放射仪器学

放射仪器学考点X线管的组件：X线管管芯、管套、束光器、缩光器一般X线管的灯丝有三个引线:L---大焦、S---小焦、C---公用X线管常见故障：1、阳极靶面损坏2、X线管真空度不良3、灯丝断路4、旋转阳极故障X线机的基本电路:1、电源电路：电源开关、保险丝、自藕变压器、电源接触器等2、X线管灯丝加热电路：谐振式磁饱和稳压器、mA调节线路、灯丝变压器到X线管灯丝等3、高压初级电路：自藕变压器的输出、KV调节电路、曝光接触器、高压初级保险丝、高压变压器初级等4、高压次级及mA测量电路：高压次级电路、高压整流电路、mA测量电路、X线管等5、控制电路：有透视控制电路、摄影控制电路、曝光控制电路、曝光时间控制电路、过载保护电路、旋转阳极启动电路、及其他功能控制电路6、机械装置电路：点片控制、诊断床控制、束光器控制电路等电路常见故障种类及特征断路：导线断、或接触器、继电器触点没闭合，表现为电路中无电流或远低于正常值短路：元件或电路绝缘强度下降或被击穿，表现为电路中的电流大，烧保险丝、元件或连线接触不良：接线松动、接插件接触不良、接触器或继电器触点接触不良，表现为电路工作不稳定元件损坏、老化：表现为对应元件有相应的故障现象国产X线管标称形式和意义XD42-9/100表示为固定阳极X线管，小焦点的功率为2KW，大焦点的功率为9KW，最高管电压为100KVXD5230-50/150表示为旋转阳极X线管，小焦点功率为30KW，大焦点的功率为50KW，最高管电压为150KVX线管的焦点有实际焦点和有效焦点实际焦点：指接受电子束轰击的靶面的面积大小。其大小主要取决于灯丝的形状，和集射槽的形状、宽度、深度等，且因电子束的强度分布不均匀使实际焦点呈双峰或多峰分布有效焦点：指实际焦点在X线管长轴垂直方向上的投影X线管的代表容量X线管代表容量的定义：指一定的整流方式和一定的曝光时间下，X线管的最大负载能力对于固定阳极X线管：指在单相全波整流，曝光时间为一秒，X线管所能承受的最大负荷功率，单位为KW对于旋转阳极X线管：三相全波整流，曝光时间为0.1秒，X线管所能承受的最大负荷功率，单位为KW高压发生器的作用：（1）给X线管提供所需要的高压（2）给X线管提供灯丝加热电压（3）在两个或两个以上的X线机中利用高压交换闸完成高压及灯丝加热电压的切换高压电缆指在大、中型X线机中，X线管与高压发生器之间的粗电缆作用：输送高压和X线管灯丝电压从高压发生器到X线管现用高压电缆多为非同心圆式其结构如下（1）导电芯线层：电缆最内层；有二、三、四芯之分，分别用于单、双焦或四极X线管；常用的多为三芯高压电缆，每根芯线由多股细铜线组成（2）高压绝缘层：是高压电缆的主要绝缘层,其作用是使芯线与地之间的绝缘,应有良好的强度和韧性,在一定范围内可弯曲（3）半导体层:紧贴在绝缘层上,由半导体材料和橡胶制成,作用为消除绝缘层外表与金属屏蔽层之间可可能存在的静电电场,从而保护高压电缆(因静电电荷的存在可能使绝缘层和金属屏蔽层之间的空气电离—臭氧—绝缘层橡胶老化—破坏高压电缆)（4）屏蔽层：多由镀锡铜线编织而成，包绕半导体层之外，在高压电缆两端与高压插头的喇叭口相焊接—借用固定环接地；其作用是当高压电缆击穿时，放电击，保护工作人员和患者（5）保护层：在高压电缆的最外层，多由橡胶制成，作用为保护高压电缆X线机的辅助设备:X线管支持装置：摄影平床及滤线器、诊视床、束光器诊视床1、种类：普通诊视床、遥控床（有上、下管型）、摇篮床2、基本结构：床体（底座、床身、床面）、点片装置、动力及传动系统、电器控制部分3、基本功能：床身可直立、平卧；床面可上下左右移动；点片可点一、二、三、四分格的照片固定式滤线栅的技术参数1）焦距（f）：向焦排列的铅条的会聚线到栅板的垂直距离。常用栅板的焦距为100cm和150cm2）栅比（R）：指铅条高度与铅条间距之比。常用R=8：1、10：1等3）栅密度（N）：单位距离内铅条的数量。常用N=28条/cm、44条/cm固定式滤线栅使用注意事项1）使用滤线栅板应放于人体和胶片之间2）栅板使用应注意正、反面：正面（tubeside）朝向X线管；反面对胶片3）X线管焦点到胶片的垂直距离与滤线栅的焦距相符4）X线中心线倾斜时只能沿铅条方向倾斜5）使用滤线栅时，须适当增加摄影条件影像增强管输入屏作用：将X线像转换为电子图象。结构：呈球面形由面玻璃、铝基板、荧光体层、隔离层、光电阴极五层组成影像增强管流量增益：增强管光电阴极发出的光电子经阳极加速，光电子能增加，撞击输出屏荧光体层使之产生光子的个数缩小增益指把输入屏较大面积的图像聚焦到输出屏小面积上，图像亮度的提高影像增强管的影像转换及增强过程X线II输入屏荧光体层可见光像光电阴极电子像加速、聚焦高速缩小的电子像输出屏荧光体层亮度高的可见光荧光影像IP板1.IP板的作用：记录X线信息、可重复使用，但无图像显示功能2.IP板的结构：（1）表面保护层：保护荧光层、要求稳定性好、透光率高、薄（2）荧光层：由辉尽性荧光物质构成，记录X线信息，用激光扫描时，能取出X线信息（3）基板：聚脂树脂纤维胶模，保护荧光层（4）背面保护层：保护作用DR探测器的种类有：气体电离室探测器、非晶态硒型平板探测器、非晶态硅型平板探测器激光相机的结构组成1.激光发生器：作用为发生激光。材料有半导体（固态激光器）或气体激光器，以产生氦氖或红外激光2.光调制器：以其计算机输入的数字图象信号来调制激光强度3.光学扫描器：逐点扫描胶片，将图象记录于胶片上4.胶片传输装置：包括电动机、引导用打印滚筒，保证胶片按照与激光束扫描方向垂直方向高精度移动5.供片库：储存未感光的胶片，可容纳100-200张，有多尺寸、多供片盒6.收片盒或洗片机：接收已曝光胶片、冲洗已曝光胶片在DSA的应用中，根据不同的检查目的，数字减影有各种不同的工作方式：时间减影、能量减影、混合减影其主要区别在于相减充盈像和掩模像的获取方式不同CT值的概念：（CTVelum）指CT图像上体现人体内部某一断面内各物质密度差异的数值。这一差异数值用CT值来描述为：μ物质–μ水某物质的CT值=——————x1000μ水其单位为HU（HounsfieldUnit），也就是以水为标准，可以得出水的CT值为0，空气和硬骨的CT值分别为-1000和+1000，μ物质和μ水分别为物质和水的线性衰减系数。因X线能量的影响物质的线性衰减系数，即μ物质、μ水的大小、故CT值的测量是在70KVp的X线能量下测量的像素：CT图像上按矩阵排列的图像最小单元，也就是组成图像的基本单元称为像素（Pixel）体素：CT图像实际上是人体某一部位断面上有一定厚度的体层的图像；成像的人体某部位有一定厚度的体层按像素相应分成按矩阵排列的基本单元，而每个小基本单元内物质的密度用一个CT值综合代表，这些成像体层的基本单元我们称之为体素（Voxel）体素是一个三维的概念，而像素是一个二维的概念，像素与体素相对应窗口技术：在图像上用窗位（WL）来选择感兴趣组织的灰度值（CT值）；用窗宽（WW）来选择要观察（感兴趣）组织的灰度值(CT值）范围，并将其转换成灰阶，以更好地显示要观察组织大于或小于该灰度值范围的结构则变成全白或全黑，从而增加了对感兴趣的灰度值（CT值）范围内的灰度分辨重建的方法A）迭代法：用解多元方程组，得到各像素点的数值的方法。其缺点是速度慢B）反投影法：将与各向投影强度成正比的量沿投影的反方向投影回矩阵里，然后把它们累加起来，重建一幅图像。其缺点是会出现星状伪影C）傅氏变换法：利用傅立叶变换重建图像D）滤波反投影法：是在反投影法的基础上，增加函数滤过，是现常用方法，因它通过函数滤过克服了星状伪影。CT的成像原理X线球管发出的X线束围绕人体某一部位作一个接着一个的断面的扫描由探测器记录X线衰减信息转换成电流信号数据采集部分（DAS）的对数放大器将电流信号放大，积分电路将电流信号转换成电压信号，A/D电路将电压信号转换成原始数据阵列处理机进行图像重建图像经后处理可送到PACS网；可D/A转换显示；可送到硬盘、软盘、光盘、磁光盘存储；可经激光相机、多幅相机打印照片记录CT性能评价指标（1）图象质量：有空间分辨率和低密度分辨率两项重要指标，空间分辨率用LP/cm，低密度分辨率用5mm@0.3%/20mGy表示（2）X线管的热容量、散热率、保用次数（层次、圈次、秒次）等（3）计算机的指标：图象重建计算机的位数、图象重建速度、硬盘容量大小、其他配置、操作界面（4）探测器数目、类型等MRI的成像要素1、均匀的主磁场2、梯度场3、射频脉冲的发射和MRI信号的接收4、H1等成像原子核的特性。（H1、C13、Na23、P31）5、数据采集、图像重建的计算机系统在强磁场中的H1：多数处于低能态，沿磁力线方向排列，少数逆磁力线方向，且处于强磁场中H1（小磁棒）在自旋的同时，还沿磁场方向转动—进动。存在一定的进动频率，该进动频率的大小与外加的主磁场存在如下关系：ω0=γB0其中ω0为H1的进动频率（也叫拉莫频率）、γ是磁旋比、B0是主磁场的强度。ω0在MRI系统中又叫中心频率（CenterFrequency，cf），如B0为1T则cf=42·58MHz；如B0为1·5T则cf=63·82MHz。外加的射频脉冲必须符合该频率，H1才会发生共振，从而偏离原进动方向氦压缩机及水冷系统冷头（ColdHead）：为磁体制冷氦压机：为冷头制冷水冷机组：为氦压机冷却冷头（ColdHead）、氦压机、水冷机组共同组成制冷系统链T1T2T2*MRI设备需要三个相互正交（X、Y、Z方向）的梯度磁场作为图像重建的空间定位和层面选择的依据梯度线圈由三组线圈组成，按X、Y、Z轴设计，这三个相互正交的任何一个梯度场均可提供层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度三项作用之一在2D的MRI成像平面内有频率编码和相位编码两个梯度共同作用梯度场切换率是指单位时间及单位长度内的梯度磁场强度变化量，常用每秒每米长度内梯度磁场强度变化的毫特斯拉量（mT/m/s）来表示梯度切换率越高，梯度磁场强度爬升越快，所需的爬升时间（即梯度上升时间）越短，就可以进一步提高扫描速度，从而实现快速或超快速成像脉冲序列的概念MR图像的信号强度取决于射频脉冲的发射方式、梯度磁场的引入方式和MR信号的读取方式等。为不同成像目的而设计的一系列射频脉冲、梯度脉冲和信号采集按一定时序排列称作脉冲序列用于临床的放射性核素的种类A、锝：用于脑血流和心肌灌注，γ衰变B、碘：用于甲状腺、肾肝、脑、肺、胆的显像功能测量和治疗，γ衰变C、氙：用于肺通气灌注，β衰变D、正电子衰变类放射性核素：11C、13N、15O、18F等用于PET显像PET的工作原理湮灭符合探测（AnnihilationCoincidenceDetection，ACD）的原理：放射性核素发射的正负电子湮灭时产生的两个向相反方向运动的γ光子，用相对放置的两个探测器来测量，脉冲幅度分析器筛选出能量为511KeV的γ光子。符合电路只将两个γ光子同时被探测到的湮灭事件记录到存储器中，该事件一定发生在两个探测器之间的符合探测区中，因此ACD又称做电子准直技术超声多普勒效应：超声的另一个特性是具有多普勒效应。是1842年奥地利的多普勒发现的：如果声源或接受声波的观察者相对于传播介质而运动时，或二者都相对于介质运动时，接收者所接受的频率与声源发出的频率不同，这个频率差（称为多普勒频移）决定了声源和观察者对于介质的运动速度的大小和方向。声波传播过程中的这个现象就是多普勒现象多普勒超声诊断设备：临床上利用超声波的多普勒现象制成的仪器就是超声多普勒设备。利用超声多普勒可以探察运动物体的有关情况，如心脏、血管、胎儿、横膈的活动和血流的速度等超声探头的基本结构超声诊断仪用探头为压电探头，种类繁多，性能各异,但其基本构造包括以下四部分:(1)换能器(晶片)：它是探头的功能件，具有发射和接收超声波的功能。完成电、声能量之间的相互转换（2）壳体：它的功能是支撑、屏蔽、密封和保护换能器。探头