X射線機基礎(chǔ)知識
一、概述：
1895年11月8日,，德國物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線管中氣體放電實驗時,，偶然發(fā)現(xiàn)了X射線,。很快X射線就應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像,，開創(chuàng)了一種內(nèi)臟器官無創(chuàng)傷影像診斷方法。
X射線是一種波長極短,，能量很大電磁波,，它除了具有可見光的一般性質(zhì)外,，還具有自身的一些特性，即穿透作用,、電離作用,、感光作用、熒光作用及生物效應(yīng)等,。
X射線在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用有三個方面的內(nèi)容,，即X射線診斷、X射線治療及X射線防護,。用于診斷的X射線機稱為診斷X射線機,，可以作透視、攝影檢查,。X射線透視主要依據(jù)的是X射線的穿透作用,，差別吸收及熒光作用；X射線攝影依據(jù)的是X射線的穿透作用,，差別吸收及感光作用,。X射線攝影檢查又可以分為普通攝影、濾線器攝影,、斷層攝影等幾種方法,。
二、X射線機高壓部件簡介
（一）X射線管
X射線產(chǎn)生需要三個條件：（1）電子源,；（2）高速電子流,；（3）靶。X射線管就是據(jù)此設(shè)計制造的產(chǎn)生X射線的核心器件,。X射線管主要由陰極,、陽極和玻璃殼三部分組成，陽極和陰極封裝在高真空度的玻璃殼內(nèi),。陰極（鎢絲）在高溫下可發(fā)射足夠數(shù)量的電子,，這些電子在陰陽兩極高壓作用下被加速成為高速電子流。當高速電子撞擊鎢靶時,，電子動能轉(zhuǎn)換為兩部分能量：其中不到1%能量轉(zhuǎn)換為X射線能量,；而99%以上能量轉(zhuǎn)換為陽極熱量，加速了陽極靶面的溫升。X射線管分為固定陽極X射線管和旋轉(zhuǎn)陽極X射線管,，兩者結(jié)構(gòu)區(qū)別主要體現(xiàn)在陽極上,，前者主要由鎢靶面和傳熱的銅體構(gòu)成，后者主要由靶面,、轉(zhuǎn)子,、轉(zhuǎn)軸、定子及軸承組成,。旋轉(zhuǎn)陽極X射線管分為低速管（3000轉(zhuǎn)/分）和高速管（9000轉(zhuǎn)/分）兩類,。為減少磨損和防止共振，旋轉(zhuǎn)陽極X射線管一般都有制動裝置,。X射線管放置在X射線管管室中,，兩者之間充滿了用于絕緣和冷卻的變壓器油。
（二）高壓發(fā)生器
高壓發(fā)生器的主要作用是供給X射線管陰,、陽兩極直流高壓和燈絲加熱電壓,。其主要由高壓變壓器、燈絲變壓器,、高壓整流器,、高壓交換閘、變壓器油及封裝以上部件的箱體組成,。高壓初級電壓經(jīng)高壓變壓器升壓,、高壓整流器整流后，成為直流高壓,，通過高壓電纜加到X射線管陰陽兩極,。燈絲初級電壓經(jīng)燈絲變壓器降壓后，通過陰極高壓電纜加到X射線管燈絲,。一臺X射線機經(jīng)常帶有兩個或三個X射線管,，這些X射線管分時工作，通過高壓交換閘進行切換,。變壓器油起絕緣和散熱的作用,。
（三）高壓電纜
高壓電纜是連接高壓發(fā)生器和X射線管的器件，主要用于傳輸X射線管陰陽兩級高壓及燈絲加熱電壓,。高壓電纜分同軸高壓電纜和非同軸高壓電纜兩類,，其結(jié)構(gòu)從里到外依次為導(dǎo)電芯線、高壓絕緣層,、半導(dǎo)體層,、金屬屏蔽層及保護層。陰極電纜有三芯和二芯兩類,，分別用于雙焦點和單焦點X射線管,。高壓電纜兩端裝有高壓插頭,，分別與裝有高壓插座的高壓發(fā)生器和X射線管相連。
三,、診斷X射線機的組成
診斷X射線機主要由主機和外圍設(shè)備兩部分組成,。每部分的具體組成如下表所示。
四,、X射線機主機系統(tǒng)基本電路
X射線機主機系統(tǒng)就其電路而言,，可分成以下10個組成部分：
1. 電源電路 為X射線機各部分電路提供所需的電源電壓,，其核心部件是自耦變壓器,。
2. 高壓初級電路 給高壓變壓器提供電源的電路。要求高壓初級可實現(xiàn)管電壓的調(diào)節(jié),、管電壓的控制和管電壓的指示,。
3. 高壓次級電路 將高壓變壓器次級輸出的交流高壓通過整流器件變換為直流高壓并送到X射線管兩端。
4. X射線管燈絲加熱電路 供給X射線管燈絲加熱電源的電路,，分為燈絲初級電路和次級電路,，其基本要求為穩(wěn)定和可調(diào)。
5. 管電流測量電路 管電流的測量通常使用毫安表和毫安秒表,。此表串接在高壓變壓器次級中性點上,，并安裝在控制臺上，以指示曝光時的管電流,。
6. 延時電路 主要作用是完成電路,、器件、裝置及機械傳動過程中所需要的等待時間,。例如旋轉(zhuǎn)陽極啟動時間,、燈絲增溫時間、點片攝影時由透視狀態(tài)轉(zhuǎn)換到攝影狀態(tài)所需要時間等,，都是由延時電路提供的,。
7. 限時電路 控制曝光時間的電路。通常通過控制高壓接觸器或主可控硅的通斷來控制曝光時間,。常用限時器有機械限時器,、電子限時器及自動曝光限時器等。
8. 旋轉(zhuǎn)陽極啟動電路 控制旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)動的電路,。通常有如下幾個方面的要求：一是要能快速啟動,；二是要有延時；三是要有降壓裝置,；四是要有保護裝置,；五是要有制動裝置。
9. X射線管安全保護電路 每只X射線管都有自己的最大容量,。使用時,，如果超過它的極限就會造成X射線管的損壞。為了保證每次曝光都在X射線管的最大允許負載下進行，許多X射線機都設(shè)有X射線管安全保護電路,。但這種保護屬于一次性預(yù)置保護,，只對一次性曝光過載起保護，而對額定值內(nèi)的連續(xù)重復(fù)曝光而出現(xiàn)的累積性過載不起保護作用,，所以在使用X射線機時,，相鄰兩次曝光之間要有足夠時間的間隔，以保證X射線管充分冷卻,。
10. 控制電路 控制電路是指按照臨床技術(shù)要求利用以接觸器和繼電器為主要執(zhí)行元件,，來控制X射線的發(fā)生和中斷，并能協(xié)同某些機械動作的綜合性電路,。
以上10個基本電路組成了一臺X射線機的主機電路,，他們之間相互作用、相互控制,，其相互關(guān)系如圖所示,。
