第二章 诊断用X线机

第二章 诊断用Ｘ线机

诊断用Ｘ线机，是基于Ｘ线透视学原理的影像诊断设备，又称传统或常规检查设备，以区别于Ｘ线计算机体层和数字Ｘ线成像设备。本章着重介绍诊断用Ｘ线机的基本结构、功能和应用特点，为学习后续课程和参加临床实践准备必要的基础知识。 第一节 概 述

一、诊断用Ｘ线机发展史与现状 伴随着Ｘ线的发现不线影像设备应运而生。迄今百余年的历史，诊断用Ｘ线机经历了一个从出现到不断发展和完善的过程，大体上可分为以下几个时期。

1．气体Ｘ线管、感应圈时期（１８９５～１９１６年）这一时期的Ｘ线机主要由气体Ｘ线管、感应圈或静电起电机组成，用玻璃底板成像，后期开始应用钨酸钙增感屏。伦琴当时使用的Ｘ线机，其管电压只有４０～５０ｋＶ，管电流仅有ｌｒｎＡ，拍摄一张手骨照片用 ３０ｍｉｎ～ｌｈ。

２．热电子Ｘ线管、变压器式高压发生器时期（１９１６～１９２５年）由于Ｃｏｌｉｄｇｅ发明了热电子Ｘ线管，Ｓｎｏｏｋ开发了变压器式高压发生器装置，从而为现代Ｘ线机奠定了基础。同时，改进了底片，制成并改进了荧光屏。

３．防电击、防散射Ｘ线装置的实用化时期（１９２５～１９４５年）１９３５年，西门子公司生产了单相全波、６５ｋＶ、４００ＩｎＡ和８５ｋＶ、３００ＴｎＡ的Ｘ线机；同年又制成三相六峰６０ｋＶ、１０００ｍＡ的Ｘ线机，标志着防电击、防散射型诊断用Ｘ线机已进人成熟时期。

４．高条件。大容量、控制技术现代化时期（１９４年以后）大功率旋转阳极Ｘ线管的问世，是Ｘ线机实现大容量的前提，而且使Ｘ线影像质量有了明显的提高，使某些活动器官的诊断和细微结构的放大摄影成为可能。各种辅助装置如体层。光学缩影等相继出现，也使Ｘ线机本身及有关Ｘ线诊断技术得到进一步改善与提高。２０世纪５０年代初Ｊ线影像增强器的研制成功，使诊断Ｘ线机的性能和应用范围有了新的突破，最引人注目的是Ｘ线电视、录像和动态摄影，在一定程度上解决了动态检查、影像再现等问题；进而使操作更简单，防护更有效，机械运动更灵活可靠，为医疗卫生事业发展提供了更完善的设备和技术。 经过几十年的努力，各国生产的Ｘ线管质量和水平有了很大的提高。预期石墨基钨铼复合靶旋转阳极Ｘ线管在诊断用Ｘ线机中的应用将日益增多。

１９７５年后，逆变技术在Ｘ线机中的应用，提高了管电压的精度，使高压变压器的体积和重量明显减小，从而得到迅速普及。当前国际上各种功率的Ｘ线机，大到１５０ｋｗ固定式大型Ｘ线机，小到牙科Ｘ线机，几乎全部使用逆变技术产生高压。

Ｘ线电视系统应用之后，将图像亮度信号与透视管电压（ＦｋＶ）的调节机构联合组成闭环控制回路，于是出现厂自动曝光控制系统。

在医学影像设备与技术飞速发展的今天Ｊ线机仍能够继续存在并占有某些优势。就以高对比的空间分辨率来说，一般国产Ｘ线机达到６ＬＰ／ｍｎ以上，高档微焦点Ｘ线机可达到几十ＬＰ／ｍｍ。就成像速度来看不线机最短成像时间达到毫秒，每秒可获得４００幅或更多的图像，满足了各种动态检查的要求。此外人线机操作简单，病人流通率高，费用相对低廉。

当前Ｘ线机存在的主要问题是：产生Ｘ线的效率过低；胶片对Ｘ线的敏感度不足。 二、诊断用Ｘ线机的组成 Ｘ线检查设备的发展是和放射医学的发展、当代科技的发展紧密相关的。新的医学科研课题及医学临床工作中出现的新问题，促进了Ｘ线设备与技术不断向前发展产品品种和生产规模也日益扩大。目前，除供各临床科室共同使用的通用型Ｘ线机外，大多数都拥有自己的

专用Ｘ线机以满足不同的临床需要，如心血管造影Ｘ线机、全身血管造影Ｘ线机、消化道造影Ｘ线机、胸科Ｘ线机、神经外科Ｘ线机、骨科Ｘ线机、妇科Ｘ线机、乳腺Ｘ线机、泌尿外科Ｘ线机、床旁Ｘ线机、牙科Ｘ线机、五官科Ｘ线机、双能骨密度测定Ｘ线机、介人放射学Ｘ线机等等。

虽然诊断用Ｘ线机因诊断目的不同而有很大的差别，但是，其基本结构都是由产生Ｘ线的Ｘ线管、供给Ｘ线管灯丝电压及管电压的高压发生装置、控制Ｘ线的“量”和“质”及曝光时间的控制装置、以及为满足诊断需要而装配的各种机械装置和辅助装置即外围设备所构成。其结构如图２－１和表２－１所示。

图２－ＩＸ线机构成框图 表２－１ 诊断用Ｘ线机的组成

第二节 诊断用Ｘ线机各论 一、透视用Ｘ线机 《一）概述

透视用Ｘ线机是供医生“透视”病人，以观察诊断体内器官和组织是否正常、查找病灶的设备。Ｘ线透视是利用人体组织各部分对Ｘ线有不同的透过与吸收作用而实现的一种临床诊断方法。其过程是：射人人体的一束Ｘ线，部分能量因被吸收、散射而消失，其余能量经人体不同组织衰减后射出，并携带人体内部结构信息即Ｘ线影像，再经过转换器转换为可见光影像，供医生观察诊断。早期的转换器多为硫化锌镉（Ｚｎ（ｔｔ）类荧光屏，故此类设备称为荧光屏式透视用Ｘ线机。这类设备在荧光屏上产生的荧光亮度很弱，医生必须在暗室条件下工作。目前国内外生产的透视用Ｘ线机所配转换器大都采用Ｘ线电视系统，故称为ＸＴＶ透视用Ｘ线机。从使用情况看，专用于透视的Ｘ线机较少，一般都是透视和消化道摄影、或透视和间接摄影两用。

根据诊断的要求，透视用Ｘ线机须达到：影像清晰ｘ线剂量小，易于查找病灶；即使病人体形和体位不同，影像亮度及质量亦应无变化；可在明室条件下进行透视，控制机构操作方便灵活，带有自动遮线器及透视曝光应设有限时器等。 （二）二线影像增强器及电视系统

Ｘ线影像增强器用以把Ｘ线影像转换成可见光影像，并使亮度得到增强，其输出影像亮度比普通荧光亮度强几千倍。电视是在增强器问世后首先进人Ｘ线领域的，目前增强器已全部与电视配套，用监视器进行透视观察，所以一般统称为Ｘ线电视系统。该系统使传统的透视得到了彻底改变，使透视工作从暗室中解放出来，并实现了透视亮度自动调节；降低了Ｘ线剂量（所需Ｘ线剂量降低到原有荧光屏式透视所需Ｘ线剂量的互／１０）；可使图像传送到一定距离外进行观察、显示；提高了诊断准确率及效率。很快，照相技术、电影摄影、录像技术也都进人Ｘ线领域。这些技术的引入使Ｘ线的应用范围迅速扩大，所以影像增强器的出现，被认为是Ｘ线设备发展中的一个重要阶段。

Ｘ线电视系统的缺点是影像层次不如荧光屏丰富；对于密度对比差的部位（如胸部），某些细小病灶不易发现，这主要是电视部分的性能所限。但对大多数用途，如消化道钡餐透视、骨折复位、导管定位、取异物或结石等，仍是很理想的手段，加上系统的其他优点，所

以使用十分广泛。

Ｘ线电视系统由影像增强器、光分配器、电视系统等组成。影像增强器的核心部件是增强器，它由输入屏、聚焦电极、阳极（加速电极）、输出屏、离子泵和外壳组成。输人屏将接受的Ｘ线影像转换成可见光影像，再由其光电阴极转换成电子影像；光电子在阳极和聚焦电极共同形成的电子透镜作用下加速、聚焦，于输出屏前形成缩小且增强的电子影像，最后由输出屏转换成可见光影像。离子泵是为“吸收”管内少量气体而设的。光分配器又称分光器，是在透视过程中完成光路转换的部件；置于增强器后可以配用电视摄像机点片照相机和电影摄像机等。其相互关系如图２－２所示。

电视系统由摄像机、电路中心控制器和监视器三部分组成；因直接用电缆将三者连接起来，故属于闭路电视。 （三）诊视床

诊视床是透视用Ｘ线机必备的辅助设备之一，主要用于透视和消化道摄影。

１．一般诊视床 由电动机驱动，故也称为电动诊视床。其主要组件有床座、床架（床身）、床面、荧光屏架及其平衡装置、消化道摄影装置和驱动电机的减速装置等。床身回转采用单一固定支点。如图２－３所示。

为了适应各种不同角度的透视观察和消化道摄影的需要，床身能在一１５”～＋９０ｏ

之间回转。在此范围内可由操作者控制停止于任意角度，也可自动停止于垂直。水平和负角度等位置。床面能电动伸出，水平位时一般向头端可伸出５０～８０ｃｍ，向足端可伸出２０～５０ｃｍ。床身回转是由驱动电机的正、反转，通过变速器带动链条拉动床面来完成的。 荧光屏架可上下、左右、前后移动。上下移动由平衡装置维持平衡，可停于移动范围内的任意位置。平衡装置分内平衡和外平衡两种。内平衡装置，其荧光屏架通过钢丝绳、滑轮等由设在床一侧的平衡锤平衡；如 ＸＧ－２００型和 ＫＢ－５００型诊视床。外平衡装置，采用一钢丝绳将荧光屏架吊住，通过荧光屏天轨。滑轮等由床外的平衡锤平衡。荧光屏的制动多采用电磁制动，也称电刹车，即由开关控制直流强力电磁铁，将荧光屏固定在需要的位置上。这种装置较机械制动操作方便。

２．双支点滑块式诊视床 它是我国生产的一种新型诊视床。如图２－４所示，在床身回转时有两个支点。０”～９０“范围内床身绕第一支点回转。此时，床回转中心与扇形齿轮的转动中心重合，着力点与支点之间的距离短，因而回转速度快（３，９”／ｓ）。负角度范围内，床身绕第二支点回转，此时床身回转中心与扇形齿轮转动中心不重合，着力点与支点间的距离增大，因而回转速度变慢（１．５６“／ｓ）。

双支点滑块式诊视床在０”～９０ｏ范围内回转速度快，提高了工作效率；负角度范围 内回转速度慢，有利于造影检查。同时因支点的变更，负角度可扩大到一３０”，更适于某些特殊造影如椎管造影、盆腔造影检查的需要。

３．遥控床 遥控床是影像增强器ｘ线电视与诊视床的组合体，并实现了全部自动化的新型诊视床。

遥控床不仅床身起落、转动、床面伸缩采用电动控制，而且点片架的三维运动和各方向锁止、点片动作、缩光器和压迫器的使用等，全都采用电动控制。它具备普通诊视床的全部功能，并全部使之自动化。遥控床多配有无暗盒式点片装置，一次可装人 ５０张或更多张胶片，这使医生在整个检查过程中都不需要进人检查室，从而完全脱离了放射现场，大大改善了工作条件。

遥控床又分床下Ｘ线管式和床上Ｘ线管式两种。床下Ｘ线管式即普通诊视床的模式，只 是各种动作都电动遥控化了，一般在点片装置上也设有各种动作的操作钮，除遥控操作外也可进行近台操作。此类遥控床由于点片装置的观察媒介和胶片到病人的距离都可以做得很近，所以使影像放大率减小，影像清晰。缺点是点片装置的活动因距病人太近而可能有妨碍；

活动时要离开病人，透视时要靠近病人，不随时纠正就可引起影像放大。其结构如图２．５所示。

床上Ｘ线管式是把点片装置和增强器设计在床面以下，床面以上只有一个Ｘ线管和一个机械压迫器，显得十分干净利落。透视过程中病人转动时不再有点片架妨碍，且Ｘ线管的位置与普通摄影床Ｘ线管的位置相同，故可很方便地做普通摄影。这类遥控床的缺点是影像放大率较大，影像质量不如前者好。其结构如图２－６所示。

４．摇篮床 是一种功能较多、自动化程度较高的遥控床。其结构多采用固定地座和Ｃ形滑槽，实现床身的垂直、水平和负角度回转。在０”～９０”时，回转速度为９０“／１６。，在矿—一９０”时为９０ｏ／３２ｓ。床面可绕其纵轴做士 ３６０ｏ旋转，在水平位置时，可向头端伸出５０ｃｍ，向脚端伸出２０ｃｍ，横向可移动２５ｒｍ。管头和影像增强器可绕病人转动上叨”，因此对任意方向的投照定位极其方便。其结构如图２－７所示。

摇篮床除具有遥控床的全部功能外，还有：①病人被固定在凹形床面上，随床面转动可做３６０”以至７２０”旋转，在病人自己不动的情况下可方便地进行各种体位的透视或点片摄影。这也是摇篮床名称的由来。②在病人不被转动的情况下Ｊ线管和点片架一起绕病人转动，以便对病人同一部位进行不同体位的观察。

（四）遮线器

遮线器俗称缩光器，安装在Ｘ线管管套的窗口上，用来控制Ｘ线照射野的大小，遮去不必要的Ｘ线。用于摄影的遮线器还在内部设有光源，模拟Ｘ线管焦点的位置，用作照射野和中心线的指示。遮线器有手动式和电动式两种。手动式多用于摄影。透视用Ｘ线机管头上一般配用电动多叶式遮线器，医生可通过开关控制使Ｘ线照射野达到所希望的面积；这样既便于诊断，又可减少病人和医生接受的Ｘ线剂量。

１．手动遮线器 直接用手通过机械传动开闭遮线器的遮线板，以控制照射野的 大小。操作方式有旋钮式和拨杆式两种。内部设有照射野指示灯，有的还装有中心线指示器。 2．电动式遮线器 由两个小型电机，通过两套减速器和传动机构，分别带动纵。横两个方向的多叶铅板闭合或敞开，以控制照射野的大小。电机的转动由手控开关和限位开关控制。有的电动遮线器可随透视距离的改变自动调节，保持照射野大小不变；在点片摄影时，自动转换成与所选胶片规格和分割方式相对应的照射野大小。 二、普通摄影用Ｘ线机 （一）概述

普通摄影用Ｘ线机是用Ｘ线胶片代替荧光屏，以永久记录被检部位影像的一种设备；用这种方法比透视能发现更多的有诊断价值的信息。普通摄影包括一般摄影和滤线器摄影。一般摄影是将Ｘ线直接通过被检体后到达胶片而取得影像的方法，多用于较薄部位或诊断要求不高的检查。滤线器摄影是将Ｘ线通过被摄体再通过滤线器才到达胶片而取得影像的方法，多用于较厚部位的Ｘ线摄影。普通摄影用Ｘ线机结构如图２－８所示。

（二）X线管头支持装置

它是用于把Ｘ线管头锁定在任意所需的位置和角度上，使Ｘ线管在一定的距离和角度上对胶片进行曝光的一种装置。在Ｘ线摄影中，根据不同的被检部位，要求Ｘ线中心线以不同方向入射和以不同的焦片距进行曝光。为了尽量避免移动病人，要求Ｘ线管头能够上下、左右和前后三维移动，能绕Ｘ线管长轴和短轴转动，即要求Ｘ线管能有较大的移动范围和灵活的转动功能。而这些要求的满足，均由Ｘ线管头支持装置来完成。其结构形式有立柱式、悬吊式和Ｃ形臂式等。

１．立柱式支持装置 立柱式多用于中、小型Ｘ线机的Ｘ线管头的支持，按其结构又分为两种。

（１）天地轨立柱式：这种结构如图２－９所示。其主要组件有天轨、地轨和立柱。立柱由柱体、底座、高度调节杆、抱筒或滑架、横臂、管头平衡机构和各种定位机件组成。立柱能在天地轨之间平稳地纵向移动，以满足Ｘ线管头纵向移动的需要，并借助于设在底座上的刹车装置，将立柱固定在任意所需位置上。抱筒能上下移动，以调节Ｘ线管头的高度，靠固定螺栓或电磁阀固定。横臂能绕立柱做１８０”水平回转。管头能绕横臂做１８０ｏ转动，靠固定螺栓或电磁阀定位于任意角度，以改变Ｘ线的投照方向，适应不同角度摄影的需要。管头的平衡由设在柱体内的平衡锤或通过钢丝绳与抱筒连接来保持。

（２）双地轨立柱式：这种结构如图２－１０所示。其立柱的主要结构与天地轨立柱式相同，所不同的是该结构没有天轨，而用两条平行的地轨支持立柱的纵向移动。这种结构不受机房高度的限制，安装比较方便；但底座面积大，移动不如前者灵活。

２．悬吊式支持装置 天轨悬吊式支持装置，主要用于大型固定式Ｘ线设备，其主要组件有天轨、滑车、伸缩器和管头横臂等，如图２－１１所示。滑车由框架和滚轮组成，伸缩器由伸缩筒及其升降传动平衡装置或电机驱动装置等组成。

天轨固定在房顶上，滑车装在天轨上，伸缩器装在滑车上，组成一个整体。滑车能沿天轨纵向移动，其移动距离多在３ｍ以上，也能沿滑车架横向移动，其距离多在ｌ．ｓｉｎ以上。伸缩筒分４～６节，上下升降距离大于ｌｉｎ。Ｘ线管能绕伸缩筒垂直轴旋转 １８０”或 ３６０“，能绕水平轴旋转上 ９０”，并可运用手柄或电磁闷在任意角度上固定。

这种结构的特点是充分利用空间，不占地面位置，有利于诊视床）线电视系统等设备的配合，使工作人员的操作十分方便。由于Ｘ线管能在较大的范围内做纵横、上下移动及转动，从而能满足Ｘ线摄影检查各种位置和方向的需要。

３C形臂支持装置Ｃ形臂是２０世纪６０年代为适应各种不同的Ｘ线特殊检查，而设计的一种新型Ｘ线管头支持装置．因其形状而得名。＊ 臂的一端装有Ｘ线管头和遮线器，另一端则装有Ｘ线影像转换和记录系统，如Ｘ线影像增强器、电视摄像机、点片照相机和电影摄影机等。Ｃ形臂可以与悬吊装置结合，组成悬吊式Ｃ形臂支持装置，如图２－１２所示；也可以与专用底座结合，组成落地式Ｃ形臂支持装置，如图２Ｊ 所示。

由于Ｃ形臂结构紧凑，占据空间少，并能沿槽移动和绕水平轴转动，移动灵活，范围较大，因而特别适用于心血管系统的Ｘ线检查。它的最大优点是检查时，无需移动病人。近年来，小型移动式Ｘ线机配用Ｃ形臂后，进行床边Ｘ线检查十分方便。

（三）摄影床

摄影床主要用于普通摄影时安置病人，拍摄普通Ｘ线照片；由床架、床面构成。床面可沿床纵轴方向移动，有些摄影床的床面还可沿床横轴方向移动，靠手柄或电磁阀固定。摄影床上一般配备活动滤线器及简易直线体层装置等，以满足滤线器摄影和简易直线体层摄影的需要。

（四）滤线器

自Ｘ线管发出的原发Ｘ线透过人体时，一部分因撞击人体组织而产生向四周散射的波长较长的软射线，称为散乱射线或二次射线，如图２－１４所示。

这些散乱的射线作用于胶片上时，使胶片成雾状而发灰和使影像模糊，从而使影像质量降低。散乱射线的有害影响与二线投照部位的组织厚度和密度、照射野的大小及管电压高低有关；组织越厚、密度越高的部位，产生的散乱射线对影像质量的影响就越大，故需设法消除这种有害的影响。滤线器就是为此而设计的一种摄影辅助装置。

１．滤线栅 滤线栅是滤线器的主要组件，也称滤线板。目前Ｘ线设备所用滤线栅

多为聚焦式。

门）结构：滤线栅的结构如图２＊ 所示，由许多极薄的铅条和纸条交替排列、粘合而成平板状。在制造工艺上，铅条的排列呈聚焦状，即中心两侧的铅条分别向中心倾斜一定角度，将这些铅条沿倾斜方向延长后，将会聚成一条线，该线与滤线栅平面中心垂直线的交点称为滤线栅的焦点。滤线栅的两面用薄铝板封装固定。聚焦的一面即对Ｘ线管的一面为正面，并印有文字或图形标记，如“—。一”，圆点或圆圈表示中心，横线标记铅条方向。

（２）技术参数：滤线栅的主要参数有以下几个。

ｌ）焦距（Ｆ）：滤线栅焦点至滤线栅中心的垂直距离称为滤线栅的焦距。Ｘ线摄影时，若Ｘ线管焦点至胶片距离与滤线栅焦距相等或接近，原发射线可顺利通过滤线栅；否则，原发射线则被滤线栅过多地吸收。因此摄影时，应根据所用滤线栅的焦距来确定焦片距。常用滤线栅的焦距有８０ ｃｍ、９０ ｃｍ、１００ ｃｍ和 １２０ｃｍ几种。

２）栅比（Ｎ）：滤线栅铅条高度与铅条间距离之比称为滤线栅的栅比。该值越大， 吸收散射线的效果越好，但吸收原发Ｘ线也随之增加，故根据所用管电压的高低来选择合适的滤线栅是必要的。一般摄影选用的滤线栅栅比在５—８之间，高ｋＶ摄影多选用栅比在１０～１２之间的滤线栅。

３）密度（Ｒ）：每Ｉｃｒｎ中所含铅条数目称为滤线栅的密度。一般摄影用活动滤线栅的密度为 ２０～３０条／＠米，而固定滤线栅的密度高达 ４０条／Ｍ米以上。

２．滤线器的种类及构造 滤线器可分为固定滤线器和活动滤线器两大类。

（１）固定滤线器：固定滤线器是指在使用时，将滤线栅固定于被检体与胶片之间，达到吸收散乱射线的目的。固定滤线器使用比较方便，但栅密度较小时，胶片上会留有铅条阴影。因此要求密度越大越好，但栅比不宜过高。

（２）活动滤线器：活动滤线器是指滤线栅在摄影前的瞬间开始运动，直至摄影结束为止。运动方向与铅条方向垂直，这样既能吸收散乱射线，胶片上又不会留下铅条阴影。活动滤线器由于结构所限，一般都安装在摄影床、诊视床的床面以下或立于滤线器摄影架（胸片架）上。其基本组件有滤线栅及其驱动机构、暗盒托盘和控制电器等。按照驱动机构的不同，活动滤线器主要有两种结构形式，即电动式与弹簧减幅振动式。

三、消化道造影用Ｘ线机 （一）概述

消化道造影Ｘ线机是供医生做消化道Ｘ线透视检查过程中，适时拍摄、记录有诊断价值的被检部位或病变影像的摄影装置，故也称为胃肠摄影、适时摄影或点片摄影装置。该装置可进行单片摄影和单片分割摄影（即在同一张胶片上，摄取几幅影像）。有些消化道

摄影装置由于采用了无暗盒机构，还可进行快速连续摄影。由于消化道与胆、肝脏及胰腺等器官均由软组织组成，缺乏自然对比度，因而用普通摄影方法取得的Ｘ线照片很难将其区分出来。为此，临床上利用造影剂进行造影检查，其方法有钡餐常规造影和双重造影。钡餐造影是把钡类造影剂注人病人体内或由病人自行饮人后，根据造影剂在消化道内运行情况，在透视状态下进行观察，当发现有诊断价值而需记录的病灶时，利用消化道摄影装置将病灶拍摄下来。双重造影是在消化道内注人气体或吞服发泡剂以便和钡剂形成双重对比而进行的诊断检查。

一般消化道透视摄影用Ｘ线机如图２－１６所示。

消化道的蠕动速度或内容物的移动速度为中速（比心脏收缩、舒张速度和血流速度慢），因此要求短时间摄影（一般为０．ＩＳ左右），以减少动态模糊。另外为获得相同浓度的胶片，近年来先进的消化道Ｘ线机一般配有自动曝光装置。

在消化道诊断中，透视是必不可少的。目前大、中型透视摄影用Ｘ线机都配有Ｘ线电视系统。在透视过程中，一边观看图像、一边调节透视条件比较困难，且效率低，因此许多Ｘ线机设有自动调节电路，可根据病人体厚，自动调节透视ｋＶ值，且在消化道摄影时，根据透视ｋＶ的高低，自动决定摄影ｋＶ的高低。

先进的消化道诊断用Ｘ线机都配备影像增强器及三路光分配器，以供Ｘ线电视ｘ线电影或７０ ｒｕｍ、１００ ｍｍ、１０５ｍｍ的点片照相机使用。这不仅可以得到高质量的消化道动态影像，而且利用Ｘ线电视系统可实现明室操作、遥控和集体诊断。另外，目前还出现了一种消化道集体检查用诊视床，可以遥控进行多体位透视摄影。其体积较小，能以车载；配有Ｘ线电视系统及间接摄影装置；附有比值为８、密度为３４条／Ｍ米的细格滤线栅，摄影质量较高。

消化道摄影装置还可分为有暗盒式和无暗盒式两种。 《二）有暗盒式

这种装置的机械结构和荧光屏结合为一体并置于荧光屏后，其一般结构由下列部

件组成。

１．送片夹 送片夹也称匣盘，用以固定摄影暗盒和送片。多数消化道摄影装置在送片过程中断开或压合有关电路控制开关，以控制有关电路的通断和切换，如荧光屏架自动锁止，透视、摄影自动切换，到位后自动曝光等。

２．送片夹驱动装置 有手动送片和电动送片两种。手动送片多在送片夹上设一送片手柄，当需要摄影时，操纵手柄，将送片夹推人摄影位置，完毕后再将送片夹退。回原位，如ＸＧ２００型Ｘ线机。电动送片其送片夹由电动机驱动，当需要摄影时，按下消化道摄影按钮，送片夹由电动机驱动送至摄影位，曝光结束后，释放摄影手开关，送片夹自动退回原位，如 ＫＢ－５００型 Ｘ线机。

３．点片分割选择器 选择器有手动和电动两种，以选择摄片规格和分割方式。当分割选择器选定后，受其控制的定位机件工作，为单片摄影或分割摄影做好定位控制。

４．辅助装置 有遮线器、滤线器、隔板以及各种压迫器等。借助于这些机件可控制Ｘ线照射范围和摄片准确性．使影像质量提高。

旧）无暗盒式

一般均装配在遥控床和摇篮床上，和Ｘ线管装置ｘ线电视系统组合成一体。此装置在胶片装卸、传送时，只对胶片本身进行操作，适于工作量较大的情况。它由储片盒、胶片传送机构、增感屏和收片盒等组成。

储片盒一般可一次装人５０张同一规格的胶片。工作时，吸盘从储片盒拾取一张胶片送人传片机构，将胶片传送到等待位置，点片命令发出后，增感屏夹紧胶片并按预定分割方式将胶片传送至曝光位置，进行曝光。曝光后，增感屏打开，胶片退出，如分割曝光尚未结束，则胶片随增感屏退至等待位置，准备下一次曝光；如全片使用完毕，则被传送到收片盒。收片盒能接受５０～１００张胶片。待所有病人检查完毕，取下收片盒，对胶片一起进行暗室处理。由于胶片在储片盒中无任何间隔地放在一起，如空气湿度太大，可造成胶片相互粘贴，所以，要求环境相对湿度不大于 ８０％。胶片在传送过程中有较多的磨擦，如空气干燥又会产生静电放电，为此有的设备设有防静电部件，要求环境相对湿度不小于４０％。这方面，在使用中应严格掌握，必要时使用去湿机或加湿机，以保持室内空气湿度适当。

传片机构对胶片的尺寸。形状和厚度都做了规定，不符合规定时容易引起卡片。有的装置可同时装有两个不同尺寸胶片的暗盒，称双通道装置；有的在同一通道位置可使用两种尺寸的胶片，但收片盒是共用的，可接受来自任何通道和不同尺寸储片盒 送出的胶片。

四、胸部摄影用Ｘ线机 《一）概述

胸部摄影用Ｘ线机是拍摄病人胸部组织或病变Ｘ线照片的专用设备。胸部摄影是Ｘ线摄影中的一种常见摄影方式，由于摄影时病人通常是站立着，所以又称立位摄影。摄影时，一般要求病人暂停呼吸，因此曝光时间的选择应尽可能短，一般多在０．Ｉｓ以下。胸部中肺的面积很大，而肺组织对Ｘ线吸收又较弱，这样摄影的焦片距应尽量选得大一些，使放大率变小，以提高影像质量。另外，胸部摄影采用高ｋＶ摄影，因此一般采用长焦距（１２０ｃｍ以上）、高栅比（ｌ～１２之间）的滤线栅。

胸部摄影用Ｘ线机如图２－１７所示。所配的主要外围设备是胸片架。胸部摄影用于集体检查时也可采用电容充放电式间接摄影Ｘ线机。

第三节 诊断用Ｘ线管与高压发生装置 一、诊断用Ｘ线管

Ｘ线管是Ｘ线机的主要组成部分之一，其基本作用是将电能转换成Ｘ线。自从１８９５年伦琴发现Ｘ线以来，在Ｘ线诊断技术不断进步与提高的同时Ｊ线管也得到了日新月

异的发展，先后出现了气体电离式、固定阳极、旋转阳极以及各种特殊Ｘ线管。本节主要介绍几种Ｘ线管的基本结构及其规格、特性，为正确使用Ｘ线管提供必要的知识。

（一）固定阳极X线管

固定阳极Ｘ线管是常用Ｘ线管中最简单的一种，主要特点是真空度高、电子由热阴极发射Ｊ线的量与质可任意调节。其结构由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成，ｇｌｌｒｅ ２．３２所示。

１．阳极 阳极由阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄构成。

门）阳极头：阳极头由靶面和阳极体组成。靶面承受电于轰击，辐射Ｘ线。由于靶面的工作温度很高，且辐射的Ｘ线强度与其材料的原子序数成正比，因此，医用Ｘ线管的靶面一般都用钨制成，称为钨靶。钨除了具有熔点高（３３７０℃）、原子序数高（川之外，在高温条件下，它的蒸气压低、蒸发少，因而可以延长Ｘ线管的使用寿命。

但是，钨的导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，为此，常采用真空熔焊方法把元氧铜制成的阳极体与钨靶焊接在一起；由于铜的导热系数较大，这样制成的阳极头不但辐射Ｘ线的效率高，而且具有良好的散热性能。

（２）阳极帽：阳极帽由无氧铜制成，主要作用是吸收二次电子。高速运动的电子轰击靶面时，一部分电子与靶面原子碰撞后反射出来，称为二次电子。二次电子是极其有害的，因其能量较大（约为原来的 ９０％），所以，当它轰击到玻璃壳内壁上，会使玻璃壳温度升高而放出气体，从而降低管内真空度，严重时还会使玻璃壳击穿。二次电于没有经过聚焦，当它再次轰击靶面时，将辐射出散射Ｘ线，使Ｘ线成像质量降低。在阳极体上装置阳极帽后，由于它的吸收作用，从靶面反射出来的二次电子可减少 ５０％～６０％；此外，它还可以吸收一部分散射Ｘ线。

（３）玻璃圈：玻璃圈是阳极和玻璃壳的过渡连接部分，由４Ｊ２９膨胀合金（镍 ２９ ｇｉ，钻门％，余为铁）圈与玻璃喇叭两部分封焊而成。其玻璃端与玻璃壳封接，膨胀合金端与阳极头焊接在一起。

（４）阳极柄：阳极柄由紫铜制成，是阳极引出管外部分。它和阳极头相连，浸在油中，通过与油之间的热传导将阳极头产生的热量传导出去。

２．阴极 阴极主要由灯丝、阴极头。阴极套和玻璃芯柱等组成。阴极的作用不仅是发射电子，而且还对轰击靶面的电子进行聚焦，使之具有一定的形状和大小，形成Ｘ线管的焦点。

门）灯丝：灯丝由钨绕制成螺管状，其作用是发射电子。因为钨具有较大的电子发射能力、较高的熔点，在高温下也不易蒸发；还容易加工成细丝，所以钨制成的灯丝具有较高的电子发射效率和较长的使用寿命。

灯丝通电加热后，温度逐渐上升，到一定值时开始发射电子。在一定范围内，灯丝电压愈高，通过灯丝的电流就愈大，灯丝温度亦愈高，发射电子数量愈多。因此，调节灯丝温度即可改变管电流，亦即调节了Ｘ线的量。值得注意的是，当温度升至２４００～２６

００Ｋ之间时，温度稍有增加，发射电流却增加很多，由１５０ｍＡ人ｍＺ猛增至７（）ｏｍＡ／ｃｍＺ；这在调整 Ｘ线机管电流时应特别细心，以免损坏 Ｘ线管。

灯丝加热电压因Ｘ线管型号不同而不同，一般为５～１０Ｖ，电流多为３～６Ａ，也有高达ｇＡ以上者。在更换Ｘ线管时，应按所用管型号及规格调整灯丝加热电压。

灯丝点燃时间愈长，工作温度愈高，蒸发就愈快，寿命愈短。如果灯丝电流比额 定值升高５％，其寿命可缩短一半。所以，使用Ｘ线管时，灯丝电流必须严格地限制 在额定值以下，同时要尽量缩短点燃时间。

为了提高Ｘ线管使用效率，绝大多数Ｘ线管的阴极均装有两条灯丝，称为双焦点Ｘ线管。两条灯丝中，一条较长，发射电流较大，形成大焦点；另一条较短，发射电流较小，形成小焦点。

（２）阴极头：阴极头由纯铁或镍制成，灯丝装在其中。热电子从灯丝逸出后，速度较小哟等于经过０．ＩＶ电位差所获得的速度），这时的电子运动轨迹，亦即焦点尺寸和形状，主要决定于灯丝附近的电位分布曲线。因此，在阴极头中装置灯丝的地方被加工成圆弧直槽或阶梯直槽，以形成一定的电位分布曲线，对电子进行聚焦，故称聚焦槽或集射槽。

３．玻璃壳 玻璃壳又称管壳，是用来支撑阴、阳两极和保持管内真空度的，通常采用熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的钼组硬质玻璃（如国产ＤＭ．３０５）制成。因钥玻璃与铜的膨胀系数不同，两者不能直接焊接，故在铜体上镶以可伐圈作媒介，将管壳与可代圈封接，以避免因温度变化而致使玻璃壳破裂。为了防止产生气体放电，保证飞向阳极的电子具有一定的速度，管内真空度应保持在１０－‘ＩｎｌｎＨｇ以上。为此，装人Ｘ线管内的所有零件，都必须经过严格清洗去油、彻底除气。

最后应指出，由于Ｘ线管的效率很低，高速运动的电子撞击到靶面上，只有不到０．２％的能量转变为Ｘ线，９９．８％以上的能量将转变为热，使靶面温度急剧上升；而固定阳极Ｘ线管的阳极又是静止不动的，电子束总是轰击在靶面的固定位置，因此，受电子轰击的单位面积上所能承受的最大功率值很小（对于钨靶，一般为２００Ｗ／ｍｌｎ）。所以，固定阳极Ｘ线管的主要缺点是焦点尺寸大、瞬时负载功率小，在绝大部分医用诊断领域中已被旋转阳极Ｘ线管所取代。然而，固定阳极Ｘ线管的阳极冷却是通过钢与油之间的热传导进行的，散热性能良好，适宜于连续负载；同时，它的结构简单、价格低，因此，目前在Ｘ线放射治疗、小容量Ｘ线机等装置中仍被采用。

（二）旋转阳极Ｘ线管

旋转阳极Ｘ线管的结构如图２－３３所示。

负载时，靶面高速转动，从偏离管中心轴线的阴极头发出的电子，轰击到转动靶面的环形面积上。由于它的热量分布面积比固定阳极Ｘ线管大得多，因此，旋转阳极Ｘ线管能制成小焦点，且能加大瞬时负载功率，这是旋转阳极Ｘ线管的一大优点。

与固定阳极Ｘ线管相比，旋转阳极Ｘ线管除阳极结构有明显不同外，其余差别不，这里不再重述。阳极结构如图２－３４所示，主要由靶面。转子、转轴、轴承套座、玻璃圈等组成。

回．靶面 靶面中心固定在铝杆上，铝杆另一端与转子相连。靶面具有一定的倾斜角（靶角），角度有１８”、１６”、１２”、１０ｏ等几种。最初，靶面由纯钨制成，因其抗热胀性较差，在交变的热负荷的使用条件下，表面与内层之间的温差所产生的热应力常使靶面出现裂纹；同时，钨在 １１００℃以上会发生再结晶，所以，使用不久表面即形成龟裂，造成Ｘ线管的Ｘ线输出强度下降。改进后的靶面，是在靶的表面上敷上一层铼钨合金（含铼 １０％～２０％）。这样，靶面晶粒变细，抗热胀性提高，再结晶温度上升，靶面龟裂减轻。铼钨合金靶面使用 ２万次以上时ｓ线输出剂量只下降到原来的 ８７％，而纯钨靶却要下降到原来的 ５５％。值得注意的是，旋转阳极 Ｘ线管负荷时，靶面的散热主要依靠热辐射，效率较低。因此，连续负荷时整个靶体的温度将升得很高。为了提高靶体的连续负荷能力，降低工作温度，２０世纪６０年代以后出现了钼基或石墨基铼钨合金复合靶。由于钢和石墨的比重都比钨小，比热却比钨大，因此将它们与钨复合起来，靶体重量增加不多，而热容量却大为增加。

２．转子 转子由无氧铜管制成，可以看作无数载流导体的组合。在转子周围加一旋转磁场后，转子发生转动，其转速如下式所示：式中Ｎ为转子转速＊”为电源频率Ｐ为定子极数（一般为两极）。由于转子转速落后于磁场转速，即存在着转差率，所以转子的实际转速要比计算值低１０％左右。

３．轴承 轴承由耐热合金钢制成，以承受较高的工作温度（４００℃），但不能超过４６０℃。为了避免过多的热量传导到轴承，支承阳极靶的钼杆外径较细，或者采用管状。为了增加转子的热辐射，通常将转子表面黑化。转轴装人由无氧铜或纯铁制成的轴承套座中，并被定位，两端装有两只轴承，顶端圆盘与转子相连。因此，转子通过两只轴承可自由转动。轴承润滑剂都采用固体润滑材料，如二硫化铂、银、铅等。选用不同的润滑材料，转子静转时间（指从切断定子线圈电源开始，到转子停止转动所需时间）亦不相同。而转于的静转是无用的空转，轴承易被磨损；转子转速为２８００ｒ／ｍｉｎ的旋转阳极Ｘ线管，如果转子静转时间低于３０５，就说明轴承已明显磨损。因此Ｊ线机转子启动装置中要安装转子制动线路，Ｘ线管负载结束后立即对转子制动。这样可使轴承的寿命得到明显的延长。对于８５００ｒ／ｍｉｎ的高速旋转阳极Ｘ线管，转子制动装置还起着使转子迅速越过临界转速（５０００～７０００ｒ／ｍｉｎ）而制动的作用。制动装置一旦损坏，就绝不能启动ｘ线管。

４．大功率Ｘ线管 在旋转阳极Ｘ线管中，有一类大功率管与普通管基本上相似，但还有一些附加的特性。比如采用大直径阳极靶（大到１２０ｔ－ｕｒｎ），以增大阳极靶面的实际面积，并使阳极高速旋转，以缩短曝光时间；阳极角度一般由普通管的门”一２１”减小到９”～１４“，使给定焦点尺寸的负载能力有所改善。另外，这类Ｘ线管通常与一个热交换装置配合使用。热交换器由插在充油管套内的导管构成回路，通过导管使油或水从管套返回热交换器，并在其冷却后被泵回收到管套内。

当需要短的曝光时间并承受高负载时，例如Ｘ线电影摄影和连续Ｘ线摄影等，可使用具有上述特性的大功率Ｘ线管。

(三)特殊X线管 １．栅控Ｘ线管

（１）结构：栅控Ｘ线管是在普通Ｘ线管的阴极和阳极之间加上一个控制栅极，故又称三极Ｘ线管。当栅极上加一相对阴极灯丝而言一定大小的负电位或负脉冲电压时，管电流被截止，不发生Ｘ线；当负电位或负脉冲消失时，管电流导通，发生Ｘ线。可见，栅控Ｘ线管辐射Ｘ线的特性，不仅取决于灯丝加热电流和管电压，还取决于栅极电位的变化。如果栅极电位采用脉冲电压方式供电时，就能实现快速断续Ｘ线摄影，例如电影摄影，摄影频率可达到２００帧ａ吵。目前还用于电容充放电Ｘ线机。栅控Ｘ线管除了阴极结构特殊外，其他部分与普通Ｘ线管相同。栅控Ｘ线管的阴极在聚焦槽中装有灯丝，灯丝前方装有栅极，灯丝与栅极之间相互绝缘。栅极电位就加在灯丝和聚焦极之间。

（２）特性

１）灯丝发射特性：由于栅极负电位对电子流起着阻碍作用，因此栅控Ｘ线管的灯丝发射特性要比一般Ｘ线管差。发射相同的管电流时，栅控Ｘ线管的灯丝加热电流要大得多。为了提高栅控Ｘ线管的管电流，设计出另一种结构的栅控Ｘ线管，使灯丝与阴极头相互绝缘，负电位加在阴极头上。这样，阴极头既起着聚焦作用，又起着栅极作用。阴极头上装有两组灯丝，同时加热，同时发射电子，在聚焦极的作用下两束电子流轰击到靶面的位置稍有差异，形成近似高斯分布的焦点，从而使焦点Ｘ线辐射强度分布较为合理，灯丝发射特性也得到了改善。它的焦点尺寸为１．２，最高工作电压 １２５ｋＶ，栅极切断电压为一２．ｓｋＶ。

２）截止特性：不同管电压时，使管电流截止的栅极电位也不同。例如在电容充放电Ｘ线机中，当管电压为１２５ｋＶ时，截止管电流的栅极电位为一２．ｓｋＶ。栅极电位的变化会引起灯丝附近的电位分布发生变化，从而焦点宽度也随着改变（焦点长度变化不大）。为此，一般在灯丝两端使栅极金属丝的间隔变小，以改变上述现象。

３）时间控制特性：作瞬时Ｘ线摄影时，在栅控Ｘ线管的栅极上加一矩形负脉冲 电压。对Ｘ线管本身来说，瞬时摄影时间可短到１０ｐｓ；但由于高压电缆存在电容，因 此，其实用的临界值为ｌｉｎｓ。

由于栅控Ｘ线管的灯丝发射特性差，不能产生大的管电流，而且管电流越大，为 保持管电压平稳的电容器容量也越大，所以，栅控Ｘ线管不适用于大容量的Ｘ线机。 目前栅控Ｘ线管一般用于电容充放电Ｘ线机及管电流为２００ｍＡ的电影摄影Ｘ线机；对于后者，不仅使病人和操作者接受的Ｘ线辐射剂量减少工线管的负载降低，而且由于摄影时间短，使Ｘ线影像的模糊度降低、清晰度提高。以微焦点Ｘ线管：前面提到，为使栅控Ｘ线管截止，必须给栅极或阴极头施加 够的负偏压。如果所加负偏压值小于使Ｘ线管截止的值，阴极头上这一负偏压将使电子流聚集起来。微焦点Ｘ线管就是采用这种方法。将４００Ｖ的负偏压加于阴极头上，即可获得０＊的焦点；若负偏压值再小些，可获得０．２的焦点。

微焦点Ｘ线管对放大摄影是理想的。使用０．２的焦点，腹部血管造影可放大两倍；而用０．二的焦点，手、足血管造影可放大三倍。

２．软Ｘ线管

门）特点：在对乳房等软组织进行Ｘ线摄影时，为了提高Ｘ线影像反差，必须使用大剂量的软Ｘ线，为此须采用软Ｘ线管。软Ｘ线管具有以下特点Ｊ线输出窗的固有过滤小；在低管电压时能产生较大的管电流；焦点小。

（２）构造：目前，软Ｘ线管的输出窗口大多用被制成。

１）铍窗：铍的原子序数为４，其吸收性能低于玻璃。显然，软Ｘ线管以钹制成输出窗口，可以辐射出大剂量的软Ｘ线。

２）钼靶：软Ｘ线管的阳极靶一般由铝（原子序数４２，熔点２６２２℃）制成。临床实践证明，软组织 Ｘ线摄影时最适宜的 Ｘ线波长为 ６ ｘ １０－‘’～９ ｘ １０－１ｂ；而钼靶 Ｘ线管在管电压高于 ２０ｋＶ时，除辐射出连续 Ｘ线外，还辐射出波长分别为 ６．３ Ｘ １０－“ｍ和 ７．０ Ｘ １０－‘ｈ的特征 Ｘ线。可见，对软组织进行 Ｘ线摄影，起主要作用的是用靶的特征Ｘ线辐射。

使用钼靶软Ｘ线管时，一般要加上０．０３ｍｒｎ的钥片进行过滤。由于钼片对６．３ Ｘ １０‘十以下的 Ｘ线具有强烈的选择吸收作用，使该波长以下的较硬 Ｘ线被衰减；同时，７．ｏｘ １０－‘ｈ以上的较软 Ｘ线被钼所吸收。这样一来，无用的软 Ｘ线以及较硬的Ｘ线都被衰减掉，余下的）线正好适用于软组织的Ｘ线摄影。

３）极间距离缩短：软Ｘ线管的管电压较低，由于空间电荷的影响，管电流较小。为了改善其灯丝发射特性，可以缩短阴极与阳极间的距离，使极间场强增大，以降低空间电荷的影响。普通 Ｘ线管的极间距离一般为 １７ｒｕｍ左右，软 Ｘ线管的极间距离一般为１０～１３ｍｍ。因此，软Ｘ线管的最高管电压不能超过６０－８０ｋＶ。

３．金属Ｘ线管 限制Ｘ线管负荷能力的因素之一，是灯丝的最高“安全”温度，该温度不仅与灯丝的熔点有关，也与钨丝的蒸发程度有关。钨丝蒸发不仅能使灯丝变细，而且会导致Ｘ线管玻璃壳内表面上形成薄薄的钨层。薄钨层对Ｘ线束滤过不会造成严重影响，但对于玻璃管壳，却能成为使Ｘ线管损坏的第三电极（第三电极将使玻璃管壳受到电子轰击而易于损坏）。

金属Ｘ线管中有一部分钢制管壳，位于Ｘ线管中间，在阳极端嵌人玻璃壳中，在阴极端嵌人陶瓷内不线管中的玻璃与陶瓷部分起绝缘作用，金属部分接地，以捕获杂散电子。由于管的金属部分接地，准直器可以较普通Ｘ线管更贴近阳极，使焦点外辐射的影响减小。

因为没有玻璃壳那种钨蒸发所致Ｘ线管损坏的危险，所以可将灯丝加热到较高温度，以提高Ｘ线管的负荷。还可在低ｋＶ条件下使用较高的ｍＡ进行摄影。

４．陶瓷绝缘Ｘ线管 陶瓷绝缘Ｘ线管其阳极是在两端有轴承支撑的轴上旋转，有

一直径１２０ｔｕｒｎ的复合阳极靶盘，用陶瓷绝缘，装在接地的金属管壳内。管壳装 二、高压发生装置

（一）高压变压器

高压变压器是产生高电压并为Ｘ线管提供电能的器件，其工作原理与一般变压器相同，但由于运行状态较为特殊，因此它具有下列特点：①变压比大，次级输出电压很高。诊断 Ｘ线机为 ３０～１５０ｋＶ（峰值）左右，治疗 Ｘ线机可达 ２００～３００ｋＶ（峰值）或更高；②诊断Ｘ线机用于摄影时，其瞬时功率很大，管电流可达数百毫安，但工作时间很短，其设计容量可等于最高输出容量的１／３～ｌ／５。而在透视和治疗时负荷很小。一般小型诊断Ｘ线机的高压变压器瞬时功率约为数千伏安，而大型的诊断Ｘ线机约为３０—１００ｋＶＡ；③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，故变压器效率要求也不十分严格。

１．高压变压器的构造 高压变压器由铁心、初级绕组、次级绕组、绝缘物质及固定件等组成。要求结构紧凑、体积小、重量轻；具有良好的绝缘性能，坚固耐久；在负载下

不过热，并且内部不产生过大的电压降。

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