X线机复习

X线机复习第一章X线基本原理第一节X线产生原理及基本特性1、X线发现：X线是1895年11月8日，由德国物理学家伦琴在实验室研究阴极射线时发现的。2、X线产生的基本条件：a、有一个电子源（常用热阴极）b、有一个阳极靶（接受高速电子轰击）c、高速电子流（高压高真空）－－电子源+阳极靶+高速电子流3、高速电子同阳极靶面的相互作用的物理过程：电离激发弹性散射韧致辐射⑴电离：原子的外层价电子或内层电子在高速电子的作用下完全脱离原子轨道，使原子变为离子。⑵激发：高速电子（或二次电子）将原子的外层电子推入高能级的空轨道，使原子处于激发态。⑶弹性散射：高速电子受原子核电场的作用而改变运动方向，但其保持能量不变。⑷韧致辐射：高速电子在原子核电场的作用下，速度突然变小时，其一部份能量转变成电磁波发射出来。4、为什么韧致辐射产生的X线是波长不等的连续光谱？a、脉动直流使高速电子初始动能不等b、高速电子进入核电场前，所损失能量不相等c、高速电子与核作用距离各异5、最短波长λminλmin=12.42/V，λmin随着电压的升高而变小6、位移原则随着管电压升高，强度最大值和最短波长均向短波方向移动7、X线强度与靶物质的原子序数Z和X线管管电流I成正比。X线强度I与管电压V的平方成正比。8、标识X线的特点1、波长固定不变2、医用诊断X线中，仅K系标识线有用3、只在一定管电压下才出现4、不同靶原子，为获得同一标识线，所需管电压同原子系数的平方成正比9、X线的发生效率X线的产生效率随管电压V和靶材料原子序数Z的增加成正比例增加。10、X线的量和质1、物理方面X线的量：单位时间内通过与射线方向垂直的单位面积的总辐射量（强度，I）X线的质：X线的贯穿本领（硬度，波长/频率）2、诊断方面X线的量：mAs（毫安秒）X线的质：kVp（峰值管电压）3、治疗方面X线的量：X线对空气的电离本领（剂量）X线的质：半价层(物质对X线的吸收曲线)11、X线的本质和特性物理效应（1）穿透作用：反映物质结构及特性X线透视/摄影的物理基础（2）电离作用：气体电离测量、诱发生物效应X线损伤/治疗的物理基础（3）荧光作用：透视荧光屏/摄影增感屏X线成像的物理基础（4）热作用及其他第二节X线与物质的相互作用1、X线与物质相互作用的特点1、吸收同物质的光学性质无关2、作用的原子性3、每次作用光子损失大部或全部的能量4、作用过程的复杂性2、作用类型最主要有四种作用：光电效应（吸收）康普顿效应（非弹性散射）电子对效应（吸收）瑞利散射（弹性散射）3、光电效应与康普顿效应的比较1、作用对象不同：内层电子/外层电子2、作用条件不同：稍大于W/远大于W3、对光子能量的吸收程度不同：全部吸收/少量吸收4、能量分配不同：特征X线/散射X线5、对照片质量的影响不同：增强对比/降低对比6、对被检者的危害程度不同：危害大/危害小4、X线强度减弱的两种方式1、距离所致的减弱：I∝1/γ22、物质所致的减弱：a、光子能量b、原子序数c、物质密度d、每克电子数5、物质对单能窄束X线的吸收规律规律：（对于单能窄束X线）－－光子数目等比减少；光子能量守恒第二章医用诊断X线球管第一节固定阳极X线管1、构造和作用由阳极、阴极和玻璃壳组成1、阳极由靶面、铜体、阳极罩、阳极柱组成作用：产生X线、散热、吸收二次电子和散射线2、阴极由灯丝、集射罩组成作用：发射电子、对电子聚焦3、玻璃壳作用：支撑阴阳两极、保持管内真空度2、X线管的焦点1、实际焦点：电子轰击在靶面上的面积2、有效焦点：实际焦点在X线投照方向上的投影3、标称（有效）焦点：X线投照方向⊥X线管轴时的有效焦点3、有效焦点S有、实际焦点S实和阳极倾角Q的关系：a、S有=S实×sinQb、S有一定时，Q越小，S实越大，热容量P越大c、为减少几何模糊，要求S有尽量小4、有效焦点同成像质量的关系有效焦点越小，图像清晰度越高5、焦点增涨有效焦点的尺寸同kV和mA有关：kV增大，S有稍小（克服电子斥力）mA增大，S有明显增大（增加热电子）kV一定，mA增大，S有明显增加（低压时较明显）第二节旋转阳极X线管1、优点：功率大、焦点小2、旋转阳极X线管各要素需配有启动、延时、降压、制动、保护电路3、X线球管散热方式1、固定阳极X线管：热传导2、旋转阳极X线管：热辐射第三节大功率X线管电子束控金属球管共轴旋转：阳极和阴极固定在旋转轴上，直接浸泡在绝缘油中；球管工作时，马达带动整个球管旋转；阳极直接背靠在管壁上，故极易散热；冷却油通过进出循环将热量直接带走。阳极和内置球管组件要比常规球管小得多第四节特殊X线管软组织摄影用X线管1、应具备的条件（1）放射窗固有滤过小，以减少软线吸收。（2）能以较低管电压产生较大管电流，以实现短时间曝光。（3）焦点要小，以减少几何模糊度。2、结构特点（1）铍窗（Z=4滤过吸收小）（2）钼靶（产生长波软线多）（3）短极距（弥补灯丝发射特性）第五节X线管的规格和基本特性1、空间电荷效应：灯丝后端滞留电子（电子云），跟随管电压升高而陆续飞向阳极，形成曲线比例区和饱和区。2、薄靶（a）X线的产生限于靶面（b）电子直接透过而不偏转－－－－“穿透式”靶厚靶（a）X线的产生不局限于靶面（b）入射高速电子全部被阻止－－－－“反射式”靶3、阳极效应厚靶X线管近阳极端的X线强度弱，近阴极端的X线强度强。4、厚靶强度分布曲线在投照上的应用（a）将阳极效应同体层厚度相对应腰椎正位片：腰椎上部体层薄，近阳极；腰椎下部体层厚，近阴极→到射X线等强度→胶片浓度均匀（b）焦片距较大时阳极效应不明显照射野边缘近阴极，强度大；边缘衰减快→阳极效应被抵消（c）焦片距相同时小照射野受阳极效应的影响小照射野越小，射线到片距离越接近，阳极效应越不明显（d）尽量利用中心线附近X线束来摄片利用强度最大线曝光，提高X线利用率5、瞬时负载曲线（1）表示某焦点在某种整流方式下，对应一定的管电压（峰值）时，允许的最大管电流（平均值）与曝光时间之间的关系曲线。一般取极限值的85%－90%。（2）实际操作要增加一个低kV、小mA的预热过程。第三章高压发生器1、提供电力给X-RayTube和其他系统组件，控制影响影像品质的技术条件，如mA、kVp和sec等2、X-RayGenerator组成高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、高压插头、插座3、X-RayGenerator作用升压和整流，为球管提供直流高压降压和隔离，为X线管灯丝提供加热电压如配有两只以上X线管，还要完成kV和灯丝加热电压的球管切换4、灯丝变压器对灯丝进行降压供电次级与高压变压器次级端相连，电位很高，故初、次级绕组间应具有很高的绝缘强度第四章诊断用X线机1、基于X线的特性穿透作用、感光作用、荧光作用2、X线成像原理强度均匀的X线穿透人体→被各种组织结构吸收程度不同→出射人体到达荧光屏或胶片上的X线量强度有差别→在荧光屏或胶片上形成明暗或黑白对比不同的X线影像→X线成像3、对于高密度/厚层组织：吸收多，穿透少；出射X线少；（胶片）感光作用弱，显影白；（荧光屏）荧光作用弱，屏暗。对于低密度/薄层组织：吸收少，穿透多；出射X线多；（胶片）感光作用强，显影黑；（荧光屏）荧光作用强，屏亮。4、X-Ray波长与Film上contrast之关系(1)短波X-ray(highkV)能量较高，穿透率高，组织厚度差异反映不明显，在Film上对比度较低（Lowcontrast）。(2)长波X-ray(lowkV)能量较低，穿透率低，组织厚度差异反映明显，在Film上对比度较高（Highcontrast）。5、影响RadiographicQuality的因素mAs－Density（黑化度/曝光度)mAs高，胶片黑化强，背景较黑（过量曝光）mAs低，胶片黑化弱，背景较白（曝光不足）kVp－Contrast(对比度）kVp低，穿透弱，吸收差异明显，对比度高，影像层次清晰kVp高，穿透强，吸收差异不明显，对比度低，影像层次模糊6、曝光条件的选择（1）先确定kVp（2）再确定mAs7、诊断X线机组成主机系统+外围辅助设备1、X线管：产生X线；2、高压发生装置：供给X线管灯丝电压及管电压；3、控制装置：控制X线的“量”和“质”：kv、mA、s；4、外围设备：各种机械装置和辅助装置。8、X线检查方法透视的优点：①可任意转动病人进行多轴透视观察；②可观察活动器官的运动功能；③操作简单、费用低廉；④检查结果即时可得；⑤透视监护下可行介入性操作。透视的缺点：①细微病变和厚密部位难观察；②不能留下永久性记录。摄影的优点：①影像清晰，对比度较好；②适于细微病变和厚密部位观察；③永久纪录，供复查对比、会诊讨论之用。摄影的缺点：①不便于观察活动器官的运动功能；②技术较繁，费用较高；③出片时间较长。透视与摄影的优缺点互补9、胃肠点片摄影胃肠透视过程中，当发现有价值的病灶位置需要拍片记录存档时的一种适时摄影。组成：透视系统+摄影装置10、滤线器摄影将滤线器置于人体与胶片之间，吸收散射线11、断层摄影使X线管焦点到被摄体层和胶片成等比距离，以被摄体层平面为转轴，让球管和胶片作反向同步运动，称断层影像。12、遮线器又称缩光器，主要作用：1、指示投照中心和照射野的大小。2、避免不必要的X线照射。3、吸收散射线，提高影像清晰度。第五章（重点！）第二节X线机的电源电路1、主要作用：给整机供电2、基本要求：电源等效内阻应符合厂家的设计标准第三节高压初级电路1、高压控制方法控制高压的通断1、接触器控制2、可控硅控制3、初次级控制2、可控硅导通和关断条件状态条件说明从关断到导通1、阳极对阴极加正向电压2、控制极对阴极加正向电压(*一旦导通，控制极即失效)两者缺一不可维持导通1、阳极电位高于阴极电位2、阳极电流大于维持电流两者缺一不可从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位（反向阻断）2、阳极电流小于维持电流（正向阻断）任一条件即可3、双向可控硅对称伏安特性，相当于2个SCR反向并联控制极正、负信号皆可触发导通，且控制信号间无需互相绝缘导通后电流小于维持电流时截止无需过电压保护，但需过电流保护用于控制高压接通零相位合闸制作工艺复杂4、高压调节方法1、调初级电压2、调电源内阻3、调初级匝数4、调初级电压电流波形或频率5、高压次级调压法5、高压指示方法1)kV补偿：由于存在电源内阻和各种机器阻抗，且这些阻抗压降随管电流提高而增大，为保证实际管电压达到预定数值，必须对这些阻抗压降进行补偿。一般采用预先提高高压初级电压的办法进行补偿2)KV补偿的原因：存在阻抗压降，必须kV补偿xxxxxIRIRnIRnIRnmnmEE432221220上式中，第一项为空载管电压，为常数，与管电流变化无关；第二～五项为各种阻抗压降，随管电流增大而增大。由于第二～五项的存在，使得实际管电压随管电流增大而减小，因此必须进行补偿，以保证实际管电压与预置值一致。此为kV补偿的真实原因。3)kV补偿的方法：1、平移补偿主要补偿由于管电流流经高压变压器和整流管所引起的电压降落。这种压降对某一固定mA而言，是不随管电压变化的定值。2、斜率补偿主要补偿因管电流波形随管电压升高而畸变、电源阻抗随管电压变化而变化所引起的电压降落。这种压降不仅与mA有关，而且随管电压增大而增大。（Ex1－Ex2）4)KV指示电路的具体实现管电压负载曲线可简化为Ex＝aV1－b其中：a随管电流增大而减小b随管电流增大而增大只要有kV表的指示数值变化能够反映上式的线性关系，即可用此kV表的表头电压来正确指示负载时的真实管电压。V表＝a1V1-b1V表→Ex补偿方法：a、电阻法b、变压器法第四节高压整流电路1、脉动系数：%100maxminmaxaaaVVV脉动系数越大，则产生的X线能量波动越大，射线中无用软线成分越多，获得的图像质量越差，诱发的生物损伤越大。需使整流后的直流管电压脉动系数尽量小自整流电路、单相全波整流电路，管电压的脉动系数均为100%，X线波动大、软线多。2、—•连接的三相十二波整流电路实现原则：两个同频率但相位差3