x線機(jī)設(shè)備 ppt課件

1、第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的發(fā)現(xiàn),第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線產(chǎn)生的必要條件有電子源。必須有空壓電場及真空條件下的電子流。必須有適當(dāng)?shù)淖钃跷?金屬靶面)來承受高速電子的能量，使高速電子所帶的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成X線。,,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線波長,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線波長,連續(xù)X射線的能量：,h ：普朗克常數(shù) c ：光速 V ：加速電子的電場電壓 e ：電子

2、電荷量νmax ：X射線的頻率λmin ：X射線的波長,β射線,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線波長,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的基本特性物理效應(yīng)穿透作用、熒光作用、電離作用、光學(xué)作用、熱作用化學(xué)效應(yīng)感光作用、著色作用生物效應(yīng),第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的基本特性,X線是波長很短的電磁波。 X-Ray 是一種不可見光。 X-Ray 可以穿透物體。 X-Ray 可以使化學(xué)物質(zhì)發(fā)

3、生反應(yīng);產(chǎn)生熒光。 X-Ray 可以產(chǎn)生生物效應(yīng),破壞細(xì)胞,改變基因。,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的質(zhì)和量X射線的三個(gè)參量：管電壓(kVp)管電流(mA)曝光時(shí)間(s),第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的質(zhì)和量X射線的質(zhì)是指X射線光子能量的大小，由下面公式可以得出：所以，可以用X線管的管電壓來描述X射線的質(zhì)，其實(shí)用單位為kVp。,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的質(zhì)和量X射線的量

4、是指單位時(shí)間內(nèi)通過X射線入射方向的垂直的單位面積內(nèi)的X射線光子數(shù)的大小。通常用管電流I(mA)和曝光時(shí)間t(s)的乘積來描述。即毫安秒(mAs)。,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X射線物理基礎(chǔ)X射線的質(zhì)和量質(zhì)和量對(duì)膠片曝光的影響,X-Ray質(zhì)--- 由KV 決定，高KV質(zhì)高，低KV質(zhì)低， 代表X線的穿透力(對(duì)比度)。 X-Ray量 --- 由mA(X線量)和s(曝光時(shí)間) 決定 表明曝光總量(黑化度)。,第

5、二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X線機(jī)的組成X-ray 發(fā)生裝置 ---球管和高壓發(fā)生器X-ray 接收裝置 ---膠片或影像增強(qiáng)器有電視信號(hào)處理系統(tǒng)-- 有透視功能無電視信號(hào)處理系統(tǒng)-- 無透視功能(注：早期的透視功能X線機(jī)是利用熒光屏顯示圖像的)X-ray 圖像數(shù)字化處理系統(tǒng) ---- 硬件及軟件處理系統(tǒng)X-ray附屬裝置：病床、球管支架、防護(hù)設(shè)備等,影像增強(qiáng)器(I.I),球管(Tube),,,,,一般攝片過程,X線控制操作臺(tái),X

6、線高壓發(fā)生裝置,病 床,暗盒,,X光膠片,熒光屏透視原理,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X線球管原理及參量,電子流以高速撞擊金屬靶面會(huì)產(chǎn)生X-Ray。 電子流 --- 球管陰極燈絲提供。 高速 --- 高壓發(fā)生器提供加載至球管。 金屬靶面(主要成分為鎢) --- 球管陽極。,焦點(diǎn)尺寸 熱容量,X-Ray焦點(diǎn)--- 有效焦點(diǎn)尺寸愈小, 影像清晰度越高，圖像銳利度越好。,半影產(chǎn)生圖像模糊,,,,,小焦點(diǎn)可使影像清晰。但是焦點(diǎn)越

7、小，在焦點(diǎn)上集聚的能量越高，產(chǎn)生的熱量也就越高。因?yàn)橹挥屑s0.5%的電能轉(zhuǎn)化為X射線的能量，99.5%以上的能量轉(zhuǎn)化為熱能。最終將導(dǎo)致焦點(diǎn)面熔化。解決辦法：雙焦點(diǎn)技術(shù)、旋轉(zhuǎn)陽極技術(shù)和水或油循環(huán)冷卻技術(shù),在透視時(shí)使用小焦點(diǎn)在攝影時(shí)使用大焦點(diǎn),雙焦點(diǎn)技術(shù),旋轉(zhuǎn)陽極技術(shù),通過陽極旋轉(zhuǎn)來擴(kuò)大焦點(diǎn)面積，提高球管的散熱率，從而提高球管的功率。,旋轉(zhuǎn)陽極球管,旋轉(zhuǎn)速率有2700rpm、8500rpm(3倍頻)，甚至16000rpm(6倍頻)。

8、,N=120f / P(rpm)P為定子極數(shù)，一般為2極,旋轉(zhuǎn)陽極球管的靶面,水或油循環(huán)冷卻技術(shù),真空 油,,,在CT中使用油循環(huán)X線管在心血管造影機(jī)X線機(jī)中使用水循環(huán)X線球管,熱容量,功率,熱量,熱容量,散熱率,熱容量,功率,每次曝光產(chǎn)生的熱量,熱容量,散熱率,球管參數(shù)舉例,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,高壓發(fā)生裝置 組成高壓發(fā)生器：包括高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流硅堆、高壓交換閘參量控制臺(tái)：KV控制、m

9、A控制、曝光時(shí)間(s)控制等等。,攝影的條件范圍：60---150KV, 30---500,800,1000mA, 0.01—6.4S,透視的條件范圍：40---125KV, 0.1---5mA, 長時(shí)間連續(xù),KV 40 - 150 kVKW 65 - 80 kW mAs 0,5 - 800 mAsExpo. Time 1 ms - 5s,,,

10、,高壓控制的過程,高壓控制方式,早期的工頻控制,現(xiàn)在的變頻控制,變頻控制電路框圖,控制V1、V4導(dǎo)通,控制V2、V3導(dǎo)通,,,變頻與工頻電路輸出波形的比較,燈絲控制電路框圖(毫安控制電路),曝光的時(shí)間控制，即曝光時(shí)間(t)的控制,曝光的時(shí)間控制是通過限時(shí)器來實(shí)現(xiàn)的，有機(jī)械式限時(shí)器和電子式限時(shí)器。,曝光過程控制,X線機(jī)有一個(gè)曝光手閘，它的按鈕有兩檔，第一檔是準(zhǔn)備檔按鈕(Ready)，第二檔是曝光檔按鈕(Radiography)。,單鈕

11、自動(dòng)曝光過程控制,無鈕自動(dòng)曝光過程控制,其他控制電路,X線管容量保護(hù)電路球管油溫檢測電路旋轉(zhuǎn)陽極啟動(dòng)電路相位檢測電路(工頻機(jī)),曝光方式控制電路球管選擇電路透視攝影切換電路,KV補(bǔ)償電路空間電荷補(bǔ)償電路mA補(bǔ)償電路,KV調(diào)節(jié)電路mA調(diào)節(jié)電路S選擇電路,KV測量電路mA測量電路mAS測量電路,參數(shù)顯示電路,IBS自動(dòng)亮度控制電路電源電壓檢測和調(diào)整自動(dòng)曝光電路,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,影像載體 影像載體有下面

12、幾種熒光屏膠片影像增強(qiáng)器影像板(IP板)平板數(shù)字探測器,熒光屏,,材料：硫化鋅鎘，產(chǎn)生黃綠色光,特點(diǎn)：發(fā)光效率低，僅有十分之一的X光光子，所以必須在暗室條件下觀察。,膠片,,主要感光材料：溴化銀分辨率：分辨率的大小主要由溴化銀顆粒的大小所決定。溴化銀顆粒的大小一般為1～2μm。 一般用多少線對(duì)每毫米來表示，國產(chǎn)膠片的分辨率為65～85線對(duì)/毫米。膠片規(guī)格：5× 7，8× 10，10×

13、; 12，11× 14，12× 15，14× 14，14× 17。單位英寸。曝光后的膠片質(zhì)量參數(shù)(Page141 ～142)：照片密度對(duì)比度及層次明銳度失真度,影像增強(qiáng)器,,影像增強(qiáng)器原理,面積縮小增強(qiáng)，電子倍增增強(qiáng),影像增強(qiáng)器視野：一般有5、6、7、9、12、16英寸。有些可以實(shí)現(xiàn)可變視野，如9/5英寸。圖像分辨率：每厘米多少線對(duì)表示，一般為25 ～50線對(duì)/厘米。影

14、像對(duì)比度：全黑和全白的亮度比。一般有1：6、1：12、1：15或更高?；叶鹊燃?jí)：8 ～12級(jí)。從黑到白的層次。,IBS電路(ABS電路)：圖像亮度自動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng),影像板(IP板),材料：氟鹵化鋇(Barium Fluorohalide),原理：IP板經(jīng)X射線照射后，其內(nèi)的電子獲得能量，躍遷到高能態(tài)，由此形成了模擬影像。受照射后的IP板，經(jīng)激光掃描后，受激電子以熒光的形勢釋放出來，將IP板上的每一點(diǎn)熒光值用光電倍增管轉(zhuǎn)化成電信

15、號(hào)，并記錄下來，就形成了X光數(shù)字圖像。這就是CR(Computed Radiography，計(jì)算機(jī)攝影)技術(shù)。,特點(diǎn)：可以在傳統(tǒng)的X線機(jī)上，利用IP板可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化X線圖像。,IP板,,靈敏度高，使曝光劑量降低分辨率高，一般可達(dá)3.3LP/CM動(dòng)態(tài)范圍寬速度慢分辨率不如常規(guī)X線機(jī),IP板讀片機(jī),平板數(shù)字探測器(FPD,Flat Pannel Detector),材料種類：CCD探測器CMOS探測器非晶硅探測器非晶硒

16、探測器,Thin Film Transistor array薄膜晶體管陣列,,平板數(shù)字探測器的作用原理(FPD,Flat Pannel Detector),非晶硅,非晶硒,技術(shù)參數(shù)：平板尺寸：17× 17，單位英寸灰度等級(jí)：14bit像素：720萬個(gè)像素點(diǎn)分辨率：3.1LP/MM顯示器：2K ×2K曝光間隔：<6秒,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X-ray 圖像數(shù)字化處理系統(tǒng) ---- 硬件及軟件處理系

17、統(tǒng) 圖像數(shù)字化的四種方式及處理過程圖像數(shù)字化產(chǎn)生的數(shù)字減影技術(shù)數(shù)字圖像的后處理軟件計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD，Computer-Assisted Diagnosis),,圖像數(shù)字化方式之一：膠片掃描系統(tǒng),圖像數(shù)字化方式之二：影像增強(qiáng)器+CCD+圖像板,,圖像數(shù)字化方式之三：計(jì)算機(jī)攝影(CR, Computed Radiography),圖像數(shù)字化方式之四：直接數(shù)字化攝影(DR, Digital Radiogr

18、aphy),,圖像數(shù)字化產(chǎn)生的數(shù)字減影技術(shù),20世紀(jì)60年代出現(xiàn)過X線照片減影術(shù)(Radiography Image Subtraction)，主要用于腦血管造影。 80年代的數(shù)字減影技術(shù)主要應(yīng)用于血管造影中，所以又叫數(shù)字減影血管造影技術(shù)(DSA，Digital Subtraction Angiography)。這項(xiàng)技術(shù)是在通常的血管造影過程中，運(yùn)用數(shù)字計(jì)算機(jī)工具，取人體同一部位兩幀不同的數(shù)字圖像，進(jìn)行相

19、減處理，消去兩幀圖像的相同部分，得到造影劑充盈的血管圖像。,能量減影技術(shù),CR技術(shù)通過兩塊IP板，中間插入銅過濾板來實(shí)現(xiàn)。DR技術(shù)通過兩次短時(shí)間，不同能量值的曝光來實(shí)現(xiàn)。,時(shí)間減影技術(shù),將不同時(shí)間拍攝的統(tǒng)一部位的影像相減，來判斷病灶。,數(shù)字圖像后處理軟件,窗寬窗位邊緣增強(qiáng)圖像平滑對(duì)比度增強(qiáng)圖像放大縮小圖像裁減感興趣區(qū)分析圖像壓縮連續(xù)圖像回放,計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD，Computer-Assisted Diagnosis

20、),每年RSNA開幕式的大會(huì)上都會(huì)安排一個(gè)主題的學(xué)術(shù)報(bào)告，2001年開幕式的主題學(xué)術(shù)報(bào)告為計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)。 共有兩個(gè)報(bào)告分別是美國芝加哥Heber MacMahon的胸部成像的計(jì)算機(jī)輔助診斷(Computer-assisted Diagnosis in Chest Imaging)和紐約Robert A.Schmidt的乳腺成像的計(jì)算機(jī)輔助診斷(Computer-assisted Diagnosis in Mammogr

21、aphy)。MacMahon介紹了CAD的理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)和在胸部病變的應(yīng)用，特別是能量減影和時(shí)間減影的應(yīng)用，目前在胸部除了結(jié)節(jié)病灶外還用于肺的間質(zhì)病變、氣胸以及心臟擴(kuò)大等方面。 Schmidt介紹了乳腺計(jì)算機(jī)輔助診斷，采用了計(jì)算機(jī)對(duì)乳腺癌診斷無論是敏感性或特異性均有提高。并且談到目前廣泛采用的基于膠片數(shù)字化儀的信息采集方式可以提高檢測的敏感性，對(duì)特異性也不會(huì)有明顯的

22、降低，但是假如采用了數(shù)字化乳腺攝影則將有助于診斷結(jié)果的更進(jìn)一步提高。這些論點(diǎn)是一個(gè)重要的信號(hào)，它提示我們CAD將是人們應(yīng)該關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。,用數(shù)字化儀來采集診斷信息，比起醫(yī)生肉眼觀察圖像已有了很大的進(jìn)步，但是也還存在一定的缺點(diǎn)，就是其結(jié)果會(huì)受照片質(zhì)量的影響，特別是膠片處理過程中的影響。因此要達(dá)到人們的初衷，即達(dá)到診斷的目的還是有一定的距離，因此更多的是把CAD中的D-Diagnosis診斷改寫為Detection——檢測，Compute

23、r Aided Detection(計(jì)算機(jī)輔助檢測)。也就是代替人眼發(fā)現(xiàn)某些由于人眼的疲勞、疏忽等原因而遺漏的診斷信息。,第二節(jié)X線機(jī)設(shè)備,X線機(jī)附屬裝置攝片過程中的輔助裝置不同功能X線機(jī)的機(jī)械裝置防護(hù)裝置,,攝片過程中的輔助裝置,濾線器,散射線使得膠片圖像模糊，利用濾線器，可減小散射線的影響。,,材料：薄鉛條與可透X射線的物質(zhì)(樹脂等)相互間隔粘合而成分類：線型柵和格型柵平行柵和聚焦柵靜止柵和活動(dòng)?xùn)?柵比值：鉛條

24、高度與鉛條間距之比值一般為：4 ～16。柵密度：一般為40LP/CM。即每厘米有40條鉛條。,束光器,,用于限制X射線照射野的范圍，減少病人其它部位的受照射劑量。利用鉛對(duì)球管的X射線出射處的范圍進(jìn)行限定。,增感屏,為了增加膠片的感光能力，縮短曝光時(shí)間，在膠片前面放置增感屏。 增感屏的材料是能在X射線照射下發(fā)出熒光的物質(zhì)，如鎢酸鈣、硫酸鋇等。 增感屏相當(dāng)于移波劑，由于X光對(duì)膠片的感光能力差，所以它將

25、X光轉(zhuǎn)化為熒光，熒光的光譜正好與膠片的感光光譜一致，從而使膠片感光效率提高。 根據(jù)感應(yīng)的速度增感屏可分為：低速增感屏、中速增感屏和高速增感屏。 根據(jù)產(chǎn)生的熒光波長可分為：感綠增感屏和感藍(lán)增感屏。分別與感綠膠片與感藍(lán)膠片相匹配。,不同功能X線機(jī)的機(jī)械裝置,胃腸診斷機(jī)胸片機(jī)普通拍片機(jī)心血管造影機(jī)斷層攝影機(jī)牙科專用機(jī)兒科專用機(jī)乳腺攝影機(jī)手術(shù)用X線機(jī),防護(hù)裝置,防護(hù)衣(鉛衣)鉛帽子鉛手套鉛玻