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深圳X线成像设备发条弹簧厂



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。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。
  
    2.高压发生器
    高压发生器是X线机主机系统的重要组成部分。它的作用,一是将由自耦变压器输入的初级交流低电压升高数百倍,再经整流后输出,为X线管两极提供直流高压;二是将初级电路输入的交流电压降压后输出,为3X线管灯丝提供加热电流;三是完成管电压、灯丝加热电流在不同负载间的切换。由上述可知,它应包括下列元件:高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸等。
   
    3.高压绝缘电缆
    在中、大型X线机中,高压发生器和X线管是分离部件,两者之间通过2根特制的导线连接在一起,这种输送高压的导线称为高压绝缘电缆。高压电缆构造上要求除具有一定的耐压性能外,还要尽可能减少截面积,使其轻便和柔软。按芯线分布位置可分成同轴和非同轴2种。 
 
    4.控制台
    对于初级空载电压V1A对应曲线1的A0点、管电压EX0,对应曲线3的A2点、管电压EX2。总kV补偿值为(EX0-EX2),它可以理解为两部分之和,即曲线1到曲线2所引起的平移补偿(EX0-EX1);另一部分为曲线2逆时针旋转一定角度后与曲线3重合而引起的斜率补偿(EX1-EX2)。曝光限时电路又称限时器,是用来控制X线摄影的曝光时间,以便准确地控制X线的照射量。应用在X线机上的限时器大致分为两大类:即机械限时器和电子限时器。前者包括钟表式机械限时器和电动式机械限时器,它们的转动部分都是采用机械结构的齿轮转动系统,仅动力部分不同,钟表式采用发条弹簧为动力,电动式以一个小型同步电动机为动力。它们控制精度都较低,钟表式的控时范围为0.5~10 s,应用于小型X线机中,而电动式的控时范围为0.04~10s,多用于中型X线机。
   
    5.机械装置及辅助设施
    医用诊断X线机除了主机之外,尚配置有各种辅助装置,如X线管支持装置、遮线器、滤线器、点片装置、断层摄影装置、信号记录等,它们的主要作用是与主机配合协调工作,充分发挥主机的各项性能,达到良好的成像和诊断效果。随着科学技术的日益发展,现代诊断用X线机的结构日趋完善和复杂,除主机系统外,其外围设施和辅助装置的发展也日新月异。目前国内外各X线机生产厂在主机系统变化不大而配套能力很强的情况下,都在竭力提高包括各种诊断床、影像转换、显示、记录、储存、复制、数字处理等辅助装置的性能。这些外围设施的造价和规模往往大大超过主机。
   
 二、X线电视装置
    1.X线电视的作用及其医学特点
    20世纪50年代后发展起来的X线电视是工业电视技术在医疗领域中最早的、同时也是比较成功的应用。它的基本工作原理是利用影像增强器将不可见的X线转换为亮度很高的可见光影像,再通过摄像机转换成电信号,经过放大处理后用电缆输送到显示器,显示出人体各部位的组织结构。这种由X线影像增强器、摄像机、显示器以及完成视频信号处理和整机协调工作的控制器组成的系统称为X线电视(X-TV)。与普通X线机相比,X线电视的增设具有以下明显的优点:
    (1)透视剂量低  由于采用了影像增强器,使透视剂量大为降低。这样不仅减轻了对受检者和放射医生的辐射危害,而且降低了X线管的工作负荷,有利于延长机器寿命。
    (2)改善医生工作环境  普通X线机透视时必须在暗室里进行操作和诊断,而X线电视可以将诊断医生从暗室中“解放”出来,使其在宽敞明亮的环境里进行遥控操作和诊断。并且可以配备透视亮度自动控制器(IBS),减化操作的复杂性,无论检查部位、厚度的随机变化,均可由IBS来自动保持显示屏影像亮度恒定。
    (3)为教学和科研打好基础  X线电视使用方便灵活,可配置多路显示器、录像机及其他高科技的影像处理及记录系统,以方便会诊、教学和资料的记录与传输。
    由于医学领域不同于其他领域,所以X线电视有其独特的医学临床特点:①工业电视中对局部阴影或亮度不均的要求不严,而医学中恰好是严重病灶的重要表现;②X线的散射线,降低了对比度,严重破坏影像,影响诊断,而工业电视则不会遇到;③X线电视系统中的前级元件(摄像管、预放电路)在辐射场中会变成噪声源,而工业电视中却不会存在;④为提高信噪比,工业电视采用提高照度作为有效措施,而X线电视中X线照度严格控制,属微光电视范畴;⑤医用电视要求一次调整长期使用,且操作简单,因其使用者是医生而不是电视专业人员;⑥要求低惰性,即不能出现长余辉,因为要进行动态观察。
    2.X线电视的结构
   (1)基本原理,通过人体的X线在影像增强器上显示影像,经光学镜头变为平行光源投射到摄像管靶面上,把光信号变为电视信号,在同步信号作用下传送到显示器上显示。
    (2)部件
    ①影像增强器  这是X线电视的关键器件,其主要作用有二:将不可见的X线信息转换成为可见光影像;将影像亮度提高近万倍,以便摄像机进行电视摄像。
    ②摄像机  真空管摄像机由摄像管、光学镜头、偏转系统、扫描电路、补偿电路、校直电路、前置放大器等组成。它的主要任务是把增强器输出的可见光信号转换成为电视信号。首先,光学镜头将来自影像增强器的可见光变为平行光源,投射到摄像管的靶面上;摄像管则完成光-电信号转换。偏转系统是在扫描电路产生的锯齿波作用下使电子束进行扫描,把电视信号由摄像管提取出来。前置放大器的作用是把微弱的电视信号预先放大,以保证传送到控制器进行信号处理的影像的品质。校直电路和聚焦电路是为了使电子垂直上靶,使影像清晰。补偿电路的作用是使影像亮度均匀。固体摄像器件的主要类型有:电荷耦合型(CCD)、电荷注入型(CID)、金属-氧化物-半导体型(MOS)、电荷引动型(CPD)和叠层型(PLDSS)。其中以CCD型应用最为普遍。20世纪60年代末期,美国Bell实验室波易尔等人发现了电荷通过半导体“势阱”可发生转移的现象,提出了电荷耦合这一新概念和一维CCD器件模型,并且预言了CCD在信号处理、信号存储以及影像传感等领域的应用前景。1974年,美国RCA公司的512×320像素CCD摄像机首先问世。随着大规模集成电路工艺的迅速发展,CCD摄像机器件发展很快。 到1986年,CCD单板彩色摄像机已开始替代真空管彩色摄像机;1989年,CCD 摄像器件在黑白摄像机中占据了优势地位。近几年来,越来越多的CCD三板彩色摄像机已 经开始在性能要求较高的专业级和广播级领域中获得应用。比起真空管,CCD摄像机具有 明显优势:光电灵敏度高,动态范围大,空间分辨率高,几何失真小,均匀性好,体积小,重量轻,电压及功耗低,抗冲振,可靠性高,寿命长。
    ③控制器  控制器的作用主要是对视频信号加以处理,使其变为全电视信号,完成摄像机和显示器的同步工作。同时,它还产生整机所需要的各种电源和各种控制信号。由同步机、圆消隐电路、黑斑补偿电路、X线剂量控制电路等组成。
    ④显示器  显示器由同步分离、视频电路、扫描电路、电源电路等组成 。它的任务是将摄取的电视信号还原为影像。医用X线电视系统的影像增强器的视角决定了显示器重现影像的视角范围。如使用9英寸增强器,在显示器上的影像视角范围只占屏幕中心直径为9英寸的一个圆面内。为了习惯于临床观察,通常利用消隐脉冲信号将圆以外的光栅消隐掉。
    3.影像增强器
    利用普通荧光屏进行X线透视,显示的X线影像分辨率低,对比度差,亮度不足。尽 管操作人员的眼睛预先进行一定时间的暗适应,或更换高灵敏度的荧光屏,但仍不能满足观察细微病变的要求,并且医生与被检者一样都直接处于X线的辐射场中,这种不理想的状况,是在20世纪50年代出现影像增强器,特别是与电视技术配合使用后,才获得了大幅度的改善。它使X线影像显示技术发生了一次根本性的变化,有着重要的意义。
    20世纪60年代,电子工业发达的国家已基本普及了X线电视,并装配在小型X线机上,在病房、手术室实现了X线电视检查。20世纪70年代又研制出遥控诊断床,借助于电视观察,使放射工作者免受X线的直接照射。影像增强器和电视系统的出现使X线成像装置基本趋向完善。  
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