医学影像设备学第二章

②瞬时负荷的容量表示法：曝光时间为数毫秒
到数秒的单次摄影或透视称为瞬时负荷。如图 2-12。大、中型X线机一般设计有容量保护装 置，当单次摄影选择的曝光条件过高，超过X 线管的最大允许负荷时，摄影不能进行。
③连续负荷的容量表示方法：曝光时间为10秒以上的透 视或间隔时间很短的连续摄影称为连续负荷。分为限定 连续使用时的最大功率和限定管电压、管电流两种标注 方法。
1）灯丝：发射电子，螺 旋管状钨丝，分为单焦点 和双焦点(大、小焦点)。
灯丝电压越高，灯丝温度越高，发射电子数量就 越大，调节灯丝加热电压即可实现管电流的调节 。为了延长灯丝寿命，灯丝加热方式通常采用预 热增温式。
2）聚焦槽：又名阴极头、聚焦罩、集射 罩，对阴极灯丝发射的电子进行聚焦。 见图2-5
（2）电参数：指X线管电性能方面的规格数 据。
1）最高管电压：允许加在X线管两极的最高电 压的峰值，单位千伏(kVp)。

2）最大管电流：在管电压和曝光时间一定的情 况下，X线管内允许通过的最大电流平均值，单 位毫安(mA)
3）最长曝光时间：在管电压和管电流一定的 情况下，X线管一次曝光所允许的最长时间， 单位秒(s)。
4）X线管的容量：又称负荷量，X线管在安全使 用条件下，单次或连续曝光而无任何损坏时所能 承受的最大负荷量。
P：X线管的负载功率
①容量计算：P=UI/1000(kW)
U：管电压的有效值
I：管电流的有效值
容量与曝光时间有关，曝光时间增长，由于热 量累积，容量将相应减小。
代表容量/标称功率/额定容量：一定整流方式和 一定曝光时间下X线管的最大负荷量。
有效焦点的大小与实际焦点、投照方位、管电流 和管电压的大小有关。有效焦点越小成像质量越 高。
3、旋转阳极X线管
焦点与功率的关系；实际焦点越大，瞬时负载功 率越大
焦点与成像质量的关系：有效焦点越小，成像越 清楚
结构： 阳极、阴极和玻璃管 壳阴极和玻璃管壳与固定阳 极X线管相差不大。阳极 主要由靶面、转子、转轴 、轴承套座、玻璃圈等组 成。图2-10
1）阳极头：由钨靶面和散热铜体组成。
2）阳极柄：普通铜(紫铜)制成，引出管外至高 压绝缘油中，将阳极头热量传导出去。
3）阳极罩：又名阳极帽，无氧铜制成，吸收二 次电子和散射线。
（2）阴极 作用：发射电子并使电子束聚焦，使撞击在靶面 上的电子束具有一定的形状和大小。
组成：灯丝、聚焦槽、阴 极套和玻璃芯柱。
5）生热和冷却特性曲线 ①X线管的热容量：X线管处于最大冷却速率时，允许 承受的最大热量称为热容量，单位HU或焦耳(J)。
1J=1kV(有效值)×1mA(有效值)×1s 1HU=1kV(峰值)×1mA(有效值)×1s
②生热与冷却特性曲线
生热特性曲线：表示X线管在负荷时，热量增加的速率 与曝光时间的关系。可确定X线管在不同热量增加的速 率下，可连续与断续工作的时间。见图2-13
（3）玻璃壳
简称管壳，固定和支撑阳、阴两极，保持高真空 。由熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的钼组硬 质玻璃制成。
固定阳极X线管的主要缺点：焦点尺寸大、瞬时 负载功率小。
2、X线管的焦点
（1）实际焦点： 阴极电子在阳极靶面上的实际轰击面积。见图2-6
实际焦点的形状由灯丝的形状决定，通常为 长方形；大小取决于聚焦槽的形状、宽度及 灯丝位于槽中的深度。实际焦点的大小越大 ，X线管的瞬时负载功率越大
（2）有效焦点： 实际焦点在空间中各个投射方向上的投影面积。
标称有效焦点：简称有效焦点，是指实际焦点在 垂直于X线管长轴方向上中心处的投影面积。见 图2-6
（3）焦点的方位性：投影方位愈靠近阳极， 有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极，有效焦点尺 寸愈大。
（4）焦点增涨：管电流增大时，由于电子数量 增多，电子之间斥力增大，使焦点尺寸出现增 大的现象。见图2-7
旋转阳极X线管用于透视时，由于所需功率小， 阳极可以不转动；而用于摄影时，阳极必须转动， 且达到额定转速后才允许曝光，否则靶面由于过 热极易损坏。
4、X线管的规格与特 性 （1）构造参数：由X线管的结构所决定的非电 性能方面的参数，包括阳极倾角、灯丝尺寸、 焦点大小、外形尺寸、重量、管壁的滤过当量 、冷却和绝缘方式、旋转阳极转速、最大允许 工作温度等。
冷却特性曲线表示曝光结束后，阳极热量散发与 冷却时间的关系。可确定X线管的最短休息时间 。见图2-13
旋转阳极X线管由于阳极是一个可以高速旋转的圆盘(见 图2-9)，实际焦点很大，有效焦点可以很小，所以具有 瞬时功率大、焦点小的优点。
（1）靶盘与靶面： 靶盘单凹状圆盘， 铼钨合金靶面，钼 或石墨靶基。热辐 射式散热。
（2）转子：无氧铜制成 阳极转速低速时2700r/min (50Hz)，高速时 8500r/min (150Hz)，要求启动速度快，曝光结束 后，为防磨损和共振，需制动装置快速停转。
二、主要内容
（一）X线管装置 （二）高压发生装置 （三）控制装置 （四）透视用影像装置 （五）机械辅助装置
（一）X线管装置
X线管产生X线的条件：①阴极灯丝加热且能发射 电子；②X线管两极加上高压。
1、固定阳极X线管
由阳极、阴极和玻 璃管壳三部分组成
（1）阳极 作用：①接受高速电子流撞击而产生X线；②将 阳极热量辐射或传导出管外；③吸收二次电子和 散乱射线。
一、学习目标
1、掌握固定阳极和旋转阳极X线管的结构及各部分的作 用。
2、掌握各高压部件的基本结构和作用。 3、掌握接触器、继电器、控制开关的工作特点和用途。 4、熟悉X线电视系统的基本构成、影像转换过程和自动 亮度控制原理。
5、熟悉各相械辅助装置的作用和基本结构。 6、熟悉X线管的规格和特性。 7、了解特殊X线管的特点和用途。
固定阳极X线管的代表容量：指在单相全波整流 电路中，曝光时间1秒时所能承受的最大负荷 旋转阳极X线管的代表容量：指在三相全波整 流电路中，曝光时间0.1秒时所能承受的最大负 荷。
X管型号：XD51-20·40/125
XD：国产诊断用X线管； 51：旋转阳极(≥50)，固定阳极(<50)； 20·40：小焦点代表容量20kW，大焦点代表容量40kW; 125：最高工作管电压125kV。