X射線機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)
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(shí)驗(yàn)時(shí),，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(gè)方面的內(nèi)容,，即X射線診斷、X射線治療及X射線防護(hù),。用于診斷的X射線機(jī)稱為診斷X射線機(jī),，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(jī)高壓部件簡介
（一）X射線管
X射線產(chǎn)生需要三個(gè)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(jì)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(dāng)高速電子撞擊鎢靶時(shí)，電子動(dòng)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(dòng)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(jí)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(jí)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(tái)X射線機(jī)經(jīng)常帶有兩個(gè)或三個(gè)X射線管,，這些X射線管分時(shí)工作，通過高壓交換閘進(jìn)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(jí)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(hù)層。陰極電纜有三芯和二芯兩類,，分別用于雙焦點(diǎn)和單焦點(diǎn)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(jī)的組成
診斷X射線機(jī)主要由主機(jī)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(jī)主機(jī)系統(tǒng)基本電路
X射線機(jī)主機(jī)系統(tǒng)就其電路而言，可分成以下10個(gè)組成部分：
1. 電源電路 為X射線機(jī)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(jí)電路 給高壓變壓器提供電源的電路。要求高壓初級(jí)可實(shí)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(jí)電路 將高壓變壓器次級(jí)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(jí)電路和次級(jí)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(jí)中性點(diǎn)上,，并安裝在控制臺(tái)上，以指示曝光時(shí)的管電流,。
6. 延時(shí)電路 主要作用是完成電路,、器件、裝置及機(jī)械傳動(dòng)過程中所需要的等待時(shí)間,。例如旋轉(zhuǎn)陽極啟動(dòng)時(shí)間,、燈絲增溫時(shí)間、點(diǎn)片攝影時(shí)由透視狀態(tài)轉(zhuǎn)換到攝影狀態(tài)所需要時(shí)間等,，都是由延時(shí)電路提供的,。
7. 限時(shí)電路 控制曝光時(shí)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(shí)間。常用限時(shí)器有機(jī)械限時(shí)器,、電子限時(shí)器及自動(dòng)曝光限時(shí)器等,。
8. 旋轉(zhuǎn)陽極啟動(dòng)電路 控制旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)動(dòng)的電路。通常有如下幾個(gè)方面的要求：一是要能快速啟動(dòng),；二是要有延時(shí),；三是要有降壓裝置；四是要有保護(hù)裝置,；五是要有制動(dòng)裝置,。
9. X射線管安全保護(hù)電路 每只X射線管都有自己的最大容量。使用時(shí),，如果超過它的極限就會(huì)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(fù)載下進(jìn)行，許多X射線機(jī)都設(shè)有X射線管安全保護(hù)電路,。但這種保護(hù)屬于一次性預(yù)置保護(hù),，只對(duì)一次性曝光過載起保護(hù)，而對(duì)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(hù)作用,，所以在使用X射線機(jī)時(shí),，相鄰兩次曝光之間要有足夠時(shí)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(jī)械動(dòng)作的綜合性電路,。
以上10個(gè)基本電路組成了一臺(tái)X射線機(jī)的主機(jī)電路,，他們之間相互作用、相互控制,，其相互關(guān)系如圖所示,。
