X线管焦点及线量分布授课.
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X线管的焦点及线量分布
由于电子间的库仑力的作用，造成有效焦
点 的倾向。反之，管电流，有效焦点
B.管电压
该方向的矢量
扩散程度也较小
电子束向阳极靶面撞击的速度
电子束向外扩散的 时间较短 有效焦点
B=W50/W100 一般X线焦点的增涨值B≧1
二 线量分布
（一）焦点面上的线量分布 1.从焦点像上可以看出焦点面上密度分布是
（二）焦点的测试
（三）X线管焦点成像性能主要参量
1.焦点的大小 焦点是一个具有一定面积的发光源，X线影
像是有物体（G）吸收了X线后，产生的本 影（S）和几何原因形成的半影（H）共同 组成的。
半影（H），又称模糊阴影H=F- b\a F焦点的尺寸 b物-片距离 a焦-物距
2.焦点的极限分辨力（w）
各种不同规格的旋转阳极X线管（1959年）
高速旋转阳极X线管（1973）
固定阳极X线管的构造和作用
1、由阳极、阴极和玻璃壳组成。 2、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。
3、阴极： 由灯丝和集射罩组成。
作用：发射电子和对电子聚焦。
4、玻璃壳： 作用：支撑阴阳两级和保持管内真空度。
4.焦点增涨值（B） （1）定义：描述X线球管焦点的极限分辨力
随着负荷条件的改变而相对变化的量，又 称散焦值或晕值。
（2）管电压相同的条件下，管电压 焦点尺寸，焦点的极限分辨力
管电流相同的条件下，管电压，焦点增涨， 尤以高毫安更为显著。
焦点增涨的原因分析：
A.管电流
灯丝附近的电子密度较大，
侧有效焦点小；
平行于X线管长轴方向的照射野内，近阳极 侧有效焦点小；
3.焦点的阳极效应
《X线成像原理》课件
《X线成像原理》
在影响感光效应的各种感光因素中，若某些 因素发生变化，那么其他因素应作相应调整，以 确保所需的感光效应基本不变。
《X线成像原理》
一、管电压与管电流量
1.感光效应与管电压的n次方成正比 ，反映了管电压 在摄影中的重要作用 。
2.管电压越高，X线穿透力越强，因此照片密度增加， 照片层次丰富（信息量较大），但照片对比度较小。
《X线成像原理》
二、 X线量分布特点
用一块厚为1mm的铅板，在上面加工6排平行、大小相等、 间距相等的针孔，并将此铅板置于焦点和胶片正中，用适当 的条件曝光，便可得到一张多个焦点针孔像的照片。
《X线成像原理》
在垂直X 线管长轴方向上，近 阳极端有效焦点小，近阴极端有效焦 点大；在X 线管短轴方向上效焦点大 小相等。
《X线成像原理》
《X线成像原理》
X线照片影像的密度
X线照片的光学密度也称为黑化度,是指曝光后 的胶片经显影加工后照片的黑化程度。
X线照片为有一定灰阶的黑白影像。照片未被物 体遮挡而被X线直接照射的部分最黑；而被高 密度物体遮挡，X线被大量吸收的部分最白。
《X线成像原理》
影响照片密度的因素
(一)X线照射量(mAs) 照片的密度与X线照射量 成正比。
《X线成像原理》
X线照片影像
一、X线照片影像的传递与形成 （一） 、X线影像的形成
X线管＞不均质人体组织＞屏片系
统、影像增强器>后处理＞X线照片
影像。
《X线成像原理》
（二）X线影像信息传递
1、X线照射不均匀密度和不等原子的肢 体后，带有强度不均匀的X线信息。 2、将不均匀的X线强度分布，通过接受介 质（增感屏-胶片系统、荧光屏、影像增 强系统、电影等）转成二维图像。 3、借助观片灯投影到视网膜。 4、通过视网膜形成视觉图像。 5、传给人脑综合分析，做出评价或诊断。
在影响感光效应的各种感光因素中，若某些 因素发生变化，那么其他因素应作相应调整，以 确保所需的感光效应基本不变。
《X线成像原理》
一、管电压与管电流量
1.感光效应与管电压的n次方成正比 ，反映了管电压 在摄影中的重要作用 。
2.管电压越高，X线穿透力越强，因此照片密度增加， 照片层次丰富（信息量较大），但照片对比度较小。
《X线成像原理》
二、 X线量分布特点
用一块厚为1mm的铅板，在上面加工6排平行、大小相等、 间距相等的针孔，并将此铅板置于焦点和胶片正中，用适当 的条件曝光，便可得到一张多个焦点针孔像的照片。
《X线成像原理》
在垂直X 线管长轴方向上，近 阳极端有效焦点小，近阴极端有效焦 点大；在X 线管短轴方向上效焦点大 小相等。
《X线成像原理》
《X线成像原理》
X线照片影像的密度
X线照片的光学密度也称为黑化度,是指曝光后 的胶片经显影加工后照片的黑化程度。
X线照片为有一定灰阶的黑白影像。照片未被物 体遮挡而被X线直接照射的部分最黑；而被高 密度物体遮挡，X线被大量吸收的部分最白。
《X线成像原理》
影响照片密度的因素
(一)X线照射量(mAs) 照片的密度与X线照射量 成正比。
《X线成像原理》
X线照片影像
一、X线照片影像的传递与形成 （一） 、X线影像的形成
X线管＞不均质人体组织＞屏片系
统、影像增强器>后处理＞X线照片
影像。
《X线成像原理》
（二）X线影像信息传递
1、X线照射不均匀密度和不等原子的肢 体后，带有强度不均匀的X线信息。 2、将不均匀的X线强度分布，通过接受介 质（增感屏-胶片系统、荧光屏、影像增 强系统、电影等）转成二维图像。 3、借助观片灯投影到视网膜。 4、通过视网膜形成视觉图像。 5、传给人脑综合分析，做出评价或诊断。
医学影像技术《2.第一篇 第二章 第一节 X线管焦点和X线束》
X线检查技术教案
≤MTF≤1。
MTF =1，表示成像系统的输入比照度与输出比照度相等；
MTF =0，表示成像系统的输出比照度为0，即影像消失。
4．焦点的增涨值〔B〕
〔1〕定义：
X线管焦点的增涨值是描述X线管焦点的极限分辨力随着负荷条件的改变而相对变化的量，又称散焦值或晕值。
〔2〕焦点增涨的原因分析：
管电流增高时，灯丝附近的电子密度较大，由于电子间的库仑斥力的作用，造成有效焦点增大的倾向，当毫安低时此倾向变小。
——结合图表进行说明
二、X线束
〔一〕X线束的形状：
中心X线：
斜射线：
〔二〕X线束的能量谱
教师总结归纳
课后小结：
1、X线焦点的相关概
念
2、X线焦点对影像效
果的影响
3、X线焦点的方位特
性
学生讨论
完成课后作业。
X线管 PPT
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
6
二、固定阳极射线管
阳极柄
真空玻璃管
阴极灯丝
焦点
7
阳极靶面
一般用钨制成。 优点：熔点高—3370度；高温下，蒸汽压低 ，蒸发少，可延长X线管的使用寿命。
缺点：导热率小，热量不能很快传导。需通 过真空熔焊把钨靶焊接在无氧铜体上，以 增强靶面的散热。
10
阳极帽
阳极帽固定在阳极上，并罩在靶面的四周， 与阳极同电位，故可吸收50%~60%的二次电子， 并可吸收一部分散射Ｘ线，从而保护Ｘ线管并提 高影像质量。
11
阳极柄
阳极柄固定Ｘ线管并将曝光时产生的热量传 导出去。它与阳极头的铜体相连，其管外部分浸 在油中，通过与油之间的热传导，将靶面的热量 传导出去。
2有效焦点s越大热容量p越大c为减少几何模糊要求s尽量小3标称有效焦点一般用容许长容许宽标注标称有效焦点的容许值变化范围标称mm容许宽mm容许长mm0606090913080812111610101413181212171724104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有效焦点物体胶片a1a2b1b2a1b1半影半影115x线辐射强度分布对成像质量的影响1医学诊断用x线管的焦点一般是双峰分布2高斯分布影像分辨率最高双峰分布矩形分布高斯分布理想情况实际情况6焦点的方向性焦点的方向性投影方位愈靠近阳极q角愈小有效焦点愈小
44
（二）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
45
（三）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地
大大提高球管的寿命和散热速度，提高热容量。
6
二、固定阳极射线管
阳极柄
真空玻璃管
阴极灯丝
焦点
7
阳极靶面
一般用钨制成。 优点：熔点高—3370度；高温下，蒸汽压低 ，蒸发少，可延长X线管的使用寿命。
缺点：导热率小，热量不能很快传导。需通 过真空熔焊把钨靶焊接在无氧铜体上，以 增强靶面的散热。
10
阳极帽
阳极帽固定在阳极上，并罩在靶面的四周， 与阳极同电位，故可吸收50%~60%的二次电子， 并可吸收一部分散射Ｘ线，从而保护Ｘ线管并提 高影像质量。
11
阳极柄
阳极柄固定Ｘ线管并将曝光时产生的热量传 导出去。它与阳极头的铜体相连，其管外部分浸 在油中，通过与油之间的热传导，将靶面的热量 传导出去。
2有效焦点s越大热容量p越大c为减少几何模糊要求s尽量小3标称有效焦点一般用容许长容许宽标注标称有效焦点的容许值变化范围标称mm容许宽mm容许长mm0606090913080812111610101413181212171724104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有效焦点物体胶片a1a2b1b2a1b1半影半影115x线辐射强度分布对成像质量的影响1医学诊断用x线管的焦点一般是双峰分布2高斯分布影像分辨率最高双峰分布矩形分布高斯分布理想情况实际情况6焦点的方向性焦点的方向性投影方位愈靠近阳极q角愈小有效焦点愈小
44
（二）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
45
（三）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地
大大提高球管的寿命和散热速度，提高热容量。
X线成像基础理论1
X线成像基础理论一
驻马店市卫生学校 医学影像教研室 董战军
第一节 X线焦点及线量分布
一、X线焦点 二、线量分布 三、X线束
04:32:58
医学影像技术
一、X线管焦点
在X线成像系统中，对X线成像质量影响最 大的是X线管焦点，焦点的大小除与X线机本 身的设计有关外，还与焦点的的投影方位及使 用的曝光条件有关。焦点的的大小是X线管成 像性能的主要表征之一。
04:32:58
医学影像技术
对
星
卡
实
大于
验
25cm
要
求
星卡
04:32:58
星卡位置示意图
医学影像技术
（三）X线管焦点成像性能主要参量
3）计算方法： 可采用下式：
FL＝ 28.65（M-1）
星卡 模糊
ZL
带测
FW＝ 28.65（M-1）
试示 意图
ZW
04:32:58
医学影像技术
（三）X线管焦点成像性能主要参量
ω值大时成像性能好。
04:32:58
医学影像技术
（三）X线管焦点成像性能主要参量
（2）测试方法 1）测试设备：主要
是星形测试卡、摄 影设备和胶片。 星形测试卡：厚度 为 0.03mm~0.05mm， 顶角必须≤0.035rad 或10-3rad（约2°）, 直径至少为45mm。
04:32:58
3、焦点的调制传递函数（MTF） （1）定义：是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像
时肢体组织影像再现率的函数关系。 （2）MTF域值范围：
MTF最大值为1，最小值为零，即： 0≤MTF≤1 MTF＝1，表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。 MTF＝0，表示成像系统输出对比度为0，即影像消失。
驻马店市卫生学校 医学影像教研室 董战军
第一节 X线焦点及线量分布
一、X线焦点 二、线量分布 三、X线束
04:32:58
医学影像技术
一、X线管焦点
在X线成像系统中，对X线成像质量影响最 大的是X线管焦点，焦点的大小除与X线机本 身的设计有关外，还与焦点的的投影方位及使 用的曝光条件有关。焦点的的大小是X线管成 像性能的主要表征之一。
04:32:58
医学影像技术
对
星
卡
实
大于
验
25cm
要
求
星卡
04:32:58
星卡位置示意图
医学影像技术
（三）X线管焦点成像性能主要参量
3）计算方法： 可采用下式：
FL＝ 28.65（M-1）
星卡 模糊
ZL
带测
FW＝ 28.65（M-1）
试示 意图
ZW
04:32:58
医学影像技术
（三）X线管焦点成像性能主要参量
ω值大时成像性能好。
04:32:58
医学影像技术
（三）X线管焦点成像性能主要参量
（2）测试方法 1）测试设备：主要
是星形测试卡、摄 影设备和胶片。 星形测试卡：厚度 为 0.03mm~0.05mm， 顶角必须≤0.035rad 或10-3rad（约2°）, 直径至少为45mm。
04:32:58
3、焦点的调制传递函数（MTF） （1）定义：是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像
时肢体组织影像再现率的函数关系。 （2）MTF域值范围：
MTF最大值为1，最小值为零，即： 0≤MTF≤1 MTF＝1，表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。 MTF＝0，表示成像系统输出对比度为0，即影像消失。
第二章 X线成像基础
焦点面上的线量分布是不均匀的，线量呈单峰分布 的焦点成像质量好。
（二）、照射野内的线量分布
1、焦点的方位特性：在平行于X线管长轴方向的照 射野内，近阳极侧有效焦点小，近阴极侧有效焦点大， 这一现象称为焦点的方位特性。在短轴方向上，有效焦 点的大小是对称相等。
阴极端 （一）
阳极靶面
阴极端（一） 10°
X线摄影虽然不能做动态观察，但它能 显示人体内部的细微结构，用于诊断：并可 记录、保存影像，便于会诊、复查与对比。 是现代医学影像检查的重要组成部分。
正像
图 2-15
负像
X线胸片的荧光图像和照片图像
第三节 X线照片影像密度
X线照片呈现黑白不同的图像，就是 因为感光并被显影的银离子在照片上分布 不均之故。照片上的银离子密度是形成照 片影像的基础。
5°
阳极端（+）
0°
5°
10 °
阳极端 （+）
10° 5° 0° 5° 10°
图 2-5 焦点的方位特性示意图
2、焦点的阳极效应：当阳极倾角约为 20°时，进行X线量得测定，其结果是在平行 于X 线管的长轴方向上，近阳极侧X线量少， 近阴极侧的X线量多，最大值在110°处，分 布是非对称性的。这一现象称为X线管的阳极 效应。在X线管的短轴上，X线量的分布基本 上对称 相等。
4、屏—片系统（S／F） 使用增感屏可吸收高能量X线光子，转换成低 能量可见光，使胶片感光，从而提高照片的密度。
胶片本身的感光度越高，照片的密度也越高。
5、被检体厚度、密度 照片密度随被检体的厚度和密度的增高而降低；
随着被检体的厚度和密度的降低而增高。 6、照片后处理技术 X线照片影像密度的变化，与照片的显影处理
二、影响照片密度值的因素
（二）、照射野内的线量分布
1、焦点的方位特性：在平行于X线管长轴方向的照 射野内，近阳极侧有效焦点小，近阴极侧有效焦点大， 这一现象称为焦点的方位特性。在短轴方向上，有效焦 点的大小是对称相等。
阴极端 （一）
阳极靶面
阴极端（一） 10°
X线摄影虽然不能做动态观察，但它能 显示人体内部的细微结构，用于诊断：并可 记录、保存影像，便于会诊、复查与对比。 是现代医学影像检查的重要组成部分。
正像
图 2-15
负像
X线胸片的荧光图像和照片图像
第三节 X线照片影像密度
X线照片呈现黑白不同的图像，就是 因为感光并被显影的银离子在照片上分布 不均之故。照片上的银离子密度是形成照 片影像的基础。
5°
阳极端（+）
0°
5°
10 °
阳极端 （+）
10° 5° 0° 5° 10°
图 2-5 焦点的方位特性示意图
2、焦点的阳极效应：当阳极倾角约为 20°时，进行X线量得测定，其结果是在平行 于X 线管的长轴方向上，近阳极侧X线量少， 近阴极侧的X线量多，最大值在110°处，分 布是非对称性的。这一现象称为X线管的阳极 效应。在X线管的短轴上，X线量的分布基本 上对称 相等。
4、屏—片系统（S／F） 使用增感屏可吸收高能量X线光子，转换成低 能量可见光，使胶片感光，从而提高照片的密度。
胶片本身的感光度越高，照片的密度也越高。
5、被检体厚度、密度 照片密度随被检体的厚度和密度的增高而降低；
随着被检体的厚度和密度的降低而增高。 6、照片后处理技术 X线照片影像密度的变化，与照片的显影处理
二、影响照片密度值的因素
X线管的基本知识
X线球管的基本知识第一节固定阳极X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）阳极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。
固定阳极X线管的阳极结构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。
x线管焦点及线量分布
低热容量具有较小的热负荷承受能力，适用于短时间、低 频率的影像诊断。
高热容量
高热容量能够承受较大的热负荷，提高了X线管的稳定性 和可靠性。适用于长时间、高频率的影像诊断。
热性能
热性能是指X线管在连续发射X线时的散热性能和温升情 况。良好的热性能能够确保X线管的稳定性和可靠性，提 高其使用寿命。
03
安检领域
X线管焦点线量分布可用于机场、车 站等场所的行李安检，检测违禁品和 危险品。
无损检测领域
X线管焦点线量分布可用于工业生产中 的无损检测，检测材料内部缺陷和结 构异常。
05
X线管焦点及线量分布的 未来发展
新型X线管焦点的研发
研发更小焦点
随着医疗设备的小型化，新型X线 管焦点的研发将更加注重小巧、 轻便，以便于在空间有限的环境 中使用。
椭圆形焦点
椭圆形焦点具有椭圆形的几何形状，能够产生椭圆形或近似椭圆形的X线束。椭 圆形焦点适用于需要特定形状X线束的影像诊断，如乳腺摄影。
焦点热容量和热性能
焦点热容量
焦点热容量是指X线管在连续发射X线时所能承受的最大 热负荷。焦点热容量决定了X线管的可靠性和寿命，是评 估X线管性能的重要参数。
低热容量
高温超导材料的应
用
高温超导材料具有优异的导电性 能和耐高温特性，未来X线管焦点 可能会采用这种材料，以提高设 备的稳定性和寿命。
智能化控制
新型X线管焦点将配备智能控制系 统，能够实时监测焦点的工作状 态，自动调整参数，提高成像质 量。
线量分布的精确控制技术
动态调整技术
通过实时监测患者的体型、位置等因素，精确控制线量分布，以 获得最佳的成像效果。
在放射治疗中的应用
放射治疗计划
01
高热容量
高热容量能够承受较大的热负荷，提高了X线管的稳定性 和可靠性。适用于长时间、高频率的影像诊断。
热性能
热性能是指X线管在连续发射X线时的散热性能和温升情 况。良好的热性能能够确保X线管的稳定性和可靠性，提 高其使用寿命。
03
安检领域
X线管焦点线量分布可用于机场、车 站等场所的行李安检，检测违禁品和 危险品。
无损检测领域
X线管焦点线量分布可用于工业生产中 的无损检测，检测材料内部缺陷和结 构异常。
05
X线管焦点及线量分布的 未来发展
新型X线管焦点的研发
研发更小焦点
随着医疗设备的小型化，新型X线 管焦点的研发将更加注重小巧、 轻便，以便于在空间有限的环境 中使用。
椭圆形焦点
椭圆形焦点具有椭圆形的几何形状，能够产生椭圆形或近似椭圆形的X线束。椭 圆形焦点适用于需要特定形状X线束的影像诊断，如乳腺摄影。
焦点热容量和热性能
焦点热容量
焦点热容量是指X线管在连续发射X线时所能承受的最大 热负荷。焦点热容量决定了X线管的可靠性和寿命，是评 估X线管性能的重要参数。
低热容量
高温超导材料的应
用
高温超导材料具有优异的导电性 能和耐高温特性，未来X线管焦点 可能会采用这种材料，以提高设 备的稳定性和寿命。
智能化控制
新型X线管焦点将配备智能控制系 统，能够实时监测焦点的工作状 态，自动调整参数，提高成像质 量。
线量分布的精确控制技术
动态调整技术
通过实时监测患者的体型、位置等因素，精确控制线量分布，以 获得最佳的成像效果。
在放射治疗中的应用
放射治疗计划
01
X线成像基础理论完整版
3、焦点的调制传递函数（MTF） （1）定义：是描述X线管焦点这个面光源使肢体成像
时肢体组织影像再现率的函数关系。 （2）MTF域值范围：
MTF最大值为1，最小值为零，即： 0≤MTF≤1 MTF＝1，表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。 MTF＝0，表示成像系统输出对比度为0，即影像消失。
30.03.2020
对准直要求
医学影像技术
（二）焦点的测试
2）狭缝照相设 备的位置 焦点与狭缝入 射面的距离要 求必须大于 10cm，影像放 大率在规定放 大倍数不超过 5%。
30.03.2020
大于 10cm
设备 位置
医学影像技术
（二）焦点的测试
3）狭缝的方位
在测量焦点的长度时，狭缝的方向必须与X线 管长轴方向垂直；测量焦点的宽度时，狭缝的 方向必须与X线管的长轴方向平行。
30.03.2020
医学影像技术
（二）焦点的测试
1、针孔照相设备成像法 1962年国际放射委员会及测定委员会（ICRU） 规定的方法。只适用于测试大于0.3mm焦点。
2、狭缝照相设备成像法 根据IEC-336呈出版物的要求，确定用狭缝照 相成像方法测试焦点的大小。
30.032 M≥1
30.03.2020
医学影像技术
（二）焦点的测试
（3）曝光条件
按下表中规定选取曝光条件，分别摄取焦点在长度方向和宽度方向的照 片影像，规定照片的最大密度值在1.0~1.4之间。
X线管标称 电压（KV）
≤75 75~150 150~200
曝光条件
管电压
管电流
标称电压
标称电流的
能够反应焦点成像性能的主要 参量有：焦点的尺寸（F）、 焦点的极限分辨率（ω）、 焦点的调制传递函数 （MTF）、和焦点的增涨值 （B）。
时肢体组织影像再现率的函数关系。 （2）MTF域值范围：
MTF最大值为1，最小值为零，即： 0≤MTF≤1 MTF＝1，表示成像系统的输入对比度与输出对比度相等。 MTF＝0，表示成像系统输出对比度为0，即影像消失。
30.03.2020
对准直要求
医学影像技术
（二）焦点的测试
2）狭缝照相设 备的位置 焦点与狭缝入 射面的距离要 求必须大于 10cm，影像放 大率在规定放 大倍数不超过 5%。
30.03.2020
大于 10cm
设备 位置
医学影像技术
（二）焦点的测试
3）狭缝的方位
在测量焦点的长度时，狭缝的方向必须与X线 管长轴方向垂直；测量焦点的宽度时，狭缝的 方向必须与X线管的长轴方向平行。
30.03.2020
医学影像技术
（二）焦点的测试
1、针孔照相设备成像法 1962年国际放射委员会及测定委员会（ICRU） 规定的方法。只适用于测试大于0.3mm焦点。
2、狭缝照相设备成像法 根据IEC-336呈出版物的要求，确定用狭缝照 相成像方法测试焦点的大小。
30.032 M≥1
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医学影像技术
（二）焦点的测试
（3）曝光条件
按下表中规定选取曝光条件，分别摄取焦点在长度方向和宽度方向的照 片影像，规定照片的最大密度值在1.0~1.4之间。
X线管标称 电压（KV）
≤75 75~150 150~200
曝光条件
管电压
管电流
标称电压
标称电流的
能够反应焦点成像性能的主要 参量有：焦点的尺寸（F）、 焦点的极限分辨率（ω）、 焦点的调制传递函数 （MTF）、和焦点的增涨值 （B）。
X线成像基础理论
26
02.07.2020
（三）X线管焦点成像性能主要参量
管电流200~1200mA
管电压（KV） 40 80 120
焦点增涨 70% 30% 15%
A随管电流情况
管电压40KV~120KV
管电流（mA） 焦点增涨
200
13%
600
55%
1200
67%
B随管电压情况
某X线管1.0焦点随管电流、管电压的变化情况
是星形测试卡、摄 影设备和胶片。
星形测试卡：厚度 为 0.03mm~0.05mm， 顶角必须≤0.035rad 或10-3rad（约2°）, 直径至少为45mm。
20
02.07.2020
星形测试卡
（三）X线管焦点成像性能主要参量
2）测试方法：拍摄星卡时，先做好准直，要 求基准线与测试卡所成角度必须≤ 10-3rad。调 节焦点至星卡（距离大于25cm）和星卡至胶 片的距离,使星卡照片的两个方向上测得的最 外模糊区尺寸ZW和ZL，应大于和接近影像直 径1/3，但不得小于25mm.曝光负载应使显影 最大密度值在1.0~1.4之间。
副焦点：由灯丝 侧面发射出的电 子形成 的焦点， 其电子密度较小。
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主副焦点形成电 子轨迹
X 线 辐 射 强 度 分 布
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02.07.2020
（一）概念
2、有效焦点及标称值 （1）有效焦点：
有效焦点的大小
7
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（一）概念
阳极倾角用α表示，有效焦点与实际焦点的关 系是： 有效焦点 ＝a×bsinα
33
02.07.2020
二、线量分布
（二）照射野的线量 分布
X线管(课堂PPT)
即保持实际焦点中心、X线输出窗中心、投影中心
三点一线
12
7、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）
焦点增涨： kV一定，mA增大， S有明显增加（低
压时较明显）
13
二、 旋转阳极X线管
14
（一）旋转阳极X线管的特性
1、特点： 偏阴极、阳极靶面高速旋转
7 分钟
51
3、管套的生热和冷却曲线
MHU 120 100 80 60 40 20
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 分钟
Hale Waihona Puke 最大热容量大大增加、最大冷却速率下降 52
（六）X线管的检验
1、外观检验
管壁 阴极 阳极 管内
2、冷高压试验
在灯丝不加热的情况下，加高压于X线管 两极以检查其真空度。
用于软组织摄影，主要是乳腺摄影
皮肤吸收剂量大
33
五、X线管的规格和基本特性
（一）X线管的规格参数
1、结构参数
靶角Q、有效焦点S有、外形尺寸、重量、管 壁滤过当量、转速n、灯丝温度T
2、电参数
灯丝加热电压和电流（Vf/If）、最大管电压 （大V允a）许、功管率电P、流代（表Ia）容、量最长曝光时间（s）、最
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
三点一线
12
7、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）
焦点增涨： kV一定，mA增大， S有明显增加（低
压时较明显）
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二、 旋转阳极X线管
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（一）旋转阳极X线管的特性
1、特点： 偏阴极、阳极靶面高速旋转
7 分钟
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3、管套的生热和冷却曲线
MHU 120 100 80 60 40 20
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 分钟
Hale Waihona Puke 最大热容量大大增加、最大冷却速率下降 52
（六）X线管的检验
1、外观检验
管壁 阴极 阳极 管内
2、冷高压试验
在灯丝不加热的情况下，加高压于X线管 两极以检查其真空度。
用于软组织摄影，主要是乳腺摄影
皮肤吸收剂量大
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五、X线管的规格和基本特性
（一）X线管的规格参数
1、结构参数
靶角Q、有效焦点S有、外形尺寸、重量、管 壁滤过当量、转速n、灯丝温度T
2、电参数
灯丝加热电压和电流（Vf/If）、最大管电压 （大V允a）许、功管率电P、流代（表Ia）容、量最长曝光时间（s）、最
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
模拟X线成像技术
滤线栅的种类
1.按构造不同分 （1）平行式滤线栅； （2）聚焦式滤线栅； （3）交叉式滤线栅。
2.按运动机能分 （1）静止式（固定式）滤线栅； （2）活动式滤线栅。
滤线栅工作原理
❖ 将滤线栅置于被检体与胶片之间，焦点至滤线栅的距离 在滤线栅焦距允许范围内，X线中心线对准滤线板中心。 从X线管发出的原发射线与滤线栅铅条平行，大部分顺利 穿过铅条间隙到达胶片，极少部分照射到铅条上被吸收。 大部分散射线因与铅条成角，被铅条吸收，减少了胶片上 散射线量，改善了照片对比度。
重点与难点
❖ 重点：X线管焦点的概念；X线束、中心线及照射野的概念；照 射野内线量分布规律；散射线的概念及其消除方法；X线影像形 成过程及X线影像观察方法；X线摄影及X线透视的特点；滤线栅 的主要性能参量；
❖ 难点：散射线的概念；X线影像形成过程；滤线栅的主要性能参 量；X线管焦点面上线量分布特点。
透视
1.普能透视（荧光屏透视），此法已淘汰； 2.电视透视（影像增强器电视透视）：影像增强管+电视 系统，荧光亮度强，可在明室内操作，可能获得动态的影 像。
摄片（摄影）
利用X线光子的能量来表现被检体内部的信息状态， 并以可见光影像记录在胶片上的一种技术。X线摄影优点 在于影像的空间分辨力高、患者受照剂量小及影像便于长 期保存记录等；不足之处在于照片影像是瞬间固定的，不 能反映动态脏器的变化情况。
X线产生过程
X线管阴极(Cathode)产生的电子（Electron),飞向阳极(Anode)与靶 （Tungsten)物质作用产生X射线（X-Rays)。
与X线管相关的术语
1. X线管长轴：X线管阴、阳两极间的连线称为X线管长轴。 2. X线管短轴：X线管长轴相垂直的轴线。 3.阳极倾角：极靶面与X线管长轴的垂直面所构成的夹角。 4. X线管窗口：X线管管套内壁包裹一层铅皮，在管套中部有一个缺 口，用有机玻璃进行密封绝缘油，这一区域称为X线管窗口。 5.成像平面：位于X线管窗口正下方，且与X线管窗口平面、X线管长轴 都平行的平面。
第二章X线成像基础理论
第二章 X线成像基础理论
晋中三院影像科 李海霞
教学内容
第一节 X线管焦点及X线量分布 第二节 X线照片影像 第三节 X线照片影像的密度 第四节 X线照片影像的对比度 第五节 散射线及其消除
教学内容
第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 X线照片影像的模糊 X线照片影像的失真度 X线照片影像的颗粒度 优质X线照片影像的质量标准 X线摄影的条件
X线摄影与透视的优缺点互补。
第三节 X线照片影像的密度
一、X线照片的光学密度
也称摄影密度或黑化度,是指曝光后的胶片经显影加工后照片的黑化程度.
X线照片的光学密度值大小由照片的黑色银离子决定：银离子沉积越多，光线 被吸收得越多，照片也就越黑。反之，银离子沉积越少，照片也就越透明。
X线照片：一定灰阶的黑白影像。未被物体遮挡而被X线直接照射的部分最黑； 而被高密度物体遮挡，X线被大量吸收的部分最白，如有高密度对比剂或粗大 骨骼的部位。骨骼、肌肉、脂肪以及肺组织，由于密度的差异而形成了X线照 片影像的灰阶。 照片透光率（透明度）指照片上某处的透光程度； 照片阻光率(不透明度）指照片上某处阻挡光线的程度。
3: 照片后处理技术:显影处理直接影响照片的密 度和对比度，包括显影成分、温度、时间等。
第四节 X线影像的对比
二 、影响照片对比度的因素
（二）射线因素 1：x 线质（ kv）的影响：照片对比度的形成实质是被照体对X线
吸收的差异，而物质的吸收能力与X线波长（受管电压影响）的立方成正比。 为获得良好对比，采用不同的管电压摄影，如： 软X线摄影—25-40KV; 普通摄影—40-100KV（高对比度）； 次（准）高千伏摄影—100-120KV； 高千伏摄影—120-200KV（低对比度、高层次）；
晋中三院影像科 李海霞
教学内容
第一节 X线管焦点及X线量分布 第二节 X线照片影像 第三节 X线照片影像的密度 第四节 X线照片影像的对比度 第五节 散射线及其消除
教学内容
第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 X线照片影像的模糊 X线照片影像的失真度 X线照片影像的颗粒度 优质X线照片影像的质量标准 X线摄影的条件
X线摄影与透视的优缺点互补。
第三节 X线照片影像的密度
一、X线照片的光学密度
也称摄影密度或黑化度,是指曝光后的胶片经显影加工后照片的黑化程度.
X线照片的光学密度值大小由照片的黑色银离子决定：银离子沉积越多，光线 被吸收得越多，照片也就越黑。反之，银离子沉积越少，照片也就越透明。
X线照片：一定灰阶的黑白影像。未被物体遮挡而被X线直接照射的部分最黑； 而被高密度物体遮挡，X线被大量吸收的部分最白，如有高密度对比剂或粗大 骨骼的部位。骨骼、肌肉、脂肪以及肺组织，由于密度的差异而形成了X线照 片影像的灰阶。 照片透光率（透明度）指照片上某处的透光程度； 照片阻光率(不透明度）指照片上某处阻挡光线的程度。
3: 照片后处理技术:显影处理直接影响照片的密 度和对比度，包括显影成分、温度、时间等。
第四节 X线影像的对比
二 、影响照片对比度的因素
（二）射线因素 1：x 线质（ kv）的影响：照片对比度的形成实质是被照体对X线
吸收的差异，而物质的吸收能力与X线波长（受管电压影响）的立方成正比。 为获得良好对比，采用不同的管电压摄影，如： 软X线摄影—25-40KV; 普通摄影—40-100KV（高对比度）； 次（准）高千伏摄影—100-120KV； 高千伏摄影—120-200KV（低对比度、高层次）；
第三章诊断用X线管ppt课件
• 使用X线机时，曝光时间不得长于最大曝光时间 值，否则将导致X线管因承受电子束轰击的靶面 过热而损坏。
13
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.（二）X线管的容量
• 1.容量与影响因素
• 容量定义：X线管在安全使用条件下，单次曝光 或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷 量。
15
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2.负荷量的计算
• 负荷量常用输入的电功率表示，其计算式为 • P=UI/1000（kW） • P表示X线管的负载功率，即负荷量；U表示管电
压的有效值；I表示管电流的有效值。 • 不同的波形，峰值与有效值、平均值与有效值的
• （1）欲使管电流不随管电压的调整而调整，需对 “空间电荷”进行补偿。
• （2）补偿的原则是：当管电压变高时，适当减 小灯丝加热电流，以使管电流不随管电压的变化 而变化。反之，当管电压变低时，则适当增加灯 丝加热电流。
10
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
• 阴极灯丝发射的电子大致可以分为三个区 域：
• 灯丝前端发射出来的电子，它们在静电场作用下 飞往阳极，这部分电子的运动不受阻力；
• 灯丝侧面发射出来的电子，这部分电子的运动 特点是在空间发生交叉后飞向阳极，因此它们的 运动要受到一定的阻力；
① 灯丝后端发射出来的电子，由于电子之间相互排 斥和灯丝的屏蔽作用，致使电场作用力很微弱， 因此这部分电子滞留在灯丝后面的空间，形成“ 空间电荷”，空间电荷只能随着管电压的升高而 逐渐飞向阳极。
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.（二）X线管的容量
• 1.容量与影响因素
• 容量定义：X线管在安全使用条件下，单次曝光 或连续曝光而无任何损坏时所能承受的最大负荷 量。
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2.负荷量的计算
• 负荷量常用输入的电功率表示，其计算式为 • P=UI/1000（kW） • P表示X线管的负载功率，即负荷量；U表示管电
压的有效值；I表示管电流的有效值。 • 不同的波形，峰值与有效值、平均值与有效值的
• （1）欲使管电流不随管电压的调整而调整，需对 “空间电荷”进行补偿。
• （2）补偿的原则是：当管电压变高时，适当减 小灯丝加热电流，以使管电流不随管电压的变化 而变化。反之，当管电压变低时，则适当增加灯 丝加热电流。
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
• 阴极灯丝发射的电子大致可以分为三个区 域：
• 灯丝前端发射出来的电子，它们在静电场作用下 飞往阳极，这部分电子的运动不受阻力；
• 灯丝侧面发射出来的电子，这部分电子的运动 特点是在空间发生交叉后飞向阳极，因此它们的 运动要受到一定的阻力；
① 灯丝后端发射出来的电子，由于电子之间相互排 斥和灯丝的屏蔽作用，致使电场作用力很微弱， 因此这部分电子滞留在灯丝后面的空间，形成“ 空间电荷”，空间电荷只能随着管电压的升高而 逐渐飞向阳极。
X线管焦点及线量分布授课
• （三）X线束 • 1、X线束的形状：
• X线管发出的X线是以阳极靶面的实际 焦点为锥顶的锥形射线束。
• 中心X线：X线束中心部分的射线。中 心线垂直于窗口平面，是摄影方向的 代表。
• 斜射线：X线束中除中心线外的射线。 • 照射野：通过X线窗口的X线束入射于
肢体曝光面的大小。
• 2、X线束的量与质:
• 测试设备：主要采用 星形测试卡或矩形波 测试卡
• 公式：
2021/3/26
7
• 3、焦点的调制传递函数（MTF）：是描述 X线管焦点面光源使肢体成像时，肢体组 织影像再现率的函数关系。MTF域值范围: 0≤MTF≤1。在同一个空间频率值时，MTF 值大的焦点，成像性能好；MTF值小的焦 点，成像性能差。焦点尺寸越小，MTF值 越大，成像性能就越好。
• 2、照射野内的线量分布 照射野是指通过X线管窗口的X线光束入射于 肢体曝光面的大小。
• 焦点的方位特性：在平行于X线管的长轴方 向的照射野内，近阳极侧有效焦点小，近阴 极侧有效焦点大。在短轴方向上观察，有效 焦点的大小对称相等。
• 焦点的阳极效应：在平行于X线管的长轴方 向上，近阳极侧X线量少，近阴极侧的X 线 量多。
• 4、焦点的增涨值：是描述X线管焦点的极 限分辨力随着负荷条件的改变而相对变化 的量，又称为散焦值或晕值。
2021/3/26
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• （二）线量分布：
• 1、焦点面上的线量分布（用密度计扫描）
• 焦点宽方向像面上（X线管短轴方向）两边 密度高、中间密度低的双峰分布曲线，说 明焦点宽方向上的线量分布是中间少、两 边高的双峰形；沿焦点长方向向像面上（X 线管长轴方向）两边密度低、中间密度高 的单峰分布曲线。可知焦点面上的线量分 布是不均匀的，线量呈单峰分布的焦点成 像质量比较好。
X线几何投影及散射线
• ①.针孔法 • 针孔要求: 90%金和10%白金合金 • 放 大 率: F≤1.0 M≥2 • F＞1.0 M≥1 • 准直要求: 采用激光准直仪 • 不大于10－3 rad • 胶片要求: 单药膜、无增感屏 • 曝光条件： Dmax=1.0～1.4 D0≤0.2
针孔照像法
针孔的尺寸
• ②.狭缝法 • 基本要求与针孔法一样 • 测焦点宽方向,狭缝与X线管长轴平行 • 测焦点长方向,狭缝与X线管长轴垂直
2.焦点的一维调制传递函数
• 焦点的宽方向成像质量比长方向差 • MTF • • • 长方向 宽方向 ω
3.焦点的极限分辨率(R)
• • • • • • • • 1 R= 2d 1 = πD 2 180 90 = πD = D 28.65
星 形 测 试 卡
准 直 要 求 的 卡 试 测
星 形
• • 聚焦式: 滤线栅的铅条延长聚焦 • 于一条直线 • 种类 平行式: 铅条相互平行 • 交叉式: 铅条相互垂直或斜交 • 固定式：聚焦式和交叉式 • 运动方式 • 活动式：平行式
聚 焦 式 滤 线 栅
• ⑵.滤线器的工作原理 • 将滤线器置于肢体与胶片之间吸 收散射线，从而改善照片对比度 • d • 滤过散射线比率： D+d • D • 原发射线通过率： D+d • d • 滤线栅滤线能力： D
• 散焦值B接近1时,其成像性能受负荷 条件的影响就越小,成像性能就越好
尺 寸 的 关 系 点 焦 与 条 件
负 荷
X线几何投影
X线束 X线几何投影
一、X线束
• 1.X线束 • 靶面可视为由许多△S组成，每个 • △S面积都发出一个锥体的X线束， • 这样组成一个大圆锥形X线束，经 • 管壁、油层、管套窗口、过滤板的 • 吸收成矩形锥体X线束
针孔照像法
针孔的尺寸
• ②.狭缝法 • 基本要求与针孔法一样 • 测焦点宽方向,狭缝与X线管长轴平行 • 测焦点长方向,狭缝与X线管长轴垂直
2.焦点的一维调制传递函数
• 焦点的宽方向成像质量比长方向差 • MTF • • • 长方向 宽方向 ω
3.焦点的极限分辨率(R)
• • • • • • • • 1 R= 2d 1 = πD 2 180 90 = πD = D 28.65
星 形 测 试 卡
准 直 要 求 的 卡 试 测
星 形
• • 聚焦式: 滤线栅的铅条延长聚焦 • 于一条直线 • 种类 平行式: 铅条相互平行 • 交叉式: 铅条相互垂直或斜交 • 固定式：聚焦式和交叉式 • 运动方式 • 活动式：平行式
聚 焦 式 滤 线 栅
• ⑵.滤线器的工作原理 • 将滤线器置于肢体与胶片之间吸 收散射线，从而改善照片对比度 • d • 滤过散射线比率： D+d • D • 原发射线通过率： D+d • d • 滤线栅滤线能力： D
• 散焦值B接近1时,其成像性能受负荷 条件的影响就越小,成像性能就越好
尺 寸 的 关 系 点 焦 与 条 件
负 荷
X线几何投影
X线束 X线几何投影
一、X线束
• 1.X线束 • 靶面可视为由许多△S组成，每个 • △S面积都发出一个锥体的X线束， • 这样组成一个大圆锥形X线束，经 • 管壁、油层、管套窗口、过滤板的 • 吸收成矩形锥体X线束
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