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第二章　投影X射线成像系统 主讲：刘利军 E-mail:CloneIQ@126.com 主要内容 2.1 X线影像设备简述 2.2 医学X射线影像设备的分类 2.3 X线的产生与特性 2.4 X线成像基本原理 2.5 医用X线电视系统 2.6 计算机X线摄影（CR） 2.7 直接数字化X线摄影系统（DR） 2.8 数字减影血管造影装置（DSA） 2.9 影响X线照片质量的因素 2.10 传统医学X射线影像设备与应用 2.11 医学X射线影像设备及其成像质量的描述指标 2.12 数字医学X射线设备与应用 2.13 对X射线影像设备的防护 2.1 X光影像设备简述 医学X射线影像设备的基本构成 医学X射线影像设备主要由三大部分构成:X射线发生装置、成像系统和其他辅助装置。 1. X射线发生装置的发展 X射线发生装置主要有X射线管、高压发生器和控制台三大部分。 2. X射线成像系统的发展 3.其他辅助装置 2.1 X光影像设备简述 1.X射线管 现代X射线管的主要组成部分如图所示。 主要有：固定阳极X线管、旋转阳极X线管以及各种特殊X线管 2.1 X光影像设备简述 (一)线管的构成 １.阳极：X射线管的正极，目前有两种类型的阳极：固定的和旋转的。一般的X射线管通常使用旋转阳极，因为它们必须有能力在很短的时间内产生高强度的X射线束。 阳极的作用： １.阻挡高速运动的电子流产生X线，同时散热； ２.吸收二次电子和散乱射线。 ２.阴极：X射线管的负极，包括灯丝和聚焦杯两部分。 从灯丝发射的电子经高压加速后撞击在靶上，此时加在两极之间的加速电压称为管电压，加速后的电子束流称为管电流。管电流的变化范围从几个到几百个毫安培。 3.玻璃壳：又称为管壳，作用是固定阳极、阴极并保持管内真空度。 2.1 X光影像设备简述 (二)X射线管的焦点 对成像质量影响最大的因素之一 实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的面积称。 有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X线管长轴方向上投影的面积（effective focal spot）。 实际焦点与有效焦点的关系： 设实际焦点宽度为a，长度为b,则投影后的长度为 有效焦点=实际焦点* 阳极靶面与X线投照方向的夹角 2.1 X光影像设备简述 （三）X线管的分类 固定阳极X线管 缺点：焦点尺寸大、瞬时负载功率小 优点：结构简单、价格低，在小型X线发生装置中仍被采用。 旋转阳极X线管 解决了提高功率与缩小焦点之间的矛盾。 优点：瞬时负载功率大、焦点小。 各种特殊X线管 金属陶瓷大功率X线管 三极X线管 软X线管 CT用X线管 2.1 X光影像设备简述 (四)特性与参数 特性 １.阳极特性曲线:指在一定的灯丝加热电流下，管电压U 与管电流I的关系 ２.灯丝发射特性曲线:是指在一定管电压下，管电流与灯丝加热电流的关系。意义“要调节管电压和管电流得到所需X线的质和量，必须对空间电荷进行补偿。补偿原则：当管电压高时适当减小灯丝加热电流，使管电流不随管电压的变化而变化。反之当管电压低时，适当增加灯丝加热电流。 电参数 包括灯丝加热电流，灯丝加热电压，最高管电压，最大管电流，最长曝光时间，容量，标称功率，热容量等。我们比较关注的是最高管电压和热容量 最高管电压:加在X线管两极间的最高管电压峰值(单位KV) R球管热容量：X线管处于最大冷却率时，允许承受的最大热量(单位HU) 通常所指的热容量是指阳极热容量。 2.1 X光影像设备简述 (五)管套 管套是放置X线管的一种特殊容器，现代X线管管套均为防电击，防散射，油浸式，其结构随用途不同而有所差别。 １.固定阳极X线管管套 ２.旋转阳极X线管管套 ３.组合机头:为了使小型X线机轻便，则将X线管，灯丝变压器及高压变压器共同组装在一个充满变压器油的密封管套中，称为组合机头 2.1 X光影像设备简述 2.高压发生器 高压发生器有称直流高压发生器，是高压电源的传统称呼，是指主要用于绝缘和漏电检测中的高压电源，现在高压电源和高压发生器已经没有严格的区别,由高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸及高压插座等组成。 主要作用： １.把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，再经整流，为X线管提供产生X线所需的直流高压； ２.把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低，为X线管灯丝提供加热电压； ３如配有两只以上的X线管，还要完成管电压和灯丝加热电压的切换。 2.1 X光影像设备简述 ３.控制台 主要实现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数的控制，一般称为三钮控制台。 控制台电路必须满足X线管产生X线的下三个要求： 可调管电流 可调管电压 可调曝光时间。 2.2 医学X射