医学影像设备学第二章

A、膨胀器 B、阴极支架 C、阳极支架 D、变压 器油
15、旋转阳极X线管管套比固定阳极X线管管套多了以 下哪个结构：（ ）
A、膨胀器 B、高压插头 C、定子线圈 D、放射 窗口
16、X线管管套中的变压器油的绝缘要求应达到：（ ）
A、10kV B、20kV C、30kV D、40kV
实验 诊断X线机结构 一、实验目的：
4）X线管的容量：又称负荷量，X线管在安全使 用条件下，单次或连续曝光而无任何损坏时所能 承受的最大负荷量。
P：X线管的负载功率
①容量计算：P=UI/1000(kW)
U：管电压的有效值
I：管电流的有效值
容量与曝光时间有关，曝光时间增长，由于热 量累积，容量将相应减小。
代表容量/标称功率/额定容量：一定整流方式和 一定曝光时间下X线管的最大负荷量。
2、荧光屏透视X线机结构
(1)控制台：作用_____________，画出台面结构 的示意图，并写出各自的名称。
(2)X线管头：作用_____________，结构 ________________________。
(3)高压发生器：作用_____________。
(4)诊视床：作用_____________，结构 ________________________。
(5)荧光屏架：作用_____________，结构 ________________________。
3、X-TV电视透视系统结构
(1)控制台：作用_____________，画出台面结构的示 意图，并写出各自的名称。
组成：灯丝、聚焦槽、阴 极套和玻璃芯柱。
1）灯丝：发射电子，螺 旋管状钨丝，分为单焦点 和双焦点(大、小焦点)。
灯丝电压越高，灯丝温度越高，发射电子数量就 越大，调节灯丝加热电压即可实现管电流的调节 。为了延长灯丝寿命，灯丝加热方式通常采用预 热增温式。
2）聚焦槽：又名阴极头、聚焦罩、集射 罩，对阴极灯丝发射的电子进行聚焦。 见图2-5
(3)X线管头：作用_____________，结构 ________________________。
(4)遮线器：作用_____________。
(5)高压发生器：作用_____________。 (6)滤线器摄影床：作用_____________， 结构________________________。 (7)立位摄影架：作用_____________。
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。有效焦点越小成像质量越 高。
3、旋转阳极X线管
焦点与功率的关系；实际焦点越大，瞬时负载功 率越大
焦点与成像质量的关系：有效焦点越小，成像越 清楚
结构： 阳极、阴极和玻璃管 壳阴极和玻璃管壳与固定阳 极X线管相差不大。阳极 主要由靶面、转子、转轴 、轴承套座、玻璃圈等组 成。图2-10
A、1.0 B、1.0mm C、1.0*1.0 D、 1.0mm*1.0mm
9、X线管对焦点的要求说法正确的是：（ ）
A、实际焦点大、有效焦点大 B、实际焦 点大、有效焦点小
C、实际焦点小、有效焦点大 D、实际焦 点小、有效焦点小
10、管电流的大小取决于：（ ）
A、阳极转速 B、灯丝加热电压/电流 C、 管电压大小 D、曝光时间
二、主要内容
（一）X线管装置 （二）高压发生装置 （三）控制装置 （四）透视用影像装置 （五）机械辅助装置
（一）X线管装置
X线管产生X线的条件：①阴极灯丝加热且能发射 电子；②X线管两极加上高压。
1、固定阳极X线管
由阳极、阴极和玻 璃管壳三部分组成
（1）阳极 作用：①接受高速电子流撞击而产生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。
A、灯丝 B、阳极罩 C、阳极柄 D、聚 焦槽
5、固定阳极X线管中用于吸收二次电子的是结 构是：（ ）
A、灯丝 B、阳极罩 C、阳极柄 D、阳 极靶
6、阴极灯丝的材料是：（ ） A、铜 B、铁 C、钨 D、铅
7、固定阳极X线管靶面材料通常是：（ ） A、铜 B、铁 C、钨 D、铅
8、标称有效焦点的国际标注方法是：（ ）
1、旋转阳极X线管阳极靶面材料通常为：（ ）
A、铁 B、钨 C、铼钨合金 D、铁钨合 金
2、旋转阳极X线管灯丝材料是：（ ）
A、铁 B、钨 C、铝 D、铅
3、若旋转阳极无法旋转，则能进行的曝光操作 是：（ ）
A、普通透视 B、普通摄影 C、滤线器摄影 D、体层摄影
4、固定阳极X线管中用于将热量散发到X线管 外面去的结构是：（ ）
空间电荷补偿原理：当管电压升高时，适当减小 灯丝加热电流，以使管电流值不随管电压的变化 而变化，反之，当管电压降低时，适当增加灯丝 加热电流。
2）灯丝发射特性曲线：在一定管电压下，管电流 (Ia)与灯丝加热电流(If)的关系。见图2-16
只有灯丝加热电流达到一定值时，灯丝才能发射 电子形成管电流；由于空间电荷的影响，管电流 随管电压的升高而增大。
（3）玻璃壳
简称管壳，固定和支撑阳、阴两极，保持高真空 。由熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的钼组硬 质玻璃制成。
固定阳极X线管的主要缺点：焦点尺寸大、瞬时 负载功率小。
2、X线管的焦点
（1）实际焦点： 阴极电子在阳极靶面上的实际轰击面积。见图2-6
实际焦点的形状由灯丝的形状决定，通常为 长方形；大小取决于聚焦槽的形状、宽度及 灯丝位于槽中的深度。实际焦点的大小越大 ，X线管的瞬时负载功率越大
• 组成：阳极头、阳极柄和阳极罩。见 图2-2
1）阳极头：由钨靶面和散热铜体组成。
2）阳极柄：普通铜(紫铜)制成，引出管外至高 压绝缘油中，将阳极头热量传导出去。
3）阳极罩：又名阳极帽，无氧铜制成，吸收二 次电子和散射线。
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（2）阴极 作用：发射电子并使电子束聚焦，使撞击在靶面 上的电子束具有一定的形状和大小。
（2）三极X线管
三极X线管在普通X线管的阳极与阴极之间加了 一个控制栅极，可以阻止阴极灯丝发射的电子， 即可控制X线的产生，也称栅控X线管，如图2-20 、2-21。用于快速连续X线摄影。
（3）软X线管
用于软X线摄影，为了提高成像对比度。结构上 输出窗口使用铍窗，容易通过，降低滤过量；阳 极靶材料钼靶或铑靶；极间距离短。
一、学习目标
1、掌握固定阳极和旋转阳极X线管的结构及各部分的作 用。
2、掌握各高压部件的基本结构和作用。 3、掌握接触器、继电器、控制开关的工作特点和用途。 4、熟悉X线电视系统的基本构成、影像转换过程和自动 亮度控制原理。
5、熟悉各相械辅助装置的作用和基本结构。 6、熟悉X线管的规格和特性。 7、了解特殊X线管的特点和用途。
空间电荷：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，在管电压较低时 会滞留在灯丝后方的空间，形成空间电荷。见图
2-5
分两段：如图2-15。①O-A1段，线性比例区，由 于空间电荷的影响，管电流随着管电压的升高而 增大；②A1-B1段，饱和区，管电流与管电压基 本无关，只随灯丝加热电流的增大而增大。为了 实现管电压和管电流的分开调节，X线管在曝光 产生X线时，应使灯丝工作于饱和区，并加空间 电荷补偿装置。
（2）有效焦点： 实际焦点在空间中各个投射方向上的投影面积。
标称有效焦点：简称有效焦点，是指实际焦点在 垂直于X线管长轴方向上中心处的投影面积。见 图2-6
（3）焦点的方位性：投影方位愈靠近阳极， 有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极，有效焦点尺 寸愈大。
（4）焦点增涨：管电流增大时，由于电子数量 增多，电子之间斥力增大，使焦点尺寸出现增 大的现象。见图2-7
固定阳极X线管的代表容量：指在单相全波整流 电路中，曝光时间1秒时所能承受的最大负荷 旋转阳极X线管的代表容量：指在三相全波整 流电路中，曝光时间0.1秒时所能承受的最大负 荷。
X管型号：XD51-20·40/125
XD：国产诊断用X线管； 51：旋转阳极(≥50)，固定阳极(<50)； 20·40：小焦点代表容量20kW，大焦点代表容量40kW; 125：最高工作管电压125kV。
5）生热和冷却特性曲线 ①X线管的热容量：X线管处于最大冷却速率时，允许 承受的最大热量称为热容量，单位HU或焦耳(J)。
1J=1kV(有效值)×1mA(有效值)×1s 1HU=1kV(峰值)×1mA(有效值)×1s
②生热与冷却特性曲线
生热特性曲线：表示X线管在负荷时，热量增加的速率 与曝光时间的关系。可确定X线管在不同热量增加的速 率下，可连续与断续工作的时间。见图2-13
2-18
（3）组合机头
是将X线管、灯丝变压器以及高压变压器等共同组装在 一个充满变压器油的密封容器中，称为组合机头。 见 图2-19
6、特殊X线管 （1）金属陶瓷X线管 结构上阴极、阳极与普通旋转阳极X线管一样， 只是玻璃管壳改为由金属和陶瓷组合而成。金属 部分是管壳主体，仅在高压接入部分用陶瓷与管 壳绝缘。
②瞬时负荷的容量表示法：曝光时间为数毫秒
到数秒的单次摄影或透视称为瞬时负荷。如图 2-12。大、中型X线机一般设计有容量保护装 置，当单次摄影选择的曝光条件过高，超过X 线管的最大允许负荷时，摄影不能进行。
③连续负荷的容量表示方法：曝光时间为10秒以上的透 视或间隔时间很短的连续摄影称为连续负荷。分为限定 连续使用时的最大功率和限定管电压、管电流两种标注 方法。
旋转阳极X线管用于透视时，由于所需功率小， 阳极可以不转动；而用于摄影时，阳极必须转动， 且达到额定转速后才允许曝光，否则靶面由于过 热极易损坏。
4、X线管的规格与特 性 （1）构造参数：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、外形尺寸、重量、管壁的滤过当量 、冷却和绝缘方式、旋转阳极转速、最大允许 工作温度等。
（2）电参数：指X线管电性能方面的规格数 据。
1）最高管电压：允许加在X线管两极的最高电 压的峰值，单位千伏(kVp)。
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平均值，单 位毫安(mA)
3）最长曝光时间：在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时间， 单位秒(s)。
冷却特性曲线表示曝光结束后，阳极热量散发与 冷却时间的关系。可确定X线管的最短休息时间 。见图2-13
在X线管使用过程中，如果选定的kV×mA没有超 过最大散热率所对应的kV×mA，可以连续使用， 否则应注意间歇，让X线管有足够的散热时间。
（3）X线管特性
1）阳极特性曲线：X线管灯丝加热电流在一定值 下，管电压(Ua)与管电流(Ia)的关系曲线。
通过了解X线产生条件和临床应用方式，掌 握X线机结构特点。 二、实验器材：
摄影用X线机1台、荧光屏透视X线机1台、 X-TV电视透视系统1台。
三、实验方法及步骤
1、摄影用X线机结构
(1)电源墙闸：作用_____________，结构 ________________________。
(2)控制台：作用_____________，画出台面 结构的示意图，并写出各自的名称。
11、下列不是X线管管套的特点的是： （）
A、防电击 B、防散射 C、防高压 D、油浸式
12、X线管管套结构中不包括：（ ）
A、高压插座 B、高压插头 C、膨胀器 D、 阴极支架
13、X线管管套中用于防止油压升高的是：（ ）
A、高压插座 B、膨胀器 C、变压器油 D、 放射窗口
14、X线管管套中起高压绝缘作用的是：（ ）
5、X线管管套
X线管管套是封装X线管的特殊容器，两者合称X 线管装置、X线管组件或X线管头，具有防电击 、防散射、油浸式等特点。
（1）固定阳极X线管管套
变压器油： 高压绝缘和 散热
膨胀器：防 止变压器油 油压升高
（2）旋转阳极X线管管套 在阳极端内侧设置旋转阳极启动电机定子绕组 ，其引线接线柱固定在阳极端内层封盖上。见图
旋转阳极X线管由于阳极是一个可以高速旋转的圆盘(见 图2-9)，实际焦点很大，有效焦点可以很小，所以具有 瞬时功率大、焦点小的优点。
（1）靶盘与靶面： 靶盘单凹状圆盘， 铼钨合金靶面，钼 或石墨靶基。热辐 射式散热。
（2）转子：无氧铜制成 阳极转速低速时2700r/min (50Hz)，高速时 8500r/min (150Hz)，要求启动速度快，曝光结束 后，为防磨损和共振，需制动装置快速停转。