X线管的构造原理.docVIP

第一节??固定阳极X线管 ? 二、X线管的焦点 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。因此，实际工作中对X线管的焦点要求比较严格。 （一）实际焦点 实际焦点是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬间轰击面积。目前，医学诊断用X线管的灯丝均绕成螺管状，灯丝发射的电子经聚焦后，以细长方形轰击在靶面上，形成细长方形的焦点，故称为线焦点。 实际焦点的大小（一般指宽度），主要取决于聚焦罩的形状、宽度和深度。实际焦点越大（受轰击的靶面积越大，可承受的功率值相应增加），X线管的容量就越大，曝光时间就可以缩短。我国生产的X线管大多数采用单槽或阶梯槽结构，聚焦罩及其电位分布， ??电子轨迹 在电场作用下，实际焦点面上的电子密度分布不同，其X线辐射强度的分布呈单峰、双峰甚至多峰型。在同样焦点尺寸的情况下，焦点中央辐射强度越强（呈高斯分布），其影像分辨力越高；其次为矩形分布；最差为双峰分布。医学诊断用X线管的焦点一般是双峰分布。 ?X线辐射强度分布 （二）有效焦点 有效焦点亦称为作用焦点，是指实际焦点在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。有效焦点的标称值为一无量纲的数值，但目前，有效焦点的标注方法仍用习惯标注法，如：2.0mm?/span2.0mm、1.0mm?/span1.0mm或0.3mm?/span0.3mm等。但X线管特性参数表中标注的焦点为标称焦点。 ?实际焦点与有效焦点 有效焦点与实际焦点之间的关系。设实际焦点宽度为a，长度为b，则投影后的长度为b ，宽度不变，即： ????????????????有效焦点=实际焦点?/span 式中：θ表示阳极靶面与X线投照方向的夹角。 当投照方向与X线管长轴垂直时，θ角称为靶角或阳极倾角，一般为7o～20o。靶角是一个与容量和X线辐射强度的分布密切相关的重要参数。例如，有一个靶角为19o的固定阳极X线管，实际焦点长为5.5mm，宽为1.8mm。根据上式可以计算出有效焦点的长是：5.5?/span ≈5.5?/span0.33=1.8mm，其宽度不变，即有效焦点近似为1.8mm?/span1.8mm的正方形。 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15啊?/span20啊Ｒ部梢酝ü跣∈导式沟忝婊约跣∮行Ы沟忝婊导式沟忝婊跣『螅?/span200W/mm2的限制，X线管的容量也将随之减小。 （三）有效焦点与成像质量 有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高。 ?焦点与影像清晰度的关系 当有效焦点为点光源时，图像的边界分明，几何模糊小，影像清晰度高；有效焦点越大，图像边界上的半影也越大，几何模糊大，影像清晰度降低。减小有效焦点，势必减小实际焦点，X线管的功率随之减小，曝光时间需增加，这将会引起运动模糊。由此可见，减小焦点面积以减小几何模糊、改善影像清晰度和增大X线管的功率以缩短曝光时间、减小运动模糊是一对矛盾。固定阳极X线管常采用双焦点的办法来折中几何模糊和运动模糊之间的矛盾；另一更有效的方法是采用旋转阳极X线管。 （四）焦点的方位性 由于X线呈锥形辐射，所以在照射野不同方向上投影的有效焦点不同。由图可见，投影方位愈靠近阳极，有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极，则有效焦点尺寸愈大（宽度不变）。而且，若投影方向偏离管轴线和电子入射方向组成的平面，有效焦点的形状还会出现失真。因此，使用时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，即X线中心线应对准影像中心。 ??焦点方位特性 （五）焦点增涨 当管电流增大时，电子数量增多，由于电子之间库仑力斥力的作用，使焦点尺寸出现增大的现象，称为焦点增涨。用针孔照相法拍摄的焦点像。由图可见，管电压（kV）一定时，随着管电流的增大、焦点增涨的程度变大。管电压的变化对焦点增涨大小的影响远较管电流的变化影响小，但管电压的变化将改变电位分布曲线，使主、副焦点的形成发生变化，一般情况下，对小焦点增涨影响较大。 ? 三、软X线管 （一）特点 当对乳房等软组织进行X线摄影时，用普通X线管得不到满意的摄影效果。为提高X线影像的对比度，须使用大剂量的软X线，为此一般使用软X线管来产生软X线。 软X线管具有以下特点：①X线输出窗的固有过滤小；②在低管电压时能产生较大的管电流；③焦点小。 （二）结构 1．铍窗??软X线管的输出窗口一般用铍（原子序数为4）制成，其X线吸收性能低于玻璃，固有滤过很小，软X线极易通过铍窗，可获得大剂量的软X线。 2．钼靶??软X线管的阳极靶材料一般是由钼（原子序数为42，熔点2622℃）或者铑（原子序数为45，熔点为1966℃）