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第4节X 线成像设备的结构与原理一、X 线的产生装置根据X 线的产生原理，人们研制出了一整套将电能转变为X 线能的装置，该装置是X 线机中最重要 的组成部分。
它能根据不同需要产生量和质可以随意控制的X 线束。
X 线机的结构和形式，随着科学技术的发展和使用要求的不同而有很大差别，但其产生X 线的原理 都是一样的。
X 线机的基本结构如图2-1所示.图2-1 X 线机基本结构框现将各部分原理和作用分述如下。
1. X 线球管X 线球管可谓X 线机的心脏，它是产生X 线的关键部件。
是一个高真空器件，产生X 线的实质是能量转换， 根据产生X 线的条件，高速电子所携带的能量，在遭到急剧阻挡后，大部分转变为热能，很小的一部分能 量转变为X 线，X 线球管是一个转换效率极低的能量转换元件，在此过程中大约有99%左右的能量被转 换成热能而被浪费掉，不仅如此，人们为了解决这大量的热带来的问题又投入了较大的精力去研究如何散 热，尽管如此，X 线的作用和影响仍然是非常重要的。
X 线球管从结构上分为固定阳极和旋转阳极2种。
⑴固定阳极X 线球管 固定阳极X 线球管的阳极固定不动，电子由热阴极发射，具有X 线量和质 可以任意调节的特点。
因其功率小、焦点较大，已满足不了飞速发展的X 线影像技术的要求，目前仅用于 小型和部分中型X 线机中。
①构造与作用 固定阳极X 线球管的结构主要由阳极、阴极和玻璃壁3部分组成，如图2-2所示。
高压电缆 高压发生器图2-2固定阳极X线球管的结构阳极由靶面、铜体、阳极罩、阳极柱4部分组成。
阳极的作用是产生X线，散热，吸收二次电子和散射线。
靶面受电子轰击，而电子动能的约99%转换为热能，只有1%左右转换为X线，故靶面材料多选用高熔点且X线发射率较高的金属鸨制成（熔点为3370℃,原子序数Z=7 4）。
由于鸨的导热率小，故一般通过真空熔焊的方法把鸨靶焊接在无氧铜体上，以便具有良好的散热能力。
阳极罩在靶外面，也由无氧铜制成，其作用是吸收二次电子和散射线。
X射线机基础知识一、概述:1895年11月8日,德国物理学家伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时,偶然发现了X射线。
很快X射线就应用于医学成像,开创了一种内脏器官无创伤影像诊断方法。
X射线是一种波长极短,能量很大电磁波,它除了具有可见光的一般性质外,还具有自身的一些特性,即穿透作用、电离作用、感光作用、荧光作用及生物效应等。
X射线在医学上的应用有三个方面的内容,即X射线诊断、X射线治疗及X射线防护。
用于诊断的X射线机称为诊断X射线机,可以作透视、摄影检查。
X射线透视主要依据的是X射线的穿透作用,差别吸收及荧光作用;X射线摄影依据的是X 射线的穿透作用,差别吸收及感光作用。
X射线摄影检查又可以分为普通摄影、滤线器摄影、断层摄影等几种方法。
二、X射线机高压部件简介(一)X射线管X射线产生需要三个条件:(1)电子源;(2)高速电子流;(3)靶。
X射线管就是据此设计制造的产生X射线的核心器件。
X射线管主要由阴极、阳极和玻璃壳三部分组成,阳极和阴极封装在高真空度的玻璃壳内。
阴极(钨丝)在高温下可发射足够数量的电子,这些电子在阴阳两极高压作用下被加速成为高速电子流。
当高速电子撞击钨靶时,电子动能转换为两部分能量:其中不到1%能量转换为X 射线能量;而99%以上能量转换为阳极热量,加速了阳极靶面的温升。
X射线管分为固定阳极X射线管和旋转阳极X射线管,两者结构区别主要体现在阳极上,前者主要由钨靶面和传热的铜体构成,后者主要由靶面、转子、转轴、定子及轴承组成。
旋转阳极X射线管分为低速管(3000转/分)和高速管(9000转/分)两类。
为减少磨损和防止共振,旋转阳极X射线管一般都有制动装置。
X射线管放置在X射线管管室中,两者之间充满了用于绝缘和冷却的变压器油。
(二)高压发生器高压发生器的主要作用是供给X射线管阴、阳两极直流高压和灯丝加热电压。
其主要由高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、变压器油及封装以上部件的箱体组成。
X线机结构和原理X线机是一种用于产生和利用X射线的设备。
它主要由X射线发生器、X射线探测器和控制系统组成。
X线机结构和原理是通过高速电子与物质相互作用，产生X射线，并利用X射线的特性进行成像和检测。
1.X射线发生器：X射线发生器是整个X线机的关键部分，它能够产生高能量的电子束，使其与物质相互作用产生X射线。
一般而言，X射线发生器主要由高压发生装置、阳极和阴极组成。
高压发生装置通过高压电源产生足够高的电压，使电子在强电场的驱动下加速，形成高速电子束。
该电子束由阳极和阴极之间的压差加速到足够高的速度。
2.X射线探测器：X射线探测器是用来接收和检测被物体吸收或散射的X射线，并将其转换为电信号的装置。
常用的X射线探测器包括电离室、闪烁晶体、数字平板探测器和CCD等。
电离室是一种利用X射线使空气电离并形成电流的探测器。
它主要由两个电极和一个感应装置组成，当X射线通过电离室时，它会使其内部的气体电离，形成电子和离子。
这些电子和离子之间的电流被测量，从而获得X射线信号。
闪烁晶体是一种利用X射线激发晶体中的荧光效应来检测X射线的探测器。
当X射线通过晶体时，它激发了晶格中的原子或分子，使其转移到激发态。
当这些原子或分子返回基态时，会发出特定波长的荧光，该荧光被光电倍增管等装置接收并转化为电信号。
数字平板探测器是一种利用硅探测器或其他半导体材料检测X射线的探测器。
它可以将X射线直接转化为电信号，并通过信号处理系统进行数字化和成像处理。
CCD（Charge-Coupled Device）是一种光学传感器，用于接收和转换光信号为电信号。
它可以将X射线通过荧光屏、透射装置等转化为可见光信号，然后通过光电转换器将光信号转换为电信号。
3.控制系统：控制系统用于控制X射线发生器和X射线探测器的工作，实现对X射线的产生和接收过程的控制。
它主要包括高压电源、低压电源、控制器、数字信号处理器等。
高压电源用于提供高压，使X射线发生器中产生的电子束加速到足够高的速度。
多功能X光机主要技术参数1.X射线发射系统：多功能X射线机的发射系统包括一个固定或可移动的射线源和相应的电源。
射线源通常是一个射线管，由一个阴极和一个阳极组成，通过高电压来加速电子并产生高能的X射线束。
2.射线控制系统：用于控制多功能X射线机的X射线发射。
控制系统通常包括一个主机和一个操作界面，操作界面允许操作员调整X射线束的参数，如电压、电流和曝光时间。
此外，还可以设置不同的扫描模式和曝光方式。
3.低散射设计：多功能X射线机通常采用低散射设计，以减少散射辐射对患者的影响。
低散射设计可以通过采用特殊的减散射装置，如散射屏蔽器和滤光器，来降低X射线束的散射辐射。
4.患者定位和支持系统：多功能X射线机还配备了用于患者定位和支持的系统，以确保患者在进行扫描过程中的舒适和安全。
该系统通常包括一个患者床、一个定位器和一个支撑装置。
5.影像探测器：多功能X射线机使用各种类型的影像探测器来接收X射线，并将其转换为数字信号以生成影像。
最常用的影像探测器包括平板探测器、CCD探测器和CMOS探测器。
6.影像处理和显示系统：多功能X射线机配备了专门的影像处理和显示系统，用于接收、处理和显示由影像探测器生成的数字影像。
影像处理系统可以进行各种图像增强和图像分析操作以优化图像质量和诊断结果。
7.数据存储和传输系统：多功能X射线机通常包括一个数据存储和传输系统，用于存储和传输生成的影像数据。
这可以是一个本地存储设备、一个网络存储设备或一个云存储设备。
8.辐射剂量监测系统：多功能X射线机配备了一个辐射剂量监测系统，用于监测向患者以及操作员和其他人员发射的辐射剂量。
该系统通常包括一个辐射剂量计和一个辐射剂量监测器。
9.人机界面：多功能X射线机的人机界面是操作员与设备进行交互的界面，通常是一个触摸屏或键盘。
操作员可以通过人机界面来选择扫描模式、调整参数、观察实时影像等。
10.安全系统：多功能X射线机配备了一系列安全系统，用于保护患者和操作员的安全。
X射线机原理及构造X射线机是一种能够产生和发射X射线的设备。
它利用了X射线的特性，能够穿透物体并在感光介质上产生可见的影像。
在医疗诊断、工业检测和科学研究等领域都有广泛的应用。
X射线机的基本原理是利用电子在高速运动过程中释放出的能量转化为X射线。
构造上，它通常包括电源、电子发射系统、高压发生器、X射线管和辅助设备等几部分。
电子发射系统是X射线机的核心部分。
它由一个阴极和一个阳极组成，这两个部分之间加有一定电压差。
当电压足够高时，阴极上的电子会被加速并越过阳极，形成一束高能电子。
这些电子进入X射线管后与阳极材料（通常为钨）相互作用，使得部分电子能量转化为X射线。
高压发生器是提供电子发射所需电压的装置。
它通常由变压器和整流装置组成，可以将低电压转换为高电压，以满足电子发射系统的需求。
高压发生器还可调节电压和电流的大小，以控制X射线的质量和强度。
X射线管是X射线机中的关键部件。
它由一个金属外壳、阴极和阳极组成。
当高能电子撞击到阳极上时，会产生两种类型的辐射：热辐射和特征辐射。
热辐射是由于电子与阳极材料碰撞而升高温度导致的空间辐射，其频谱连续且范围很宽。
而特征辐射则是由于电子与阳极原子相互作用而发射出的能量固定的X射线。
通过选择不同的阳极材料和电流、电压的大小，可以控制X射线的能量范围和光强。
辅助设备包括X射线束过滤器、X射线接收器等。
X射线束过滤器用于过滤掉低能量的X射线，以减少对人体的伤害。
X射线接收器通常采用感光胶片或数码探测器，用于记录并产生可见的X射线影像。
总结起来，X射线机利用电子的高速运动产生高能电子，并将其能量转化为X射线。
通过控制电压、电流和阳极材料的选择，可以调节X射线的强度和质量。
X射线机的构造主要包括电子发射系统、高压发生器、X 射线管和辅助设备等。
它在医学、工业和科学研究领域都有广泛应用，帮助人们进行诊断、检测和研究工作。
x射线机的组成X射线机是一种专用的医疗设备，用于产生和使用X射线来进行医学影像诊断。
它由一系列关键组成部分组成，每个部分都扮演着特定的角色，以确保设备的正常工作和影像质量。
以下是X射线机的主要组成部分：1. X射线管：X射线管是X射线机的核心部件，负责产生X 射线束。
它由阳极和阴极组成，当阴极开始发射电子时，这些电子会加速到阳极，与阳极发生碰撞产生X射线。
X射线管通常由金属材料制成，如钨，因为它具有良好的热传导性和高熔点。
2. 高压发生器：高压发生器提供高电压以驱动X射线管。
它能够将低电压电源提升到数万伏特，这样电子就能够获得足够的能量以产生高能量的X射线束。
高压发生器通常由变压器和整流器组成。
3. 控制台：控制台是操作X射线机的主要界面。
它由控制按钮、控制面板和显示屏组成，用于设置和调整相关参数，如电压、电流和曝光时间等。
通过控制台，放射科技师可以精确控制X射线的输出。
4. 曝光室：曝光室是X射线机的工作空间，用于放置患者和获取影像。
它通常由一个桌子和一个悬臂式X射线管支架组成。
患者需要躺在桌子上，而X射线管可以在不同的角度和位置进行移动，以获得所需的影像。
5. 滤波器：滤波器用于调整X射线束的能量谱。
它可以选择性地吸收低能量X射线，以减少散射和增加对高能量X射线的透射。
滤波器通常由铝或其他合金制成。
6. 数字影像系统：数字影像系统用于捕获和存储X射线影像。
它取代了传统的胶片影像，提供了更高的分辨率和更方便的存储和传输方式。
数字影像系统通常由数字探测器和图像处理软件组成。
7. 安全装置：X射线机配备了多种安全装置，以保护患者和操作人员免受辐射的危害。
例如，X射线机会通过限制曝光时间和控制剂量来确保辐射剂量的安全范围。
此外，还有报警器和辐射屏障等设备用于监测和防止辐射泄漏。
总之，X射线机是由X射线管、高压发生器、控制台、曝光室、滤波器、数字影像系统和安全装置等多个组成部分构成的复杂设备。
每个部分都发挥着重要的作用，确保设备正常工作和良好的影像质量，以帮助医生准确诊断疾病。
X光机的原理及构造X光机是一种利用X射线通过物体获得其内部结构信息的仪器。
它主要由射线源、物体承载平台、X射线探测器以及显像系统组成。
下面将详细介绍X光机的原理和构造。
1.原理X光机利用X射线的穿透性质，通过物体的吸收和散射来获得其内部结构信息。
当X射线穿过物体时，其中的一部分射线会被物体吸收，另一部分则会通过物体并形成X射线影像。
吸收和散射的程度与物体的密度、厚度以及材料有关。
根据这些信息，可以得到物体内部的结构信息。
2.构造（1）射线源：射线源是X光机的核心部分，它产生并发射X射线。
常用的射线源包括X射线管和放射性同位素。
X射线管是一种通过高压电源将电子加速到高能级，进而撞击金属靶产生X射线的设备。
放射性同位素则是一种利用放射性衰变产生X射线的方法。
（2）物体承载平台：物体承载平台是放置待检测物体的部分，它通常由X光透明的材料制成，如透明塑料或陶瓷。
物体承载平台可以在垂直或水平方向上移动以调整物体与射线源之间的距离。
在实际应用中，物体承载平台还可以具备旋转或倾斜的功能，以便获得更多角度的X射线影像。
（3）X射线探测器：X射线探测器用于接收和测量通过物体后的X射线。
常用的X射线探测器包括闪烁探测器、电离室探测器和固态探测器。
闪烁探测器通过测量X射线所致荧光的强度来获取X射线影像。
电离室探测器则通过测量通过物体的X射线所产生的电离电荷来获得相应的信号。
固态探测器则利用半导体材料的特性，将X射线转化为电荷信号，再通过电子电路进行放大和处理。
（4）显像系统：显像系统用于将X射线探测器接收到的信号转换为可视的影像。
这通常通过一系列电子器件和图像处理算法来实现。
其中，常用的方法包括透射式、反射式和荧光屏式。
透射式显像系统通过透明的薄膜来将X射线影像投射到观察者的眼睛或显示屏上。
反射式显像系统则将X射线影像通过光反射，从而使显像系统更加紧凑。
荧光屏式则是将X 射线影像投射到荧光屏上，并通过摄像机或光电传感器进行捕获和处理。
医⽤诊断X射线机的组成与主要部件医⽤诊断X射线机的组成与主要部件⼀、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。
