X光机原理

X线机的原理李俊目录探测器X线球管一、X线机结构及分类X线发生装置X线机辅助装置1、控制装置医用X线机2、高压发生器装置3、X线管装置1、机械装置2、影像装置3、其他影像装置电源一、X线机结构及分类高压发生器装置控制装置其他影像装置影像装置机械装置一、X线机结构及分类X线机分类我国通常以X线管允许通过的最大管电流来分类。小型机：指管电流在50mA以下，最高管电压为90kV的X线机。中型机：指管电流在100～400mA，最高管电压为100kV或125kV的X线机。这类X线机多用双焦点固定阳极X线管或旋转阳极X线管，机械装置配有X线管支持装置、电动诊视床、滤线器摄影床以及简易直线体层摄影装置等。其功能较多，能进行一般透视和摄影，也能进行特殊摄影，如胃肠摄影和体层摄影。大型机：指管电流大于500mA，最高管电压为125kV或150kV的X线机。多数配有影像增强器和X线电视。在机械装置方面普遍采用天井悬吊装置，一般都设有电动诊视床、滤线器摄影床和多轨迹体层摄影床。二、X线球管2.1X射线管是产生X射线的线源设备，是由真空玻璃内的阳极和阴极组成。阴极端钨制灯丝通以低电压，灯丝被加热发射自由电子，当X线管两端通以高压后，自由电子群在电场的作用下高速定向向阳极端钨靶面运动，并撞击靶面。当电子突然停止运动时，便将绝大部分的能量转变为热能，而小部分能量转变成X射线发射。辐射从撞击点散射，撞击点称为焦点。X线球管主要是是由管套和装在里面的X线管等组成。现代X线管的管套均为防电击、防散射、油浸式。管套中央开一圆口，称为放射窗，并装有透明塑料或有机玻璃制成的凹形窗口，窗口向内凹来接近X线管以减少油层厚度，增加X线输出剂量。二、X线球管2.2固定阳极X线管由固定阳极、阴极、铜柱、玻璃罩组成。（1）固定阳极：阳极由钨靶组成。阳极承受电子撞击的面称之为靶面，通常称之为钨靶。（2）阴极：阴极由灯丝组成。当阴极灯丝电流流过时，灯丝周围就会产生电子，电流越大，电子越多，当X线管二端加上高电压后，由于电场的作用，电子迅速向阳极飞去，电压越高，电子速度就越快。（3）铜柱：由于高速电子聚焦后去撞击阳极靶面时，由动能转变为热能，因此阳极产生很大的热能，必须通过铜柱进行散热。（4）玻璃罩：X线管的玻璃罩是一种特殊玻璃，必须与金属膨胀系数相同，不可漏气，保持X线管内的高度真空。固定阳极X线管因阳极面受温度的影响，其功率受200w/m㎡限制，要提高功率，焦点面就必须增大，但是焦点面增大，又会影响清晰度，二者不能兼顾。优点：结构简单、价格低。缺点：焦点尺寸大，瞬时功率小。在小型X线发生装置中仍被采用。二、X线球管2.3旋转阳极X线管由旋转阳极和阴极组成。旋转阳极：旋转阳极由靶面、转子、轴承，阳极转轴组成。旋转阳极X线管的转速为2800转/分，高速旋转阳极X线管的转速为9000转/分。阴极：阴极由聚焦螺旋管状灯丝、阴极盘、阴极罩等组成。其作用与固定阳极X线管相同，就是以发射电子并使其聚焦去轰击阳极靶面，一般灯丝具有大小二个。优点是瞬时负载功率大，焦点小，散热快。目前，旋转阳极X线管功率多为20~50kW，高者达150kW，有效焦点多为1~2mm，微焦点为0.05~0.3mm，从而大大提高了影像的清晰度。特殊X线管：金属陶瓷大功率X线管、软X线管、CT线管。二、X线球管2.4X线管常见的电参数最高管电压：加到X线管两级间的最高管电压。管电压越高，电子动能就越大，能量越大。二、X线球管2.4X线管常见的电参数管电流的影响：如果想保证辐射质量，例如：100keV只改变强度，产生辐射的电子数量也肯定是改变的。电子数量和辐射强度是成比例的。从技术上讲，电子流就是我们称为的管电流。二、X线球管2.4X线管常见的电参数运行中的球管室相当危险的：电离的X-射线散发到各个地方高压，150kV以上。为了安全起见，球管必须放在一个能吸收辐射的室内。由于重量限制，不能用铅做屏蔽。根据 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，泄露的辐射必须小于1mGy/h在最大运转条件下。对于高压绝缘问题，球管室填充绝缘油。另外，油也用于冷却球管。有用的辐射束通过辐射出口离开球管室。这里，这里你可以看到一个锥形缩小油层削弱的有用辐射。出口窗用射线可以穿透的材料制作。二、X线球管2.4X线管常见的电参数提到射线保护，束光器扮演了一个重要角色。它用于缩小辐射区域的大小，只满足检查要求。对于这种需求，安装了一组铅版提供圆形或方形的辐射区域。这些瞄准板既可以手动操作，也可以自动操作。在自动模式下，图象接收器的型号是探测的，并且瞄准板根据接收器型号运行。记住以下的辐射保护的基本要求：辐射区域必须不大于接收区域的大小。三、高频高压发生器3.1结构与作用旧的X-射线发生器原理：发生器的主要缺点是：高压变压器很大，因为它依靠工频供给。我们简化变压器公式：我们能看出：提高频率，例如提高到100，在不改变分子值的同样参数下就能同时减少转数和铁心横截面。另一个缺点就是必须要有强大的控制变压器。三、高频高压发生器3.1结构与作用现代X-射线球管的原理：现代X-射线发生器通过高频提供给高压变压器。因此也叫高频发生器，通过高频供给高压变压器比工频好很多。首先，主电压被调整了，然后，矫正后的电压反馈给逆变器。这里，直流电压通过高频转换成交流电压。产生的交流电压供给高压变压器。在变压器的二次端，矫正和积累了球管的高压。这里有整流器和大电容。高压的级别取决于逆变器的控制频率和球管的负载。调整电路提供连续的高压。控制信号SWR启动和停止高压发生器并且在辐射过程中给出医疗所需的图象。三、高频高压发生器3.1结构与作用三、高频高压发生器3.2结构框图三、高频高压发生器3.2结构框图这个框图说明了发生器的最主要的功能：电源电路：任务是为X-射线球管产生高压。灯丝电路：灯丝加热是产生X-射线球管电流必须的。启动设备：电源电路的启动设备驱动旋转阳极。发生器控制：所需的数据来自于控制台。通过与服务器的维护设备与系统控制间通讯提供控制。电源电路和内部电源供给。三、高频高压发生器3.2结构框图电源电路：这里你能看到，X-射线发生器主要是一个电压转换器。转换器有以下功能：把主电压变换成高压把高压整流成直流电压控制高压范围在40到150KV之间。电源电路包括：主电路内部电路逆变器高压变压器三、高频高压发生器3.2结构框图主电路主电路的内部阻抗Ri输入保险丝480V变压器T2电源滤波器Z1（抑制逆变器产生的高频）内部电路（中间电路）警告：Uz电压大于500V三、高频高压发生器3.2结构框图内部电路中的开关电路：出现高的浪涌电流时，电源通过两个步骤完成。第一步：中间电路电容器通过LS接触器充电。下一步：通过PS接触器接通阻尼电路放电。电流接触器的功能，通过发生器控制器检控浪涌电流和中间电路电压。通过服务开关，电容器的负荷被阻止。这在判断有无高压危险时测量这部分电路是很必要的。内部电路中的整流电路：整流器是基于二极管的三相全波整流。内部电路中的Uz监视电路：通过电压分配器监视Uz电压有两个原因。第一，在服务模式下测量。第二，通过监视器的发生器控制转换电压。因此，一些LED指示灯电压超过40V在关闭系统两分钟以内，电压仍然存在。所以这些指示灯是很有必要的。在LED灯没熄灭前不要触摸！内部电路中的电容器电路这里矫正后的电压被存储成直流电压。这个电压Uz，是下面逆变器的供电电压，如果系统关闭，闭合的LS接触器通过电阻释放电容器的能量。三、高频高压发生器3.2结构框图内部电路的控制：和前面电路的差异是，整流器是由闸流管组成而不是二极管。因此，Uz是可控的。也就是可变的。这对于高质量的发生器是有必要的。为了获得X-射线球管的所有工作点，高压逆变器控制Uz的频率。逆变器的控制频率越高，产生的高压质量越好。注意：在待命模式下不产生危险电压Uz，这在维护中是一个优点，但是在任何情况下都要看LEDs。这里你可以看到Uzist在升压过程中的细节。和Uzist的显示的旁边，电容器的充电电流也显示，你可以通过电流转换器测量产生的Uz接近200V，但是这是一个可控的整流器。其他的，我们将获得500V以上的高压。三、高频高压发生器3.2结构框图内部电路的控制：和前面电路的差异是，整流器是由闸流管组成而不是二极管。因此，Uz是可控的。也就是可变的。这对于高质量的发生器是必须的。为了获得X-射线球管的所有工作点，控制X球管的高逆变频率通过降低电压Uz是必要的。逆变器控制频率越高产生的恒定高电压越好。三、高频高压发生器3.2结构框图逆变器：任务是转换产生的直流电压变成交流电压，通过比工频高很多的频率。这种转换需要开关设备。逆变器，开关器件必须非常强大，因为浪涌电流可能达到100A。两种类型：闸流管IGBT高压变压器高压分配原理：右图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示高压变压器二次端的高压状况。产生的最大电压为150KV。为了绝缘简单和减少距离产生的压降，有两个电源供给。两个都产生相同的电压，但是极性相反。在两个电源供给的中间是地线。这就是我们要有地线系统的原因。因此，绝缘和距离对最大高压有很大影响。三、高频高压发生器3.2结构框图高压变压器 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 实际值球管电流检测：地线和两个电源供给之间存在两个小电阻。如果出现最大球管电流1000mA，电压就会降到10V。这个水平便于操作。它用于下面的任务：管电流控制在mAs模式下辐射终止监控高压检测：每个高压端都单独检测。因此有两个10000：1的分压器，也就是说，1V相当于10KV。它用于下面的任务：KV控制监控三、高频高压发生器3.3基本参数发生器的基本功能：需要下面所需的参数：高压U管电流I暴光时间tX-射线球管把电能转变成X-射线能。产生辐射的特性取决于三个参数的不同设置。结果导致X射线照相的图象质量的不同。U产生射线的量子能量级取决于供给电压的水平。量子的穿透能力和量子的能量级成正比。IX-射线的量子密度和经过X-射线球管的电流成正比。t量子密度是单位时间内的量子数量。这是暴光胶片和电视CAMERA靶板的需要。三、高频高压发生器3.3各部分作用灯丝变压器作用为X线管提供灯丝加热电压，双焦点X线管需配备两个结构相同，规格不同的灯丝变压器。灯丝变压器的次级绕组与X线管的阴极相连，当X线管工作时，灯丝变压器次级绕组的电位与阴极高压等电位，这就要求灯丝变压器初、次级间具有良好的绝缘，绝缘强度不能低于高压变压器最高输出电压的一半。高压整流器将高压变压器次级输出的高压变为脉动直流高压的电子元件。高压电缆将高压发生器产生的高压输送到X线管两端，同时把灯丝加热电压输送的X线管的阴极。主要参数是耐压值。最大允许耐压值与kV的波形有关，交流成分愈大，最大允许耐压值愈小。目前，X线发生装置用高压电缆，在脉动直流电压下，耐压值不超过200kV。为装卸方便，并保证高压绝缘，高压电缆两端都装上高压插头，而X线管头和高压发生器上都设有高压插座，连接时在高压插头上均匀涂上一层脱水凡士林或硅脂，再将高压插头插入高压插座即可。三、高频高压发生器3.4控制台1、发展历史控制台最初以实现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。一般称为三钮控制台。1950-1962年出现两钮控制台。kV值和mAs值。1970年后出现单钮控制台。kV值。不久出现零钮控制台，按人体脏器分类，设置部位按钮，摄影前，只需按动相应的部位按钮，从计算机存储器中调出相应的程序，被摄影部位的曝光参数即自动选定，使操作程序进一步简化。2、作用1）可调管电流为X线管灯丝提供一个在规定范围内可调节的加热电压，达到控制X线辐射强度的目的。2）可调管电压给X线管提供一个很高且可以调节的管电压，达到控制X线质的目的。3）可调曝光时间使供给X线管的高压再选定的时间内接通和切断，以准确控制X线发生时间。四、探测器4.1探测器电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。探测器结构探测器参数X3C900万像素像素大小144umX4C1700万像素像素大小108um屏蔽触发器PMTCsI闪烁屏反射镜镜头CCD冷却风扇冷却芯片五、工作站5.1采集工作站IDCMagellan3IDCMagellan3是一个利用最新数字成像和处理技术的软件程序，它可以用来捕获、存储、检索、传送和打印医学影像以便进行即时医学检查和处理。在登录Windows时，应用程序启动器就会自动启动，它带有一个显示Magellan3所包含每个应用程序大图标的菜单条。关于应用程序启动器的简要概述如下：关于IDC–显示关于Magellan3的信息。•探测器状态显示–显示探测头设置并 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 Xplorer探测头的冷却状态。•磁盘空间监视器–报告指定硬盘上的可用磁盘空间数量。•系统设置管理器–能使你改变你的密码。•Worklist管理器–显示计划的研究项目。•发送管理器–控制如何把研究项目发送到发送目的地。•打印管理器–控制如何把影像或研究项目发送到DICOM打印机。•研究项目/影像管理器–显示已实施的研究项目。•Magellan3影像捕获界面–是主要的用户界面，其中可以实施研究项目、处理影像并把完成的研究项目发送到发送目的地或DICOM打印机。•Magellan3使用帮助按钮–显示软件，工作站设置及Magellan3操作人员手册的AdobePDF文件。五、工作站5.1采集工作站IDCMagellan3RawImage原始图像没有处理的数据没有影像增强以.IDR为扩展文件名没有存到研究档案UnprocessedImage未处理图像应用了数据处理，但没有影像增强以.IDR扩展名储存被储存为研究档案的一部分ProcessedImage已处理图像数据处理并有影像增强以.DCM为扩展文件名也叫DICOM图像被储存为研究档案的一部分五、工作站5.1采集工作站IDCMagellan3X射线发生器用户界面根据设施的不同，射线发生器用户界面可能有效也可能无效。如果是有效的，射线发生器用户界面将位于屏幕的顶部。射线发生器软件可以让射线发生器和Magellan3工作站之间进行交流。软件启动后会弹出此窗口登入界面除了已设定的用户名和密码外，维护工程师有一个通用的用户名：service五、工作站ConfigurationManager配置管理器1.用户名和密码2.发生器和图像设置3.硬盘设置4.工作列表设置5.发送设置6.打印设置7.研究/影像设置8.采集界面设置9.参数编辑10.管理程序11.输入数据12.ArcomaCMT设置五、工作站修改用户名五、工作站五、工作站发生器和影像站设置（校准图像）五、工作站硬盘设置五、工作站工作列表设置五、工作站WorklistManager工作列表管理器查看已预约研究编辑本地已预约研究建立本地新的预约研究五、工作站传输设置五、工作站SendManager发送管理器查看发送排队的研究在等待数据中强制发送一特殊的研究从等待发送中去掉一个研究改变发送目的地五、工作站打印设置五、工作站PrintManager打印管理器查看等待打印的研究列表在列表中强制打印一个特殊的研究从等待列表中去掉一个研究在列表中改变一研究的设置五、工作站研究/影像设置五、工作站Study/ImageManager研究/影像管理器编辑病人信息移动图像进入拒绝报告删除研究输出图像五、工作站应用界面设置加入到预约研究中加入到已执行研究中放弃研究取消五、工作站AcquisitionInterface应用界面操作员最初始界面显示预约研究显示已研究打开研究显示图像允许进入图像采集ScheduledStudies已预约研究UnscheduleStudies未预约研究PerformedStudies已执行研究五、工作站病人信息录入（UnscheduleStudies）五、工作站准备曝光Study病人信息Nextimage投照部位信息五、工作站图像采集五、工作站参数编辑头颅，脊柱，骨盆上下肢手，足腹部激光相机的机构和原理随着现代信息技术的高速发展，数字医学影像系统不断的更新完善，医用相机（或打印机）作为CT、CR、DR、MR、DSA等先进医疗设备的输出设备，已基本取代了多幅相机，成为大多数医院的最佳选择。下面着重介绍激光相机结构和原理。一、激光相机的结构1、激光打印系统包括激光发射器、调节器、发散透镜、多角透镜、高精度电机及滚筒煤气功能是完成激光扫描、是胶片曝光。2、胶片传送系统包括送片盒、收片盒、吸盘、辊轴、电机及动力部件等。3、信息传递与存储系统此系统包括电子接口。磁盘或光盘、记忆板。电缆或光缆以及A/D转换器、计算机等。一、激光相机的原理激光相机的光源为激光束，激光束通过发散透镜系统投射到一个转动的多交光镜在折射，折射后的激光束再通过聚焦透镜系统打印在胶片上，激光束的强度可以调节器调整，调节器受数字信号控制。成像装置把图像的像数单元值以数字的方式输入到激光打印机的存储器中，并以此直接控制对每一个象数单元的激光曝光强度。如果计算机按顺序输出与激光束在胶片上的位置的同期信号，侧可以将顺序不同的电信号作为平面影响有激光找到胶片上。曝光后的胶片再经显影定影处理，从而获得照片图像。三、干式相机区别目前市场主流干式相机有KODAK、KONICA、AGFA、FUJI，它们的区别主要遵循以下四点：1）成像方式：激光和热敏2）分辨率：4K*5K以下和4K*5K以上（按14*17英寸出片计算）3）供片盒数量：单个和多个4）出片速度：120/小时以上和120/小时以下（14*17英寸/小时计算）二、干式相机比较具体比较：1）成像方式目前市场上KODAK和KONICA、FUJI的相机都是激光光源成像，AGFA热敏光源，相对应所使用的胶片分为干式激光胶片和干式热敏胶片。2）分辨率（14*17英寸计算）3）供片盒数量：4）出片速度：