第二章医用诊断x线球管

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1、第二章医用诊断X线球管●形成高速电子流高真空和高压●电子源●靶★X线产生的条件★X线管功能:将接受的电能转换为X线能和热能按结构分类:固定阳极和旋转阳极一、构造和作用特点：高真空度电子由热阴极发射X线量和质可任意调节组成：阳极、阴极、玻璃壳第一节固定阳极X线管优点：结构简单、价格低缺点：焦点尺寸大、瞬时负载功率小（一）阳极作用：吸引电子、加速电子二次电子和散射线、阻止高速电子运动而产生X线，同时产生的热量传导或辐射出去。结构：★阳极头：包括靶面和铜体靶面材料应选用高熔点、蒸发率低，且X线发射率较高的钨制成(钨的熔点为337℃

2、)。但钨的导热率小，可通过真空熔焊的方法把钨焊接在无氧铜体上，以便具有良好的散热能力。★阳极罩：无氧铜制成，其作用是吸收二次电子和散射线。高速电子轰击靶面时，会有少量电子从靶面反射出来，称为二次电子。二次电子若轰击在玻璃壳上，会使玻璃壳温度升高而放出气体，降低管内真空度，甚至击穿玻璃漏气；二次电子若经过聚焦，当它撞击到玻璃壳或阴极时也可能再次轰击靶面，辐射出大量的散射线，严重地影响成像质量。★阳极柱：由紫铜制成，是阳极引出管外的部分，并与阳极头的铜体相连，浸在变压器油中把热量传导出去，提高阳极的散热效率。（二）阴极作用：作用

3、是发射热电子和聚焦，使打在靶面上的电子束具有一定的形状和大小，形成X线的焦点。结构：★灯丝：由钨制成，绕成螺管状，作用是发射电子。为了适应同一个X线管不同使用功率的要求，一般装配有长短两根灯丝，形成双焦点X线管。阴极具有三根引线，其中一根为公用丝，其余为大小灯丝的另一根引线。★集射罩作用是对灯丝发射电子进行聚焦。当灯丝发射大量电子后，接通高压时，电子将以高速飞向阳极。由于电子之间相互排斥作用，致使电子呈散射状，特别是在阳极电压较低的情况下，散射更为显著。为了能使电子集中成束飞向阳极，将灯丝装入一个用镍或铁镍合金等制成的长方形

4、罩中，即集聚罩。集聚罩与灯丝的一端相接，从而获得与灯丝相同的负电位，并借其几何形状，迫使电子成束状飞向阳极，达到聚焦的目的。（三）玻璃壳作用是用来支撑阴阳两极和保持管内真空度。多采用耐高温、绝缘强度高膨胀系数小的钼玻璃制成。因钼玻璃与铜的膨胀系数不同，不宜直接焊接，其间镶接一个与钼玻璃膨胀系数相近的铁、镍合金圈，以避免因温度变化使玻璃破裂和漏气。有的X线管还将X线射出口处的玻璃加以研磨，使其略薄，以减少玻璃对X线的吸收。为防止X线管管内气体放电，保证阴极发射的电子能畅通无阻挡地高速飞向阳极，管内的真空度应保持在l33.3×l

5、0-7Pa(10-7mmHg)以下；另外，装入管内的所有零件都必须经过严格清洗去油和彻底除气（通常采用高频真空加热抽气）。二、X线管的焦点X线成像质量影响最大的因素之一。★实际焦点：电子在靶面上瞬间轰击的面积。目前，医学诊断用X线管的灯丝均绕成螺管状，灯丝发射的电子经聚焦后，以细长方形轰击在靶面上，形成细长方形的焦点，故称为线焦点。实际焦点的大小(一般指宽度)，主要取决于聚焦罩的形状、宽度和深度。实际焦点越大(受轰击的靶面积越大，可承受的功率值相应增加)，X线管的容量就越大,曝光时间就可以缩短。★X线辐射强度分布对成像质量的

6、影响由于集射罩的形状，灯丝表面在罩内深度不同，在电场作用下，从灯丝表面发射出的电子的聚集情况不同，实际焦点面上的电子密度分布也不同，以至到达靶面的电子束强度形成单峰、双峰甚至多峰分布，同时靶面结构和老化，也会造成X线辐射强度的不均匀性。图2-3为三种不同焦点X线辐射强度分布，焦点中央辐射强度越强(高斯分布)，其影像分辨率最高，其次为矩形分布，最差为双峰分布。医学诊断用X线管的焦点一般是双峰分布。★有效焦点：又叫作用焦点，是指实际焦点在X线投照方向上的投影。有效焦点与实际焦点之间的关系？设实际焦点宽度为a，长度为b，则投影后的

7、长度为bsinQ，宽度不变，即：有效焦点=实际焦点×sinQ式中：Q表示阳极靶面与X线投照方向的夹角。当投射方向与X线管轴相垂直时，这时的Q角称为靶角或阳极倾角。阳极倾角一般7～20°，它是与管容量和照射野密切相关的重要参数。在要求有效焦点一定条件下，倾角越小，实际焦点越大，管容量也越大。但倾角不能太小，它受到有用照射野的限制。有效焦点的标称值为一无量纲的数值，但目前，有效焦点的标注方法仍用习惯标注法，有效焦点常以正方形标注，如0.3mm×0.3mm、1.8mm×1.8mm等等。但实际测得的有效焦点并不是正方形，这种标注方法

8、并不科学。国际电工委员会（IEC）规定了有效焦点的标注方法和容许值。表2-1列出了四个有效焦点及其容许值的变化范围。表2-1标称焦点容许值变化范围标称（mm）容许宽（mm）容许长（mm）0.60.6~0.90.9~1.30.80.8~1.21.1~1.61.01.0~1.41.3~1.81