【文章內(nèi)容簡介】 連接采用外徑較細(xì)的管狀鉬桿；為了增大轉(zhuǎn)子的熱輻射，一般把轉(zhuǎn)子表面黑化。盡管如此，軸承的工作溫度仍可達(dá)到 400攝氏度左右，所以軸承材料要采用耐熱合金鋼，如高速工具鋼。 ? 由于熱輻射的散熱速度較慢，所以使用旋轉(zhuǎn)陽極 X線管時，在兩次曝光之間必須要有充分的間歇時間，以防熱容量過載而損壞管子。 X線機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析 ? 概述 ? 一個 X線機(jī)系統(tǒng)因容量大小和使用目的不同，結(jié)構(gòu)繁簡千差萬別，一般由主機(jī)系統(tǒng)和輔助設(shè)備兩部分構(gòu)成。主機(jī)系統(tǒng)是指圍繞產(chǎn)生 X線的主電路及其元部件所構(gòu)成的系統(tǒng)。輔助設(shè)備是指主機(jī)以外的各種輔助和直接為臨床診斷服務(wù)的設(shè)備。具體構(gòu)成如下所示。 ? 主機(jī)系統(tǒng)由 ? 1 X線管組件、 2 高壓發(fā)生器、 3控制臺等組成 ? 輔助設(shè)備由各種機(jī)械設(shè)備： ? 1各種機(jī)械設(shè)備如：診視床、攝影床、天地軌、懸吊等 ? 2影像處理系統(tǒng)如：影像增強(qiáng)器、電視系統(tǒng)、數(shù)字減影系統(tǒng)（ DSA），電影攝影機(jī)、錄像等 ? 3其它附屬用具：如濾線器、增感屏、膠片，快速換片機(jī)、高壓注射器等 ? X線機(jī)系統(tǒng)就其電路組成一般包括：電源電路，高壓初級和 kV補(bǔ)償電路，高壓整流電路，管電流測量電路， X線管燈絲加熱和管電流控制電路，曝光限時電路，瞬時負(fù)載限制和保護(hù)電路，旋轉(zhuǎn)陽極啟動、延時和保護(hù)電路，全機(jī)控制電路和附屬設(shè)備電路等構(gòu)成。 ? 若采用旋轉(zhuǎn)陽極 X線管，還應(yīng)有啟動、延時和保護(hù)電路。 ? X線遮線器 ? 濾線器 ? X線機(jī)操作手續(xù)要簡便，自動化程度要高。早期的 X線機(jī)是將透視和攝影過程中的千伏、毫安和時間三個基本參量分別選擇和控制，所使用的主要控制元件是多位多層選擇開關(guān)這就是所謂三鈕制控制階段。 ? 在 50～ 60年代出現(xiàn)了精良的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換元件，運(yùn)動范圍很廣的診斷床和斷層床，旋轉(zhuǎn)陽極 X線管的出現(xiàn)和商品化，為快速動態(tài)攝影具備了初步的基礎(chǔ)。隨之控制系統(tǒng)出現(xiàn)了二鈕制（ kv和 mAs）。時間控制精度達(dá)到 ～ ，管電流的控制比數(shù)達(dá)到 50（即 20～ 1000mA）。60年代以后，由于電視系統(tǒng)以及電子圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展，使 X線的光電效應(yīng)得到很大增益， ? 除了某些特殊要求外， X線機(jī)的臨床診斷能力在一定條件下不再單純依賴 X線管的瞬時容量，而是取決于所應(yīng)用的 X線影像增強(qiáng)器，大面積電離室，直流高壓開關(guān)管、調(diào)整管等等。隨之控制系統(tǒng)在穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確和操作快捷方面出現(xiàn)了以電視監(jiān)視調(diào)制為基本手段的遙控和自動 X線控制系統(tǒng)， ? 和三鈕制相比，有所謂一鈕（ kV）和零鈕（只需選擇攝影器官或部位）技術(shù)。特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用在 X線控制系統(tǒng)中，使 X線機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平和現(xiàn)代科學(xué)水平逐步相近， X線的影像質(zhì)量、X線診斷技術(shù)和水平都有極大的提高。 中頻 X線機(jī) ? 一、概述 ? 從 1895年倫琴發(fā)現(xiàn) X線到 20世紀(jì) 70年代，這期間出現(xiàn)的 X線機(jī)均屬于傳統(tǒng) X線機(jī)，工作頻率均采用工頻 50HZ。 80年代以后出現(xiàn)了中頻 X線機(jī)。即其高壓電源和燈絲加熱電源的工作頻率處在無線電頻域的中頻段。在無線電頻域中，一般稱幾百周以下為低頻段，幾百到幾十千周為中頻段，兆周以上為高頻段。 ? 中頻 X線機(jī)的頻率一般為 400HZ～ 20kHZ，目前，甚之達(dá)到上百千周。例如，西門子中頻機(jī)一般為 5kHz～ 20kHz，日本島津和東芝公司走低中頻發(fā)展道路，東芝公司的 KXO 1050（ F）工作頻率為 200Hz，美國 GE公司的 Phasix 60工作頻率為 125kHz，功率 60kw；等等。國外多數(shù)中頻機(jī)的工作頻率為數(shù)千周。所以傳統(tǒng) X線機(jī)又叫低頻 X線機(jī)或工頻 X線機(jī)，把中頻機(jī)叫做現(xiàn)代 X線機(jī)。 ? 中頻機(jī)的出現(xiàn)是 X線機(jī)發(fā)展史上的一大革命。 X線機(jī)工作頻率的改變帶來了結(jié)構(gòu)上 質(zhì)的飛躍，使現(xiàn)代高科技成果得以在 X線機(jī)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。由于中頻機(jī)較工頻機(jī)具有絕對的優(yōu)越性，目前某些西方國家已明文規(guī)定停止工頻機(jī)的生產(chǎn)，用中頻機(jī)取而代之； ? 國外中頻機(jī)的迅速發(fā)展和普及，已經(jīng)引起國內(nèi)專業(yè)界和生產(chǎn)廠家的廣泛關(guān)注。北京醫(yī)療器械所和清華大學(xué)合作，于 90年通過 15kw中頻機(jī)設(shè)計(jì)鑒定， 30kw中頻機(jī)也取得了階段性成果，上海醫(yī)療器械廠和西南醫(yī)用設(shè)備廠也都開展了研究工作，上海廠和 Siemens公司合作其它很多單位也在開展科研、試制工作，已經(jīng)在國內(nèi)形成了競爭力很強(qiáng)的新技術(shù)領(lǐng)域。 ? 二、直流逆變電源 ? 直流逆變電源即中頻機(jī)的中頻電源。它由直流電源、直流逆變和逆變控制三部分組成（－）直流電源 小型中頻機(jī)可直接用蓄電池供電，或由交流經(jīng)整流濾波后變?yōu)橹绷麟娫础? 15kw以下中頻機(jī)一般使用單相電源，經(jīng)橋式整流或倍壓整流后轉(zhuǎn)換成直流電源。 15kw以上的中頻機(jī)多采用三相可控橋式整流電源。 ? 因?yàn)橹蓄l機(jī)的 kV和 mA的穩(wěn)定均采用閉環(huán)控制，不受電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)波動的影響內(nèi)．相對工頻機(jī)來說，中頻機(jī)對電源的要求不高。 ? 中頻機(jī)的 DCDC轉(zhuǎn)換可由單端逆變，半橋式逆變和橋式逆變等幾種。功率控件可用可控硅，大功率 VMOS， 及 IGBT等組成。 ? 三、中頻電源輸出功率和電壓的調(diào)節(jié) ? 1．脈寬調(diào)制控制；這種控制方式是周期 T不變，改變功率波形的脈沖寬度，即改變在一個周期內(nèi)，有功部分和無功部分的占空比來實(shí)現(xiàn)輸出功率的改變。 ? 2．頻率調(diào)制控制：這種控制方式是微分功率值不變，通過改變頻率或周期來改變輸出 ? 率。 ? ? 中頻機(jī)的優(yōu)勢。 ? 中頻機(jī)根本改變了工頻機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，廣泛應(yīng)用現(xiàn)代科技的最新成就，使之具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具有絕對的優(yōu)勢。 ? 1．輸出高質(zhì)量 X線。中頻機(jī)的高壓輸出的脈動量非常小，近似直流，輸出 X射線的高能化和單色化的程度大大加強(qiáng)，這就使病人的皮膚劑量大為降低 ? 從 X線成像規(guī)律可知；對單能窄束 X線，物質(zhì)對其吸收遵守指數(shù)吸收規(guī)律，射線通過物質(zhì)以后，只有光子數(shù)量的減少，沒有光子能量的變化，這對提高影像的診斷質(zhì)量是十分有利的；而一束連續(xù)的 X線，物質(zhì)對其吸收不遵守指數(shù)吸收規(guī)律，X線通過物質(zhì)以后，不僅有光子數(shù)量的變化，能量也發(fā)生變化 —— 一線束的平均能量會越來越高， ? 這就是 X線的硬化效應(yīng)。硬化效應(yīng)會形成偽影，硬化效應(yīng)越大，影像的診斷質(zhì)量越差。中頻機(jī)從球管窗口射出的 X線，已經(jīng)過球管的固有濾過，相對工頻機(jī)來說，其單色化程度大大加強(qiáng)，確保成像質(zhì)量進(jìn)一步提高。 ? 2．輸出劑量大。由于中頻機(jī)輸出的 X線譜中高能成分大量增多，在獲得膠片黑化度相同的情況下，中頻機(jī)的 mAs值是工頻機(jī)的 60％。比如單相工頻機(jī)中，一個脈沖波形的持續(xù)時間為 10ms，而大于0 .707倍峰值的持續(xù)時間約為 5m s； ? 而中頻機(jī)的波形近似直流，所以中頻機(jī)如果需要曝光 10ms的劑量，則在工頻機(jī)中就需要曝光 20ms。曝光時間增加了一倍，勢必增大了動態(tài)模糊度，嚴(yán)重影響了成像質(zhì)量。 ? 如果曝光時間相同，中頻機(jī)使用300mA提供的 X線劑量與工頻機(jī)使用500mA提供的劑量相同。 ? 高劑量的輸出可使曝光時間縮短，改善了成像質(zhì)量。 ? 3．可進(jìn)行實(shí)時控制，控制精度高。在中頻機(jī)中，對 kV、 mA都由微機(jī)管理，閉環(huán)控制。根據(jù)實(shí)際檢測值進(jìn)行跟蹤調(diào)整，實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制，控制精度很高。這在工頻機(jī)中是不可能做到的。 ? 4．輸出穩(wěn)定，重復(fù)性好。在中頻機(jī)中，kV和 mA為閉環(huán)控制，曝光期間也是如此。中頻電源控制電路的設(shè)定值可以做得很精確，檢測電路也可以做得很穩(wěn)定，所以不論影響 kV、 mA的因素有多少，只要其變化在某一允許范圍內(nèi)，則中頻機(jī)每次曝光的輸出量都可以保持一致。 ? 在中頻機(jī)中，不需要 kV補(bǔ)償和管電流的空間電荷補(bǔ)償。而且逆變器總是從 0點(diǎn)開始工 ? 作，不存在零相位接通曝光問題，無須考慮高壓變壓器的瞬態(tài)過程。考慮到高壓電容充電過程，高壓建立時間不會超過 l ms，這對曝光參數(shù)不會產(chǎn)生大的影響。由于中頻機(jī)結(jié)構(gòu)上的這些特點(diǎn)，使閉環(huán)自動控制系統(tǒng)反應(yīng)迅速、準(zhǔn)確， X線曝光量的穩(wěn)定性、重復(fù)性大大提高。 ? 5．中頻機(jī)的體積大大減小。工頻機(jī)中都有一個體積笨重的自耦變壓器，而中頻電源不經(jīng)自耦變壓器直接從工頻電源整流供電。另一方面，中頻機(jī)的高壓變壓器和燈絲變壓器可以做得很小，大大減小體積和重量。 ? 根據(jù)變壓器原理：電壓／（頻率 匝數(shù) 鐵芯截面） =常數(shù)。要得到同樣電壓，若電源頻率增大若干培，則匝數(shù)與鐵芯截面的乘積就可以縮小若干倍。這就使得高壓和燈絲變壓器變得很小，甚至有可能省去高壓油箱和高壓電纜而將高壓發(fā)生器和 X線管一起做成組合管頭。目前，西門子公司的中頻機(jī)組合管頭的代表容量可達(dá) 50kw