《CT球管基础知识》word版.doc

CT球管基础知识  2011-03-0514:31:47|  分类: 专业交流|举报|字号 订阅 自从十九世纪第一个球管诞生以来,球管的家族也迅速地发展壮大。根据其医学用途,我们通常把他们分成诊断用X线球管和治疗用X线球管两大类。     一、诊断用X射线管诊断用X射线管用于透视和摄影。虽然两种工作状态的功率相差很大,但摄影时曝光时间极为短促,能耗很小,所以管子的阳极在两种工作状态下的总能量是相近的。因此,现代诊断用X射线管通常只用散热器冷却。为了能获得清晰的X射线影像,对诊断用X射线管的基本要求是:它应具有小的焦点和大的功率。焦点小可以减小几何模糊度,而输出功率大,曝光时间可以缩短,减小了移动模糊度。当然,由于受阳极靶面所能承受的最大容许热量的限制,要同时满足焦点小、功率大的要求是较为困能的。旋转阳极X射线管能较好的解决这一矛盾,因而得到广泛的使用。(一)   这种X射线的阳极是固定不动的。其功率较小,焦点较大,一般用于小型诊断X射线机。                                   (北京医用射线机厂生产的诊断X线机球管)(1)阴极:X射线管几乎都是由灯丝、聚焦罩等组在,它的作用是发射电子,并使电子聚焦去轰击阳极。①灯丝:目前X射线管几乎都是选用钨作为灯丝材料。因为钨在高温下有一定的发射能力;具有较高的熔点(3370℃),在高温下也不易蒸发成气体;其延展性和抗张性较好,便于加工,能拉成细丝而制成一定形状;在强电场吸引下不易变形。由于受阳极靶面的比容量(1mm2的焦点面积上所散耗的功率)的限制,灯丝不能做得过小,因为固定阳极的X射线管的实际焦点面积很小,焦点过小会使发射的X射线量减少。为了获得大量的X射线,灯丝必须加粗。这样虽然焦点增大,使几何模糊度提高,但X射线量增大强缩短曝光时间,避免因投照物的移动,而引的模糊度。目前很多X射线管在同一阴极上配制大小不同的两上灯丝而获得大小焦点,称为双焦点X射线管。其灯丝有三根引线,一根为公用引线,其余二根分别为大、小焦点灯丝引线。灯丝温度上升至一定值后,开始发射电子、发射电子的数量取决于灯丝温度的高低。从图中可以看出:灯丝温度较低时,发射电子流密度较少,但当温度升至一定值(2600°K)以后,发射电流密度增加极快,故在调整X射线管电流时应特别注意这一特点,即当灯丝电压增至接近最大值时,稍微改变灯丝电压,管电流将得到很大的变化。②聚焦罩:当灯丝发射电子后,如阳极接通高压,在正电场的作用下电子高速飞向阳极。但由于电子之间的相互排斥作用,致使电子呈散射状,特别在阳极电压较低时,散射更为显著。为了能使电子集中成束状飞向阳极,因此将灯丝装入一个用镍或铁镍合金制成提长方形槽中,称聚焦罩。聚焦罩除了形成电子束外,还可防止二次电子造成的危害。二次电子是指从阳极靶面反射邮来的电子。在自整流电路或阳极过热时,都会产生这种二次电子。它将会使灯丝被轰击而断开;或玻璃被轰而造成孔洞,以至破裂。有了聚焦罩就能将大部分二次电子吸引到槽上,以保护灯丝和玻璃壳的安全。(二)阳极:阳极靶的作用接受电子轰击辐射X射线,同时将热量散发出去。一般采用钨作为阳极靶面的材料,它具的原子序数高、熔点高、高温时蒸汽压力低等优点。钨靶面一般为正方形或长方形,~3mm,镶在导热性能良好的无氧铜柱上。这样不仅有较高的辐射性能,而且又能将热量及时传导出去。阳极靶被电子束轰击的面积叫实际焦点。为了减小几何模糊度以便获得清晰的图像,要求缩小X射线的有效焦点,这可通过减小阳极靶面倾角达到这一目的。当然,从投照需要的角度出发要求有效焦点面越小越好,这样必然要求实际焦点面积缩小。但在一定的阳极负载功率情况下,提高了靶面的比容量,不利于热量扩散,因此倾角不宜小太。但也不能过大,阳极倾角过大将会增大有效焦点面积,使图像模糊不清。阳极靶面产生的二次电子,除对灯丝和玻壳造成危害外,还向各方散射,使阳极靶面外的地方产生X射线,这种非焦点X射线会影响影像的清晰度。因此在阳极端加上一个用无氧铜制成的金属罩,称为反跳罩。罩的轴向有一开口是让阴极电子速通过的;侧面上的开口是X射线出口。这样就使阳极的钨靶面铜柱体、反跳罩组成一体,通过与玻璃膨胀系数相近的铁镍钻合金和玻壳封接后通至管外。(3)玻璃外壳:X射线玻璃外壳是用来支撑阴、阳极和保持管内真空度的。通常多采用能耐高温、绝缘强度高、膨胀系数小的以硅作为主要成分的硼酸硬质玻璃。×10-7Pa(10-7mmHg)以下,以保证灯丝的正常加热和电子飞向阳极的速度。    固定阳极X射线管因阳极焦点面受温度的影响限制了它的功率。要提高功率,焦点面就必须增大。但焦点面增大又影响了影像清晰度,两者不能兼