第二章医用诊断X线管1
第三次课 第二章 X线管-2012教材
X线管的作用
➢产生并输出X射线 ➢X线机的心脏
X线管的类型
➢诊断用X线管：
➢透视、摄影 ➢焦点小，功率大、散热器散热
➢治疗用X线管：
➢浅表治疗、深层治疗 ➢大焦点、长时间曝光、风冷水冷或油冷
一、固定阳极X线管
（一）构造和作用
由阳极、阴极和玻璃壳组成
➢ 启动原理：类似单相异步（鼠笼式）电动机
➢ 转子转速：n=120f/p f↗，n↗ ➢ 功率：P=K（nd ）1/2 n↗，P↗（中频机）
➢ 阳极制动：减少空转磨损
高速管：避开临界转速 低速管：通过静转时间反映轴承磨损度
➢ 轴承：耐热合金钢制成，耐高温 ➢ 轴承的润滑：固体润滑材料，二硫化钼、银、铅 ➢ 需配有启动、延时、降压、制动、保护电路
（标称）有效焦点的容许值变化范围
标称（mm） 容许宽（mm） 容许长（mm）
0.6
0.6~0.9
0.9~1.3
0.8
0.8~1.2
1.1~1.6
1.0
1.0~1.4
1.3~1.8
1.2
1.2~1.7
1.7~2.4
4、有效焦点同成像质量的关系
有效焦点
有效焦点
A
B
物体
A
B
焦点为点光 源时，图像 边缘清晰
3、玻璃壳 作用：支撑阴阳两极、保持管内真空度
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
铜体
钨靶
X线出口 集射罩 阴极
（二）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：
第二章：诊断用X线机基本装置
• 3.半导体层：消除绝缘层外表面与屏蔽层之 间的静电场
• 4.金属屏蔽层：电缆击穿时，芯线与屏蔽层 短路，通过固定环接地。
• 5.保护层：防磨损，防潮，防腐蚀。
• 六、高压交换闸
• 七、变压器油 • 又称绝缘油，为碳氢化合物，为矿物绝缘
油。 • 作用是高压绝缘和散热。
• （一）主要性能 • 1.电介质强度高 • 2.燃烧点和闪燃点高 • 3.导热系数高 • 4.化学性能稳定 • 5.粘度低 • 6.凝固点低 • 7.比重：15.5℃时为0.895g/cm3 • 8.颜色：浅黄、暗红或水白，透明无悬浮物
• 二、聚焦槽
• 也叫阴极头、聚焦罩、集射罩，由纯铁或 铁镍合金制成。
• 其作用是对钨丝发射的电子进行聚焦。
• 三、玻璃壳 • 简称管壳，用来固定和支撑阴、阳两极，
并保持管内真空。
• 固定阳极X线管的主要缺点： • 焦点尺寸大、瞬时负载功率小。
• 二、X线管的焦点 • X线管的焦点大小对成质量影响很大。 • X线管的焦点分为有效焦点和实际焦点两种
• 3.20世纪70年代以后出现了单钮控制主机 系统，在摄影操作过程中，只需选定KV值， 即可在X线管允许的最大容量范围内曝光。
• 4.后来，由于计算机技术在X线机领域的应 用以及采用自动曝光控制系统，又出现了 零钮制控制主机系统，按人体脏器分类， 设置部位按钮，曝光参数自动选定，操作 进一步简化。
• 作用：产生X线管需要的高压和灯丝加热电 压。
• 组成：X线管，高压插头，高压电缆，高压 变压器，X线管灯丝加热变压器，高压整流 器，高压插座，高压交换闸等。
• 二、高压变压器 • 高压变压器是产生交流高压的器件，因此
它是一个初、次级绕组匝数相差很大的升 压变压器。
医用X线机设备学(上)第二章 X线机装置及主要构成部件
高压变压器（4）
诊断X射线机的高压变压器：
输出电压由30~150仟伏， 负载电流在透视使用时一般为3毫安左右，在摄影 使用时可达10一1000毫安， 最长负载时间为10秒;较短负载时间仅为0·01秒或 0·003秒，如果为脉冲X射线机，则为几微秒。
诊断X射线机高压变压器，具有瞬间负荷功率 大，而输出电压高的特点。
X射线管的焦点（1）
焦点: 电子在阳极上的撞击面，称为“焦点面’或称“焦点’。 焦点的大小，在诊断工作上很重要，它对X射线影像的清晰
度有密切的关系。 灯丝的形状对焦点的形状起决定作用。
X射线管的焦点（2）
实际焦点： 即是由阴极电子投射到
阳极钨靶上的实际焦点。 有效焦点：
即是X射线照射到胶片 上的有效面积。
两个焦点的旋转阳极X射线管 旋转阳极X射线管大焦点供作摄影使用，可获得相
比固定阳极X射线管更大的X射线量，以使胶片得到足 够的感光度。
旋转阳极X射线管小焦点相比固定阳极X射线管， 焦点更小，用作透视可获得较好的清晰度。
特殊X线管
1） 栅控X线管 是在普通X线管的阴极和阳极之间加上
一个控制栅极，故又称三极管。 2） 钼靶管 是与普通X线管相似，不同之处是钼靶
2、另一部分为水 平段，又称饱和区， 管电流不再随着管电 压的变化而改变。
4
灯丝发射特性曲线
说明 在不同
的管电压 下，管电流 的随着灯丝 电流的增加 而增大。
X线管 特性 曲线
X线管容量 不是一个固定 值，它与X线管 的整流方式、 阳极转是、靶 角、焦点尺寸 等有关。
X线管的热容量 1HU=1KV×1MA×1S
组合机头图
第三节 高压发生器构成
高压发生器包括 1） 高压变压器 2） 灯丝变压器 3） 高压整流器 4） 高压交换闸 5） 高压电缆、
医用诊断X线防护操作规程
医用诊断X线防护操作规程第一章绪论1.1目的1.2适用范围本规程适用于医院、诊所等医疗机构的所有依法执业的医师、技师和工作人员，以及参与医用诊断X线操作的相关人员。
第二章基本原则2.1最低辐射剂量原则在保证图像质量的前提下，尽可能采取措施减少辐射剂量，确保医务人员的辐射暴露在国家法律法规规定的极限范围内。
2.2个体防护原则医务人员应定期接受辐射监测，了解个人的辐射暴露情况。
同时，医务人员应戴上符合国家标准的防护用品，如铅胸衣、铅手套、铅眼镜等，以减少辐射的接触。
2.3安全区域原则医院应设立专门的诊断X线操作室，并设置专门的X射线防护设施。
在工作期间，医务人员应尽量待在安全区域内，避免不必要的接触和辐射暴露。
第三章测量和监测3.1辐射剂量的测量医疗机构应定期对各个影像科室的X射线机器进行辐射剂量的测量，确保X射线机器的辐射剂量在规定范围内。
3.2辐射暴露监测医务人员应接受定期的辐射暴露监测，监测包括手部、头部和全身辐射剂量的测量。
第四章个体防护4.1防护用品的佩戴医务人员在进行任何与X射线相关的操作时，应戴上符合国家标准的防护用品，如铅胸衣、铅手套、铅眼镜等。
同时，应确保这些防护用品没有损坏。
4.2防护用品的存储和保养防护用品应存放在专门的防护柜中，避免受潮、挤压或受到其他物品的损坏。
每次使用后，防护用品应及时清洗和消毒。
第五章场所防护5.1诊断X线操作室的防护医院应设立专门的诊断X线操作室，并设置符合国家标准的X射线防护设施，如铅墙、铅玻璃窗等。
操作室内应有明显的辐射警示标志。
医务人员应在操作室内进行工作，尽量减少在操作室外的停留时间。
5.2辐射源的防护X射线机器应定期检查和维修，确保辐射剂量在规定范围内。
同时，对于老化或损坏的设备，应及时更换或修理。
第六章应急措施6.1辐射事故的处理对于发生辐射事故的操作室和设备，应立即停止使用，并向相关部门报告，做好事故处理和辐射清理工作。
6.2辐射事故的救护对于发生辐射事故的医务人员，应立即撤离危险区域，并进行适当的急救措施，如用清水冲洗、及时服用碘盐等。
医用诊断X线球管
又称聚焦槽或者集射罩，铁或者镍制成，形成电位分布，在靶面上形成焦点 (主焦点、副焦点)双峰分布 （
（三）玻璃壳 主要是钼组硬质玻璃制成（熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小），真空度 10-6mmHg
旋转阳极X线球管
特点：可以制成小焦点，提高瞬时功率 构成：与固定阳极X线管的主要区别在于阳极结构（靶面、转子、转轴、 轴承套座、玻璃圈)
医用诊断X线管
梁国庆
固定阳极X线管
特点：真空度高、灯丝发射电子、X线质和量可以调节 构成：阳极、阴极、玻璃壳
一、阳极
构成：阳极头、阳极帽、玻璃圈、阳极柄 （一）阳极头 靶面：钨，熔点高、蒸汽压低、蒸发少、原子序数大 （二）阳极柄 与阳极头相连，浸在油中，散热 （三）阳极帽： 无氧铜制成；吸收二次电子二次电子减少50-60% 二次电子的危害：降低玻璃的真空度；再次轰击靶面形成散射线，降低成 像质量 （四）玻璃圈:阳极与玻璃壳的过渡部分，膨胀系数好
栅控X线管（三极X线管）
特点：在普通X线管的阴极和阳极之间加上一个控制栅极 工作原理：栅极上加一相对灯丝而言一定大小的负电位或者负脉冲电压 构造：普通X线管再加上栅极 用途：快速电影摄影
X线管规格
结构参数：靶面倾角、焦点尺寸、固有滤过当量、冷却方式、旋转阳极转速 电参数：最高管电压KV 最大管电流MA 最长曝光时间 X线管的容量：增大焦点面积、减小靶面倾角、增加转速、增大焦点轨道半径、 减小电压纹波系数 X线管的表成功率： XD4—2.9/100 小焦点2KW；大焦点9W；最大管电压100KV
轴承套座抗热性能好（400度）、表面黑化增加热辐射、固体润滑剂减少 磨损 尽量减少空转，增加刹车电路
大功率X线管
特点：增加靶面直径、减小靶面角度、高速旋转、必须有热交换装 置（水冷、油冷）， 主要用于DSA、数字胃肠机。
医用X射线诊断放射卫生防护及影像质量保证管理规定
医用Ｘ射线诊断放射卫生防护及影像质量保证管理规定第一章总则第一条为提高医用Ｘ射线诊断质量，保障受检者、放射工作人员和公众的健康与安全，根据《放射性同位素与射线装置放射防护条例》，制定本规定。
第二条本规定适用于中华人民共和国境内，一切使用医用Ｘ射线诊断设备的单位和个人。
第三条国家对医用Ｘ射线诊断的放射卫生防护及影像质量保证实行监督管理。
第四条医用Ｘ射线诊断工作单位必须接受县级以上人民政府卫生行政部门的监督与指导。
必须采取有效措施，提高影像质量；减少重拍率、误诊率及漏诊率；注意受检者的屏蔽防护，减少和控制受检者的照射剂量，做好放射卫生防护及影像质量保证工作。
第二章许可证件申请与管理第五条凡从事医用Ｘ射线诊断工作的单位必须事先向所在地县以上人民政府卫生行政部门办理申请手续，经审查合格，领取《射线装置工作许可证》后，方可从事许可范围内的工作。
第六条新建、扩建和改建的Ｘ射线机房，在场址选择、建筑设计、防护设施等方面，必须符合国家有关法规和标准的要求。
必须按规定的程序接受县以上人民政府卫生行政部门预防性审查和竣工验收。
第七条凡申请从事医用Ｘ射线诊断工作的单位、个人，必须具备以下基本条件：（一）、具备与所开展的Ｘ射线诊断项目相适应的场所，设施和防护性能合格，运行指标满足所开展诊断项目要求的设备。
（二）、具备人民政府卫生行政部门确认的相应专业技能、熟悉防护知识，健康条件合格，并取得《放射工作人员证》的工作人员。
（三）、设有放射防护组织或专（兼）职放射防护人员，并建立工作人员及受检者防护和质量保证管理制度。
第八条医用Ｘ射线诊断设备安装完毕后，必须经省、自治区、直辖市人民政府卫生行政部门指定的机构进行验收检测。
证明其主要运行指标及防护性能符合国家有关标准，领取《射线装置工作许可证》后，方可投入临床使用。
第九条颁发《射线装置工作许可证》的人民政府卫生行政部门按有关规定对持证单位及个人进行定期核查，核查情况记录在许可证的附本上。
二、X线基本知识_医学影像检查技术学本科课件
（二）增感屏的种类 增感屏可分为钨酸钙和稀土两大类。 1.钨酸钙屏：这类增感屏使用已久，以增 感速度的不同又分为：①低速增感屏②中 速增感屏③高速增感屏④超高速增感屏、 高电压增感屏、一次多层摄影增感屏等。 钨酸钙屏是在X线激发下，转换成蓝色 谱段可见光，对感蓝胶片敏感，亦称蓝敏 胶片用增感屏。
（二）增感屏的种类
六、光学密度与感光效应
（一）光学密度 胶片中的感光乳剂（卤化银）在光（或 辐射线）作用下致黑的程度称为照片的密度， 又称光学密度或黑化度。 光学密度是由于胶片上乳剂感光后，光 量子被卤化银吸收，经过化学处理，使卤化 银还原，构成黑色金属银的影像。吸收光线 越多，卤化银沉积越多，照片就越黑；反之， 卤化银沉积越少，照片越透明。
2、增感速度 增感速度是各种增感屏之间增感率的 比较。影响增感速度的因素： ①荧光 颗粒的大小；②荧光体层厚度；③不 同类型的荧光物质；④温度对增感速 度的影响。
3、荧光体的光扩散 增感屏的结晶体颗粒在受到X线照射后， 每个晶体均成为一个发光光源向外散射 荧光，使影像清晰度降低，称为“荧光 的光扩散”。此现象与荧光结晶体颗粒 大小及涂布厚度有关，结晶颗粒越大， 涂布厚度越厚，则荧光的光扩散现象也 越显著。
4、余辉现象 当X线照射停止时，增感屏上仍然继续 有荧光作用存在，这种荧光的继续滞留 称为“余辉”。
5、分辨率 是表示增感屏能清晰反映影像细节的最大 能力的指标。由于增感屏的材料和荧光性 能的制约，增感屏分辨率远低于胶片分辨 率，故对X线照片影像质量影响较大。其次， 采用不同荧光颗粒的增感屏，其分辨率也 有差异，选用时应加以注意。
（二）化学效应
2.着色作用 某些物质如铂氰化钡、增感屏、铅玻 璃、水晶等，经X线长时间照射后，其结 晶体脱水渐渐改变颜色，发生脱水、着色， 称为着色作用（脱水作用）。
X线管的基本知识
X线球管的基本知识第一节固定xxX线管一、结构固定阳极X线管是诊断用X线管中最简单的一种，如图3-1所示，其结构主要由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成。
（一）xx阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生X线，同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去；其次是吸收二次电子和散乱射线。
固定阳极X线管的阳极结构由阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄四部分组成。
固定xxX线管的xx结构1．阳极头它由靶面和阳极体组成。
靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生X线（曝光）。
但由于曝光时，只有不到1%的电子流动能转换为X线能，其余均转化为热能，所以曝光时，靶面将产生大量的热量而使其工作温度很高。
又由于辐射的X线强度与靶面材料的原子序数成正比，所以X线管的靶面材料一般都选用钨（Z=74），故称为钨靶。
钨的特点是熔点高（3370℃），蒸发率低，原子序数大，又有一定的机械强度。
但钨的导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，故常把厚度为1.5～3mm的钨靶面用真空熔焊的方法焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上。
这样制成的阳极头不但辐射X线的效率高，而且具有良好的散热性能。
固定阳极X线管的靶面静止不动，电子流总是轰击在靶面固定的同一位置上。
由于单位面积上所承受的最大功率是一定的，所以固定阳极X线管的功率是有限的。
2．阳极帽它又称阳极罩或反跳罩，由含钨粉的无氧铜制成，依靠螺纹固定到阳极头上，其主要作用是吸收二次电子和散乱射线。
阳极帽上有两个圆口：头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击靶面的通道；侧下部圆口向外，是X线的辐射通道，有的X线管在此圆口处加上了一层金属铍片，以吸收软X线，降低病人皮肤剂量。
高速运动的电子流轰击靶面时，会有少量的电子从靶面反射和释放出来，这部分电子称为二次电子。
二次电子有害无益，其能量较大（约为原来的99%），轰击到玻璃壳内壁上，将使玻璃壳温度升高而释放气体，降低管内真空度或使玻璃壳击穿；二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射X线，使X线影像质量降低；二次电子还会附着在玻璃壁上，造成整个管壁电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏。
第二章第三节X线检查技术
间接型平板探测器（非晶硅平板探测器）
由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器 件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般 分为两步，首先闪烁晶体涂层将X线的能量转换成可 见光；其次或者，或将可见光转换成电信号。
（一）X线摄影条件的选择
（一）感光效应
（二）X线摄影条件的基本因素
（三）X线摄影条件的应用
1、感光效应
指X线通过人体被检部位后，使感光系 统感应有效X线，并由此产生诊断所需的 影像效果。即X线摄影后的影像效果均称 之为“感光效应”
或：X线对胶片的感光作用
影响感光效应的因素：
管电压、管电流、曝光时间、焦-片距等
（2）固定管电压法
在X线摄影中值是固定的，作为照片密度的补 偿，随着被摄体的厚度d和密度p而变化。
管电压值一般要高10～20，所用的值成倍下降
3、对数率法及X线摄影条件规范化
不论是改变的X线摄影方法，还是固定技术， 都未能完全解决如何获得一张优质X线照片的 摄影条件问题，因此有必要恰当地解决诸因素 （、 mＡs、几何条件、感光材料、滤线栅、 增感屏性能、电源整流方式、体厚等）的平衡 关系问题。
密度与灰度是组成医学影像的基本要素之一，
在影像上能够分辨出不同组织结构的原因是影 像具有足够的密度(灰度)和对比度。
医学影像的记录方式：干式打印 包括：激光打印和非激光打印
激光打印：①光一热式成像
②激光诱导成像
非激光打印：①直接热打印技术
②干式喷墨成像
医用X线照片：
• X线胶片的观察：
• 光线透光率的大小由照片的阻光能力决定。
缺点：在这过程中可见光会发生散射，对空间分辨率产 生一定的影响。
医学影像设备学整理资料
第一章 概论1、1895年11月8日，伦琴发现X 射线。
2、现代医学影响设备可分为影像诊断设备和医学影像治疗设备。
3、现代医学影像设备可分为：①X 线设备，包括X 线机和CT 。
②MRI 设备。
③US 设备。
④核医学设备。
⑤热成像设备。
⑥医用光学设备即医用内镜。
4、 第二章 X 线发生装 置1、X 线发生装置由X 线管、高压发生器和控制台三部分组成。
2、固定阳极X 线管主要由阳极、阴极和玻璃壳组成。
3、阳极：主要作用是产生X 线并散热，其次是吸收二次电子和散乱射线。
4、阳极头：由靶面和阳极体组成。
靶面的作用是承受高速运动的电子束轰击，产生X 线，称为曝光。
钨靶5、阳极帽：可吸收50-60%的二次电子，并可吸收一部分散乱射线，从而保护X 线管玻璃壳并提高影像清晰度。
6、固定阳极X 线管的阳极结构包括：阳极头、阳极帽、可伐圈、阳极柄。
7、固定阳极X 线管的主要缺点：焦点尺寸大，瞬时负载功率小。
优点：结构简单，价格低。
8、阴极：作用是发射电子并使电子束聚焦。
主要由灯丝、聚焦罩、阴极套和玻璃芯柱组成。
9、在X 线成像系统中：对X 线成像质量影响最大的因素之一就是X 线管的焦点。
10、N 实际焦点：指靶面瞬间承受高速运动电子束的轰击面积，呈细长方形。
影响焦点大小的因素：取决于聚焦罩的形状、宽度和深度。
减小，球管容量减小10、N 有效焦点：是实际焦点在X 线投照方向上的投影。
实际焦点在垂直于X 线管长轴方向的投影，称为标称焦点。
11、一般固定X 线管的靶角为15°-20°。
减小，投射方向x 线量减小12、有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高13、旋转阳极X 线管阳极 ：主要由靶面、转子、转轴和轴承14、旋转阳极的作用：较好地解决了提高功率和缩小焦点之间的矛盾。
最大优点：瞬时负载功率大、焦点小。
缺点：较固定x 线管，主要依靠热辐射进行散热，散热效率低。
15、金属陶瓷大功率X 线管（特殊X 线管）：消除钨沉积层的影响，延长X 线管的寿命。
第二章医用诊断x线球管
（一）阳极 作用：吸引电子、加速电子二次电子和散射线、阻止高 速电子运动而产生X线，同时产生的热量传导或辐射出去。 结构： ★阳极头：包括靶面和铜体 靶面材料应选用高熔点、蒸发率低，且X线发射率较高 的钨制成(钨的熔点为337℃)。但钨的导热率小，可通过真 空熔焊的方法把钨焊接在无氧铜体上，以便具有良好的散热 能力。
转速越高，X线管的功率越大。它们之间的关 系如下：
P K nd
式中P为功率，K为常数，n为转速，d为焦点轨 道直径。可见功率与转速和靶面直径的平方根成正 比。当速度增加到2倍时，允许功率增加到1．4倍 左右。靶盘直径越大，热容量越大，散热速度也越 快，X线管的功率也增大。
旋转阳极X线管的功率是基于阳极转速达到额定值时 的功率，如果在阳极转速尚未达到额定值时曝光，将会 造成X线管的靶面熔化损坏。因此，使用旋转阳极X线管 的X线机均设有旋转阳极启动、延时、保护电路。
表2-1标称焦点容许值变化范围
容许宽（mm） 容许长（mm） 0.9~1.3 1.1~1.6 1.3~1.8
标称（mm）
0.6 0.8 1.0 0.6~0.9 0.8~1.2 1.0~1.4
1.2
1.2~1.7
1.7~2.4
X线成像时，为减小几何模糊而获得清晰的影像， 要求有效焦点越小越好。 减小有效焦点面积可通过减小靶角来实现，但靶 角太小，由于X线辐射强度分布的变化，投照方向的 X线量将大量减少。 所以靶角要合适，一般固定阳极X线管的靶角为 l5°～20°，也可以通过减小实际焦点面积以减小 有效焦点面积，但实际焦点面积减小后，受200W／ mm2的限制，X线管的容量也将随之减小。
★X线辐射强度分布对成像质量的影响 由于集射罩的形状，灯丝表面在罩内深度不同， 在电场作用下，从灯丝表面发射出的电子的聚集情 况不同，实际焦点面上的电子密度分布也不同，以 至到达靶面的电子束强度形成单峰、双峰甚至多峰 分布，同时靶面结构和老化，也会造成X线辐射强度 的不均匀性。
医用X线原理
8.X线诊断 8.X线诊断
天然对比度 人工对比度 注： 射线对比度 胶片对比度 X线照片对比度
9.X线 检查 9.X线
X线透视检查： X线摄影检查： 造影检查： 注： 种类：阳性造影剂，阴性造影剂。 方法：直接导入法，生理排泄法。
10.辐射对人体健康的影响 10.辐射对人体健康的影响
概述: 概述:人类辐射损伤的研究经历的过程 辐射诱发恶性肿瘤 辐射对遗传的影响 辐射对生殖的影响 放射性疾病
5.X线 5.X线
物理效应：
1.穿透效应 1.穿透效应 2.荧光作用 2.荧光作用 3.电离作用 3.电离作用 4.干涉.衍射.反射.折射 4.干涉.衍射.反射.
化学效应: 化学效应:
1.感光作用 1.感光作用 2.着色作用 2.着色作用
生物效应
X线与 质
相干散射 光电效应 康普顿效应 电子对效应 光核反应
:韧 辐 ,•tŠu . 辐 电场，轨 电 结 ， 电场， 级 。
４．X线机 发
气体X 气体X线管和感应圈时代 （1895-1916） 1895-1916） 热电子X线管和高压变压器“实用时代” 热电子X线管和高压变压器“实用时代” （1910-1925） 1910-1925） 旋转阳极X线管和控制技术现代化时代（1925旋转阳极X线管和控制技术现代化时代（19251945 X线机与电视系统的组合 （1954—1972） 1954—1972） 计算机横断摄影X线扫描装置（CT）（ 1972） 计算机横断摄影X线扫描装置（CT）（ 1972） 80年代出现CR.DR.DSA.(核素扫描ECT.PET) 80年代出现CR.DR.DSA.(核素扫描ECT.PET)
2.X线 发现 2.X线
1895年11月 日德国物理学家威• 1895年11月8日德国物理学家威•康•伦琴 发现X 发现X射线。 1895年12月22日诞生了第一张X 1895年12月22日诞生了第一张X光照片。 1896年 1896年X线开始应用于医学。
医学影像设备学第2章X线发生装置
第二节 高压发生器
二、高压元器件----高压整流器 高压整流器是一种将高压变压器次级输出的交流高 压变为脉动直流高压的电子元件。 高压变压器次级输出的交流高压，如果直接加到X 线管两端，正半周时，灯丝发射的电子能飞向阳极 ，产生X线；负半周时，阳极比阴极电位低，灯丝 发射的电子飞不到阳极，X线管不辐射X线。这种 利用X线管本身的整流作用整流的X线机称为自整 流X线机。
。因为它可实现管电流调节，所以又称为mA调节 电路。它分为灯丝初级电路和灯丝次级电路。灯 丝次级电路与X线管的阴极灯丝相连。
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第三节 控制台
三、单元电路简介 （二）X线管灯丝加热电路的结构模式
60
第三节 控制台
（三）高压发生电路 1．高压初级电路 它是指由自耦变压器输出线圈至高压变压器初级线圈 所构成的回路。 当高压变压器初级得电时，次级即可产生交流高压。 高压初级电路包括管电压调节、控制、预示及补偿电 路。
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第二节 高压发生器
二、高压元器件------变压器油 主要特点： ④粘度低。 ⑤凝固点低。一般要求在-15 ℃ ～-45℃之间，变 压器油凝固点温度即为油的标号，如45号油其凝固 点为-45℃。 ⑥颜色浅。一般为浅黄、暗红或水白，透明无悬浮 物。
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第三节 控制台
第三节 控制台
1.三钮制控制台： 控制台最初以实现X线管在曝光过程中的管 电压（kV）、管电流（mA）和曝光时间三个基本参量的控制 为主要任务，一般称之为三钮制控制台。最短曝光时间约为 0.02～0.04s。 2.二钮制控制台： 1950～1960年间出现了二钮制控制台，即 在X线曝光前只预选kV值和代表X线总辐射量的mAs值。 3.单钮制控制台： 1970年以后出现了单钮制控制台，在曝光 操作过程中，只需选定kV值，使X线曝光参量的调节和操作程 序大为简化。
第二章 医用放射设备
活度及其随时间变化在空间分布的仪器统称为核医学仪器。探测的基本原理有：
●电离作用。 ●荧光现象。 ●感光作用。
第四节 核医学与核医学仪器
3.γ 照相机
γ 照相机可对人体内脏器中的放射性核素分布进行一次成像，同时可动态
观察、显示、记录放射性药物在人体脏器内的代谢情况。所以γ 照相机不仅
具有人体脏器的形态显像功能，而且具有功能显像功能，同时又具有动态 显像功能。 临床上，利用γ 相机可对脏器进行平面成像、动态成像、门控成像和全身 成像。动态成像和门控成像主要用于心脏血管检查，平面成像和全身成像 有甲状腺显像、脑显像、肺显像、肾脏显像、肝胆显像和骨全身成像等。
（3）PET的主要性能参数 ●空间分辨率 ●灵敏度 ●噪声等效计数 ●时间和能量分辨
第四节 核医学与核医学仪器
5.正电子发射型计算机断层装置
（4）PET的临床应用 PET是目前唯一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型 影像技术。
（5）PET/CT
PET/CT(positron emission tomography/computed tomography)就是 将PET（功能代谢显像）和CT（解剖结构显像）两种先进的影像技术有机地 结合在一起的新型影像设备。 PET/CT全面实现了医学影像学的“四定”目标： ●“定位”：发现病变和明确病变部位。 ●“定性”：明确显示形态和功能变化的病理和病理生理性质。 ●“定量”：量化疾病或病变在形态学上及功能上的改变。 ●“定期”：确定疾病的发展阶段。
探 测 器 矩 阵 数据 控制 图像 处理器 系统控 制器
监视器
透射 线 XX 射线
网络
DR系统原理框图
第二节 医用X射线诊断装置
3.数字X射线成像设备
医用X线球管技术参数
医用X线球管技术参数1.管电压（kV）：医用X线球管的电压通常在30kV到150kV之间，不同的应用需要不同的电压。
较低的电压可用于肌肉骨骼影像等，而较高的电压可用于胸部和腹部等较厚的组织。
2.管电流（mA）：管电流是球管产生X射线的强度，通常在0.1mA到1000mA之间。
较低的电流适用于一些细小的结构，如骨骼细节的成像，而较高的电流适用于更大的结构，如腹部和胸部的成像。
3. 焦点尺寸（mm）：焦点尺寸是球管产生X射线时的焦点大小，通常在0.1mm到2.0mm之间，通常较小的焦点尺寸可提供更高的分辨率，但较大的焦点尺寸可提供更高的热容量。
4. 焦点到物体距离（SID）：焦点到物体距离是球管焦点与人体或成像对象之间的距离，通常在1000mm到1800mm之间。
较大的焦点到物体距离可提供更好的成像质量和解剖学细节。
5.曝光时间（s）：曝光时间是球管产生X射线时的持续时间，通常在0.001s到10s之间。
较短的曝光时间可减少患者的辐射被量和运动模糊，而较长的曝光时间可提供更多的辐射剂量和更好的图像质量。
6.滤波器：医用X线球管通常配备了滤波器，用于过滤掉一些不需要的能量，以减少患者的辐射剂量。
常见的滤波器材料有铝、铜和钼等。
7.热容量（HU/mAs）：热容量是球管在一定时间内发射的X射线的总能量，通常以HU/mAs表示。
热容量越大，球管在单位时间内能发射更多的X射线能量，提供更高的成像质量。
8.峰值功率（kW）：峰值功率是球管在发射X射线时的最大功率，通常在10kW到100kW之间。
峰值功率越大，球管在单位时间内能发射更强的X射线能量，提供更好的成像质量。
总结起来，医用X线球管的技术参数包括管电压、管电流、焦点尺寸、焦点到物体距离、曝光时间、滤波器、热容量和峰值功率等。
这些参数的选择与医学应用的需要，影像分辨率和辐射剂量之间的平衡有关。
医用X线球管在医学影像学中发挥着重要的作用，为医生提供了临床诊断和治疗的重要工具。
第二章医用诊断X线管1
3．瞬时负荷与连续负荷容量的表示方法
X线机的曝光时间在数秒以内的负荷为 瞬时负荷，摄影和短时间透视属于瞬时负荷， 长时间的透视为连续负荷。
（1）连续负荷的容量标注方法：
①限定连续使用时最大功率。
②限定管电压、管电流。
（2）瞬时负荷容量标注方法：常用规格表 或负荷特性曲线表示，一般固定阳极X线管 用规格表来标注，旋转阳极X线管多用特性 曲线来标注。
在X线成像系统中，X线管的焦点对成像质量 影响很大。X线管的焦点分为实际焦点和有 效焦点两种。
（一）实际焦点
实际焦点是阴极电子在阳极靶面上的实际轰 击面积。它的形状为长方形，故实际焦点又 称为线焦点。
实际焦点的形状是由灯丝的形状决定的。
（二）有效焦点
垂直于X线管窗口方向上中心的投影称为标称 有效焦点 或 有效焦点的标称值。
二、X线管产生X线的过程
产生X线必备三个条件：
①阴极灯丝加热产生的电子源
②由管电压所决定的高速电子流
③碰撞物质靶面。
• 阴极灯丝加热至预定温度后，在X线管的两 端加上阳极为正、阴极为负的高压，阴极 灯丝产生的电子束在高压电场的作用下便 高速地冲向阳极，轰击靶面，进行能量转 换，产生X线。
三、X线管的焦点
70 360 320 290 270 240 220 190 180 150 145 120 90 80
75 330 300 260 250 225 200 180 170 145 135 110 85 75
80 300 270 240 230 210 190 170 160 135 125 105 80 70
• 电子束所轰击的 靶面 与 X线输出方向 之间
的夹角称为阳极倾角（一般为7°～20°）。
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第二章医用诊断X线管1
（三）焦点增涨
工作中当选择管电流较大时，灯丝产生的 电子数量较多，在阳极靶面上的轰击面积 就增大，有效焦点也就增大，这种现象称 为焦点增涨。
• 阳极罩的作用：吸收二次电子，它能吸收 50%～60%的二次电子；吸收部分散射X线， 从而保护X线管和提高成像质量。
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第二章医用诊断X线管1
（二）阴极
阴极由灯丝、聚焦槽、阴极套和玻璃芯柱 组成，主要结构是灯丝和聚焦槽。
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第二章医用诊断X线管1
1．灯丝
灯丝的作用是产生电子。它由具有较好的 电子发射能力，且熔点高、蒸发率低的钨 材料制成，绕制成螺旋管状。
• 灯丝燃亮时间越长，累积温度就越高，钨 丝蒸发就越快，灯丝寿命就越短。如果灯 丝电流比额定值升高5%，灯丝寿命将会缩 短一半。所以X线管的灯丝电流应限制在额 定值以下，使用时要尽量缩短灯丝的燃亮 时间。
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第二章医用诊断X线管1
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第二章医用诊断X线管1
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第二章医用诊断X线管1
第一节 固定阳极X线管
固定阳极X线管由阳极、阴极和玻璃管壳三部分 组成。
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第二章医用诊断X线管1
一、构 造
（一）阳极 阳极由阳极头、阳极柄、阳极罩三部分组成。 阳极的作用有： ①加高压，吸引和加速阴极电子高速撞
击靶面产生X线。 ②将热量经阳极柄传导出去。 ③吸收二次电子和散乱射线。
• 根据热电子发射原理，在灯丝上加上电压， 钨丝温度逐渐上升，至约2100K时开始发射 电子。
• 调节灯丝电压，也就调节了灯丝温度，调 节了阴极发射电子的数量，调节了管电流， 调节了X线量。
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第二章医用诊断X线管1
• 灯丝温度与电子发射能力成非线性关系， 当灯丝温度升高到一定数值后，灯丝才开 始发射电子。当温度从2400K升至2600K时， 灯丝温度增加很小（200K），电子发射量 却增加数倍，在调整X线机的管电流时，应 注意以免损坏X线管。
3．阳极罩 阳极罩又名阳极帽，用含有一定比 例钨的无氧铜制成。阳极罩可以吸收部分散射 X线，从而保护X线管和提高成像质量。
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第二章医用诊断X线管1
• 当阴极电子束高速轰击靶面产生X线时，靶 面因反射而释放出部分电子，称为二次电 子。二次电子的危害有：①降低管内真空 度；②易致玻璃管壁的损坏；③X线成像质 量降低。
垂直于X线管窗口方向上中心的投影称为标称 有效焦点 或 有效焦点的标称值。
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第二章医用诊断X线管1
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第二章医用诊断X线管1
• 电子束所轰击的 靶面 与 X线输出方向 之间
的夹角称为阳极倾角（一般为7°～20°）。
• 两个焦点都具有面积的量纲，它们之间通过 靶倾角建立起一定的关系。
而从几何光学成像原理可知，当有效 焦点为点光源时，成像清晰度高，所以从 成像质量的角度来讲，希望焦点越小越好。
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பைடு நூலகம்
第二章医用诊断X线管1
二、X线管产生X线的过程
产生X线必备三个条件：
①阴极灯丝加热产生的电子源
②由管电压所决定的高速电子流
③碰撞物质靶面。
• 阴极灯丝加热至预定温度后，在X线管的两 端加上阳极为正、阴极为负的高压，阴极 灯丝产生的电子束在高压电场的作用下便 高速地冲向阳极，轰击靶面，进行能量转 换，产生X线。
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第二章医用诊断X线管1
1．阳极头 阳极头由钨靶面和铜体组成。靶面 承受阴极电子的轰击，产生X线。靶面材料一 般选用熔点高、原子序数大、蒸发率低的钨制 成，故称钨靶面。但钨的导热率低，因此把钨 靶面熔焊在导热系数大的无氧铜铜体上。
2．阳极柄 阳极柄是阳极引出管外的部分，它 由普通铜（紫铜）制成，浸泡在高压绝缘油中。 它的作用是将阳极头的热量传导到高压绝缘油 中。
第二章医用诊断X线管1
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2020/12/10
第二章医用诊断X线管1
• Ｘ射线管～核心部件。
• X线管是X线机将电能转化为X线能量、 产生X线的直接元件。
• 本章主要介绍医用诊断X线管的结构、特 性、使用等知识，对特殊X线管作简要介 绍。
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第二章医用诊断X线管1
第一节 固定阳极X线管 第二节 旋转阳极X线管 第三节 X线管的规格与特性
第二章医用诊断X线管1
2．聚焦槽
聚焦槽又名阴极头、聚焦罩、集射罩，其 作用是对钨丝发射的电子进行聚焦。
灯丝的一端与聚焦槽相连，获得相同的负 电位，借其几何形状形成对电子束向中心 靠拢的聚焦。
图为阶梯形凹槽的电子聚焦轨迹，图中实 线代表灯丝前方电子的运动轨迹，形成主 焦点；虚线代表灯丝侧后方电子的运动轨 迹，形成副焦点。
管电压对焦点增涨的影响较小，焦点增涨 的程度主要由管电流而定，且随焦点而异， 一般小焦点增涨幅度大。
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第二章医用诊断X线管1
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第二章医用诊断X线管1
（四）焦点大小与其寿命、成像质量的关系
当阴极电子高速轰击阳极靶面产生X线 的同时将伴随大量热量的产生，温度急剧 上升。所以从保护阳极靶面、延长其寿命 的角度来看，实际焦点越大越好。
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第二章医用诊断X线管1
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第二章医用诊断X线管1
（三）玻璃管壳
• 玻璃管壳由耐高温、绝缘强度高、膨胀系数 小的钼玻璃制成，其作用是：①支撑阴极与 阳极。②保持管内真空度，以提高灯丝电子 到达阳极的效率。
• X线管工作时阳极的温度很高，玻璃管壳和 阳极头铜体膨胀系数不同，两者不宜直接焊 接，故二者之间镶嵌可伐圈，从而避免因温 度变化而造成的裂隙及玻璃碎裂，导致真空 度下降。
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第二章医用诊断X线管1
三、X线管的焦点
在X线成像系统中，X线管的焦点对成像质量 影响很大。X线管的焦点分为实际焦点和有 效焦点两种。
（一）实际焦点
实际焦点是阴极电子在阳极靶面上的实际轰 击面积。它的形状为长方形，故实际焦点又 称为线焦点。
实际焦点的形状是由灯丝的形状决定的。
（二）有效焦点