第二章：诊断用X线机基本装置

• （二）老化与再生
第四节 控制装置
• 一、控制台 • 根据选择的曝光条件来控制x线的发生和停 止。通过控制台能完成X线的开、关机，任 意调节、选择电源电压、管电压、管电流 、曝光时间等参数，并能预示时光过程中 管电压和管电流的实际值。
• （一）控制、选择和调节的方式
• 1.X线机的主机部分，以实现X线管在透视 和摄影过程中的管电压、管电流和曝光时 间三个基本参量的控制为主要目的，称为 三钮制控制阶段。 • 2.所使用的主要元件为多位多层选择开关、 通用继电器和接触器。控制精度约为 0.02s~0.04s。
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（二）电参数 指的是X线管电性能方面的规格数据。 1.最高管电压：X线管两极最高电压峰值。 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的平 均值。 • 3.最长曝光时间：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曝光时 间。 • 4.X线管容量：X线管在安全使用的条件下 ，单次或连续曝光而无任何损坏时所能承 受的最大负荷量。
• 双焦点X线管根据不同功率与焦点的关系， 在阴极装有两根长短、粗细不同的螺旋管 状灯丝。长、粗的为大焦点灯丝，其截面 积大，加热电压较高，单位时间内发射电 子数量多，形成管电流大。 • 小焦点灯丝与大焦点灯丝相反。
• 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。
• （一）X线发生装置 • 也称主机装置，其任务是产生X线，并控制 线的“质”和“量”。 • X线发生装置包括X线管装置、高压发生装 置和控制装置；
• 1.X线管装置 • 也叫管头，是产生X线的关键组件，由X线 管和防电击防散射的管套组成。
• 2.高压发生装置 • 也叫高压发生器，作用是为X线管提供高压 直流和灯丝加热电压。 • 3.控制装置 • 也叫主机或控制台，作用是控制X线的产生 和结束，并调节X线的质和量。主要由各种 开关、旋钮指示仪表等组成。
• 注：电源频率决定高压发生器输出电压的 脉动率和波纹系数。脉动率和波纹系数越 小，X线单色性和性能越好。
• （二）按最大输出功率 • 最大输出功率指的是X线管的标称功率。在 我国，一般以X线管允许通过的最大管电流 来分类的 • 1.小型：Imax<200mA， 90kV<Vmax<100kV
• 2.中型：2t;Vmax<125kV
• 5.生热和冷却特性曲线 • 混合负荷：连续多次摄影或透视与点片摄 影交替进行的曝光称为混合负荷。 • （1）X线管的热容量 • （2）生热和冷却特性曲线
• （三）X线管的特性 • 1.阳极特性曲线（Ia-Ua） • 指X线管灯丝加热电流在某一定值下，管电 压（Ua）与管电流（Ia）的关系曲线。
• 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 。 • 1.实际焦点：阴极电子在阳靶的实际轰击面 积。也叫线焦点。 • 主要取决于槽的形状、宽度及灯丝位于槽 中的深度。
第二章 诊断用X线机基本装置
按用途X线机可分为医用X线机 和工业用X线机 医用X线机又可以分为诊断用X 线机和治疗用X线机
第一节 诊断用X线机概论
• 目前，诊断用X线机仍是各级医院普遍使用 的X线设备，尤其是对骨骼系统、呼吸系统 、胃肠道的检查起着重要和主导作用。
• 一、诊断用X线机的组成 • X线机基本结构都是由X线发生装置和外围 装置两大部分组成。
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（五）按使用目的 透视X线机 摄影X线机 胃肠X线机 心血管造影X线机
• （六）按高压整流形式 • 单相全波整流X线机 • 三项全波整流X线机
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（七）按高压主电路形式 工频X线机 逆变X线机 电容充放电X线机
第二节 医用X线管装置
• X线管是X线发生装置的核心部件，其作用 是将电能转化成X线能。 • 产生X线必须具备两个条件： • 1.高速电子流 • 2.适合的阳靶
• （二）阴极 • 由灯丝、聚焦槽、阴极套和玻璃芯柱组成 。 • 其作用是发射电子束并使电子束聚焦，使 撞击在靶面上的电子束具有一定的形状和 大小。
• 1.灯丝 • 作用是发射电子，由有较好的电子发射能 力，熔点高，蒸发率低的钨材料制成。 • 灯丝电压一般为交流5~10V，灯丝电流一般 为2~9A，大多为3~6A。
• 2.灯丝发射特性曲线（Ia-If） • 指在一定管电压下，管电流（Ia）与灯丝加 热电流（If）的关系。
• 五、X线管管套 • X线管管套是封装X线管的特殊容器。现代 X线管管套均为防电击，防辐射，油浸式； X线管封装在管套内使用，称该组合体为X 线管装置。
• （一）固定阳极X线管管套 • （二）旋转阳极X线管管套 • （三）组合机头
• （二）转子 • 由无氧铜制成，为了高热辐射能力，一般 表面都进行了黑化处理。
• （三）轴承及其润滑
• 四、X线管规格与特性 • （一）构造参数 • 指由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、重 量、外形尺寸、管壁的过滤当量、冷却和 绝缘方式、旋转阳极X线管的阳极转速、最 大允许工作温度等。
• 一、固定阳极X线管 • 主要由阴极、阳极和玻璃壳组成。 • • • • • （一）阳极 主要作用： （1）.受高速电子撞击产生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
• 主要由阳极头，阳极柄，阳极罩三部分组 成。
• 1.阳极头 • 由钨靶面和铜体组成。
• 2.阳极柄 • 阳极引出管外的部分，由普通铜（紫铜） 制成。 • 主要作用是将阳极头的热量导入高压绝缘 油中。
• （2）瞬时负荷的容量表示方法 • 曝光时间由数毫秒到数秒的单次摄影或透 视称为瞬时负荷。
• 误差范围：我国规定，管电压允许误差为 ±7%，管电流为±10%，曝光时间为 ±15%（大于或等于0.1秒，单项非零相位 合闸）mAs为±20%。
• （3）连续负荷的容量表示法 • 曝光时间为10秒以上的透视或间隔时间很 短的连续摄影成为连续负荷。 • 一般表示法有两种： • 1）限定连续使用时的最大功率 • 2）限定管电流，管电流
• 对于旋转阳极X线管来说，可以从四个方面 增大容量 • （1）增大靶面积 • （2）减小靶面倾角 • （3）增加阳极转速 • （4）减小管电压的波纹系数
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（1）容量计算 P=UI U为有效管电压 I为有效管电流
• 标称功率：同一只X线管的容量是个不确定 值，通常将一定整流方式和一定曝光时间 下X线管的最大负荷量称为X线管的代容量 。也叫标称功率，或额定功率。
• （二）外围装置 • 是根据临床需要而配置的机械辅助装置、 影像装置和记录装置。 • 常见的有诊视床、荧光屏、影像增强器、 摄影机、显示器、摄影床、体层装置、滤 线器、管头支持装置等。
• 二、X线机的分类 • （一）按电源频率 • 可分为工频（50Hz或60Hz）、中频（ 400Hz~20kHz）和高频（20kHz以上）X线 机三种。 • 工频X线机可分为常规X线及和程控X线机 。
• 2.有效焦点：实际焦点在X线投射方向上的 投影。也叫标称焦点。 • 3.焦点的方位性 • X线投影方位越靠近阳极，有效焦点尺寸越 小；越靠近阴极，尺寸越大。若投影偏离 管轴线与电子入射方向组成的平面，则有 效焦点形状会失真。 • 因此，应注意保持实际焦点中心，X线输出 窗中心与投影中心三点一线。
• 六、特殊X线管 • 除了固定阳极和旋转阳极X线管的一般结构 以外，还有许多特殊结构和特殊用途的X线 管。如金属陶瓷X线管，三级X线管，软X 线管等等。
第三节 高压发生装置
• 由高压发生器和高压输送部件两部分组成。
• 一、高压发生器 • 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。
• 3.固定式 • 组件多而重，体积大，结构复杂，需固定 在专用机房内使用，对供电电源和接地装 置有严格要求；功能较多，可做多种X线检 查。
• （四）按应用范围 • 1.综合型 • 具有透视、摄影或特殊检查等多种功能， 适合对患者各部位作多种疾患的X线检查。 • 2.专用型 • 专为临床诊断工作的特殊需要或适应某些 专科疾患的检查而设计的，配有各种专用 的外围装置。
• 4.焦点增长 • 管电流增大时，电子数量增加，电子间斥 力增大，焦点尺寸出现增大的现象。
• 综上，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。
• 三、旋转阳极X线管 • 主要由靶面、转子、承轴套座、玻璃圈等 组成。
• （一）靶盘与靶面 • 主要由热容量大、散热性和抗热膨胀性强 的铼钨合金、钼基铼钨合金、石墨基铼钨 合金复合靶。
• 3.阳极罩 • 又叫阳极帽，用含有一定比例钨的无氧铜 制成。 • 有两个窗口： • 正面：阴极电子束入口 • 侧面：辐射X线出口
• 二次电子：阴极电子束高速撞击阳靶时， 靶面因反射而释放的部分电子。
• 二次电子的危害 • （1）撞击玻璃壳内壁，使玻璃壳高温释放 气体，降低管内真空度。 • （2）附着在玻璃壁上，造成管壁电位不平 衡，产生纵向应力，使玻璃壁损坏 • （3）二次电子是散乱的，再次轰击靶面， 会产生散乱的X线，降低图像质量。
• 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。
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（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