂支架2个方向的旋转，精确控制其转动方向和速度，形成X线管焦点在同一平面内圆周运动。增强器则在支架的另一端做相反方向的圆周运动，即是岁差运动。（6）安全保护：自动安全防撞装置岁差运动二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（三）机械系统3.导管床导管床具有浮动床面和升降功能。（1）高度（2）床面运动（3）床面材料（4）悬吊式（5）防护帘（1）落地式导管床；（2）悬吊式导管床

导管床示意图二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（四）计算机系统在DSA系统中，计算机系统主要完成控制和图像处理功能。1.系统控制（1）启动开关信号（2）联络信号DSA流程控制图二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（四）计算机系统2.数字图像的输出符合DICOM

3.0格式，与HIS（医院信息系统）、RIS（放射信息系统）兼容。3.图像处理功能（1）数字减影（2）数字电影减影：运动部位（3）路径图技术：复杂部位插管（4）自动分析功能：参数计算（5）虚拟支架置入术二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（五）高压注射器高压注射器能够确保在确定时间内按DSA系统要求将造影剂注入血管，形成高对比度图像。高压注射器视频：高压注射器的使用二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（五）高压注射器1.结构定压力型（少用）定流率型（常用）（1）注射头①注射电机②注射筒③注射筒活塞④指示灯⑤加热器注射头结构示意图二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（五）高压注射器1.结构（2）控制台（3）多向移动臂及机架控制台与机架二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统（五）高压注射器1.结构新型的有两个注射筒，原因？两个注射筒高压注射器二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统针筒式高压注射器有单筒高压注射器和双筒高压注射器①单筒高压注射头上只有1个针筒，临床应用时只能注射造影剂②双筒高压注射头可以连接2个针筒，临床使用中不但可以注射造影剂，还能注射生理盐水。生理盐水，又称为无菌生理盐水，是指生理学实验或临床上常用的渗透压与动物或人体血浆的渗透压基本相等的氯化钠溶液。（五）高压注射器2.工作原理流率设定环和校准环高压注射器系统框图

二、数字减影血管造影系统构成第三节X线血管造影系统小结1.X线摄影系统是将单次曝光的X线影像记录在成像介质上的装置的集成，由X线管、X线发生装置、图像接