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医用诊断X射线机组成与主要部件

  一、 基本X 线机分为X 线机控制系统(电器部分)和X 线机的执行系统(机械部分)。

X 线机的控制系统包括:

①X 线管

②高压发生器

③控制台

④其它电器附件设备

X 线机的执行系统包括:

①诊视床

②伸缩吊架装置

③滤线器摄影装置

④快速换片装置

⑤断层摄影装置

⑥其它机械附属装置

控制和执行两大系统是相辅相成不可分割的两大部件,只有同时工作时才能发挥X 线机全部作用。

  二、 显像装置

在临床放射学诊断中,为直接观察和记录X 线影像,通常采用检测器来实现,如荧光屏,荧光胶片系统或X 线影像增强器电视系统。

①荧光屏

荧光屏是常见的简单X 线检测器,它吸收的X 光子能量转换为可见光。平面有一层粉末状结晶的荧光材料构成,常用的荧光材料有硫化锌镉等,将它涂敷在衬底上,用一种白色的反光层作中间层。X 线能量被晶体吸收,晶体原子受激,使其跃迁至较高能级,而当电子返回到原来能级时,就放射出可见光,可供屏前观察。

②增感屏(胶片检测器)

X 线影像是目前记录影像的常用方法,摄影胶片是主要的记录器。它是有一层醋酸纤维衬底、两边涂敷敏感的乳胶所构成的胶片。单独使用时,效果较差,但它与增感屏相结合,有利于提高分辨率。

③影像增强器

为了增强X 线影像的辉度,便于观察和记录,现代荧光成像系统常采用影像增强器并接电视系统。X 线通过受检体射到影像增强器的输入屏上,激发出可见光再作用于光电阴极,使之产生电子,经电子透镜系统聚焦和加速后到达输出荧光屏,从而获得增强的荧光图象。

  三、高压发生装置

高压发生装置有高压变压器、X 线管灯丝变压器、高压整流器和高压交换闸等高压元件,按要求组装后置于方形或圆形的钢板制箱体内构成。箱内充以变压器油,加强元件之间的绝缘,。

A) 高压变压器

       高压变压器是产生高电压的器械,为X 线管提供高压电能。其工作原理与一般变压器相同,但由于运行状态较为特殊,因此有以下特点:

a) 变压比大,次级输出电压很高。

b) 瞬时功率负荷大,管电流可达2000MA,但工作时间短。

c) 由于使用了绝缘油,提高了各部件间的绝缘性能,并可缩小体积和重量,又因为负荷时间很短,一般不考虑散热问题,变压器效率要求也不十分严格。

B) 灯丝变压器

X 线机中的灯丝变压器,分为X 线管灯丝变压器和高压真空整流管灯丝变压器两种。其工作原理与结构相同,只是容量和体积有所区别;它们都是降压变压器,一般功率在100W 左右。由于灯丝变压器的次级在电路中与高压变压器次级的一端相连,电位很高,故初、次级绕组间应具有很高的绝缘强度,这是灯丝变压器的一个主要特点。

C) 高压整流器

高压整流器是一种将高压变压器次级输出的交流电压变为脉动直流电压的电子元件。现代中

型以上的X 线机,都设有高压整流电路,利用高压整流元件,将高压变压器输出的交流变成脉

动整流电压,供给X 线管两极,使X 线管始终保持阳极为正、阴极为负。

D) 高压交换闸

在较大功率的诊断X 线机中,多备有两个或两个以上的X 线机,以适应一机多用的需要。但由于几个X 线管又不能同时工作,所以高压变压器产生的高压必需经过交换装置分别送到不同用途的X 线管上,这种转换装置称为高压交换闸。

  四、主机控制电路

一个X 线机系统因容量大小和使用目的的不同,结构繁简千差万别,一般由主机系统和辅助系统设备两部分构成。

主机系统是指围绕产生X 线的主机及其部件所组成的系统,辅助设备是指主机以外的各种辅助和直接为临床诊断服务的设备。

 

 

如前所述,主机系统主要包括X 线管组件、高压发生器以及控制台。辅助设备主要包括各种机械设备(诊视床、摄影床、天地轨、悬吊等)、影像处理系统(影像增强系统、电视系统、数字减影系统、电影摄影机、录像等)、其他辅助用具(滤线器、增感屏、胶片、快速换片机、高压注射器等)。


X 线机系统就其电路组成一般包括:电源电路、高压初级和KV 补偿电路、高压整流电路、管电路测量电路、X 线管灯丝加热和电流控制电路、曝光限时电路、瞬时负载限制和保护电路、旋转阳极电路、全机控制电路和附属设备电路共十部分。


X 线控制系统,最初以实现X 线管在透视和摄影过程中的千伏、毫安和时间三个基本参量的控制为主要任务,一般称之为三钮制控制,曝光精度为0.02s~0.04s。在1950~1960 年间出现了优质的光学图象转换元件,运动范围很广的诊断床,以及旋转阳极球管,为快速动态摄影创造了条件。随之,X 线控制系统有了一些改进,出现了二钮制调节控制系统,即在X 线摄影前只预选千伏与毫安二个参量,时间控制精度达到0.003s~0.001s。

1960 年以后,电视系统及电子图象转换技术的发展,使X 线的光电效应得到很大增益,除了某些特殊要求外,X 线机的临床诊断能力在一定条件下不再单纯依靠X 线管的瞬时容量,而是取决于所应用的X 线影像增强器,大面积电离室,直流高压开关管、调整管等等,随之控制系统在稳定、快速、准确和操作快捷方面出现了电视监视调制为基本手段的遥控和自动X 线控制系统,和三钮制相比,有所谓一钮(KV)和零钮(只需选择摄影器官或部位)技术。特别是计算机技术广泛应用在X 线控制系统中,使X 线机控制系统的设计水平和现代科学水平逐步相近,X 线的影像质量,X 线诊断技术和水平都有极大的提高。

 


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