第三次课 第二章 X线管-2012教材
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X线管PPT课件
39
大功率X线管共性：
靶面直径大（120mm） d↗ P↗ 转速高 n↗ P↗
靶角小（9°～14°）
– S有一定时，Q↘， S实↗ ，P ↗
与热交换器配合使用 油冷
－－ 用于大负载短时间曝光
40
金属陶瓷大功率Ｘ线管
41
（一）金属陶瓷大功率X线管
1、金属外壳代替玻璃外壳：加大强度 2、陶瓷电极支座：提高绝缘性能 3、液态金属代替轴承：增加热传导，提高冷却能力 4、热容量达5.2MHU以上，且能在1秒内快速启动
24
双焦点技术
功率较大的Ｘ线管为了协调不同功率与焦点 的关系，阴极装有两根长短和粗细都不同的灯丝 ，长的灯丝加热电压高，辐射热电子多，形成大 焦点；短的灯丝加热电压低，辐射热电子少，形 成小焦点，这种Ｘ线管称为双焦点Ｘ线管。
25
双焦点技术
在透视时使用小焦点 在摄影时使用大焦点
阳极 正KV
大焦 小焦 灯丝 灯丝
44
（二）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
45
（三）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地
大大提高球管的寿命和散热速度，提高热容量。
46
2019/10/18
47
（四）电子束控金属球管
又称Straton球管，由SIMENS公司发明
12
阴极
固定阳极X线管的阴极结构
13
灯丝
由钨制成（发射电子能力强、高温下不易蒸发、 良好的延展性、容易加工成细丝），其作用是辐射 热电子。灯丝通电后，温度逐渐升高，到一定温度 （约2100K）后开始辐射热电子。
大功率X线管共性：
靶面直径大（120mm） d↗ P↗ 转速高 n↗ P↗
靶角小（9°～14°）
– S有一定时，Q↘， S实↗ ，P ↗
与热交换器配合使用 油冷
－－ 用于大负载短时间曝光
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金属陶瓷大功率Ｘ线管
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（一）金属陶瓷大功率X线管
1、金属外壳代替玻璃外壳：加大强度 2、陶瓷电极支座：提高绝缘性能 3、液态金属代替轴承：增加热传导，提高冷却能力 4、热容量达5.2MHU以上，且能在1秒内快速启动
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双焦点技术
功率较大的Ｘ线管为了协调不同功率与焦点 的关系，阴极装有两根长短和粗细都不同的灯丝 ，长的灯丝加热电压高，辐射热电子多，形成大 焦点；短的灯丝加热电压低，辐射热电子少，形 成小焦点，这种Ｘ线管称为双焦点Ｘ线管。
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双焦点技术
在透视时使用小焦点 在摄影时使用大焦点
阳极 正KV
大焦 小焦 灯丝 灯丝
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（二）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
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（三）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地
大大提高球管的寿命和散热速度，提高热容量。
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（四）电子束控金属球管
又称Straton球管，由SIMENS公司发明
12
阴极
固定阳极X线管的阴极结构
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灯丝
由钨制成（发射电子能力强、高温下不易蒸发、 良好的延展性、容易加工成细丝），其作用是辐射 热电子。灯丝通电后，温度逐渐升高，到一定温度 （约2100K）后开始辐射热电子。
第三章 诊断用X线管--2.
27
• 热容量的单位是焦耳（J），即
• • • • 1J=1kV（有效值）×1mA（有效值）×1s 热容量的单位目前还使用HU来表示，即 1HU=1kV（峰值）×1mA（平均值）×1s 在单相全波整流情况下，两者的换算关系： 1HU=0.77Ws=0.77J
高压整流方式 计算公式
单相全波整流
三相六波整流
• 旋转阳极X线管的标称功率：指在三相全波整流 电路中，曝光时间为0.1s时的容量。
• 例如，XD51-20· 40/125型旋转阳极X线管的标称功率为： 小焦点（1.0mm×1.0mm）20kW，大焦点 （2.0mm×2.0mm）40kW。
20
4.瞬时负荷与连续负荷的容量表示方法
• （1）瞬时负荷的容量表示方法 • 瞬时负荷：曝光时间为数毫秒到数秒的单次摄影。 瞬时负荷的容量常用瞬时负荷特性曲线表示。 • XD51-20.40/125型旋转阳极X线管大焦点瞬时特 性曲线图
第三章 诊断用X线管
1
回顾
• 1.固定阳极X线管的结构及其作用
• 2.X线管的实际焦点与有效焦点及其关系
• 3.旋转阳极X线管的特点及其阳极结构
• 4.固定阳极X线管与旋转阳极X线管的散热方式
2
主要内容
一．X线管的特性与参数 二．管套 三．X线管常见故障简述
3
基本要求
1. 掌握X线管的特性与参数。 2. 熟悉X线管管套的结构。 3. 了解X线管的常见故障及原因。
绝缘介质的种类以及管套的形式决定。 • X线管工作时，管电压不得高于最高管电压，否 则将导致管壁放电甚至击穿而使X线管损坏。
13
• （二）最大管电流 • 它是在某一管电压和某一曝光时间条件下，X线 管所允许的最大平均管电流。单位是毫安（mA） • 使用X线机时，管电流不得大于最大管电流，否 则，将导致X线管电子束轰击面过热而损坏或缩 短灯丝寿命。 • （三）最长曝光时间 它是在某一管电压和某一管 电流条件下，X线管所允许的最长曝光时间值。 • 使用X线机时，曝光时间不得长于最大曝光时间 值，否则将导致X线管因承受电子束轰击的靶面 过热而损坏。
《X线管装置》课件
《X线管装置》PPT课件
在本课件中，我们将深入探讨X线管的基本原理、工作原理、类型、安全使用、 维护以及未来发展。让我们一起破解X线管的神秘面纱吧！
简介
X线管的基本原理
X线管是一种产生X射线的 装置，主要是将电子加速 到高速并在金属靶上撞击 使其产生X射线。
X线的应用领域
X线技术已广泛应用于医疗、 工业、安全等领域。在医 疗方面，X线可以用于检查 骨骼、胸部、牙齿等疾病。
X射线的产生原理
金属靶是X线管中最关键的部 分之一。当电子撞击金属靶时， 它们被强烈地减速，由此释放 出X射线。
X线管的类型
1 固定式X线管
安装的位置一般不发生 改变，用于固定场所的 X射线检查。
2 可移动式X线管
3 旋转式X线管
相对于固定式X线管， 它具有更大的灵活性和 使用范围，适用于施工 现场以及特殊区域使用。
X线管的组成
X线管由阴极、阳极、玻璃 管、热敏材料、聚焦杯以 及金属靶等多个部分组成。
X线管的工作原理
阴阳极发射电子原理
X线管的阴极会发射出大量电 子，这些电子被加速到阳极， 从而产生高速运动的电流。
加速电势和焦点原理
电子经过聚焦杯的导向而汇聚 于靶上，由此产生了一个射线 束，这个束的密度随着离开焦 点的距离的增加而逐渐减弱。
主要用于对较大的物体 进行X-ray CT成像以及 较高精度的检测。它的 保护措施
应根据工作现场及放射线剂量进行科学分析，进而确定其成分、厚度、吸收剂量、 接触时间等。
2
辐射防御
对使用X线机的员工进行辐射防护，巩固防护措施并确保其处于保护状态。
3
特殊情况的处理
在使用X线管设备时，如果出现意外情况，我们需要及时处理并向专业人员寻求 帮助。
在本课件中，我们将深入探讨X线管的基本原理、工作原理、类型、安全使用、 维护以及未来发展。让我们一起破解X线管的神秘面纱吧！
简介
X线管的基本原理
X线管是一种产生X射线的 装置，主要是将电子加速 到高速并在金属靶上撞击 使其产生X射线。
X线的应用领域
X线技术已广泛应用于医疗、 工业、安全等领域。在医 疗方面，X线可以用于检查 骨骼、胸部、牙齿等疾病。
X射线的产生原理
金属靶是X线管中最关键的部 分之一。当电子撞击金属靶时， 它们被强烈地减速，由此释放 出X射线。
X线管的类型
1 固定式X线管
安装的位置一般不发生 改变，用于固定场所的 X射线检查。
2 可移动式X线管
3 旋转式X线管
相对于固定式X线管， 它具有更大的灵活性和 使用范围，适用于施工 现场以及特殊区域使用。
X线管的组成
X线管由阴极、阳极、玻璃 管、热敏材料、聚焦杯以 及金属靶等多个部分组成。
X线管的工作原理
阴阳极发射电子原理
X线管的阴极会发射出大量电 子，这些电子被加速到阳极， 从而产生高速运动的电流。
加速电势和焦点原理
电子经过聚焦杯的导向而汇聚 于靶上，由此产生了一个射线 束，这个束的密度随着离开焦 点的距离的增加而逐渐减弱。
主要用于对较大的物体 进行X-ray CT成像以及 较高精度的检测。它的 保护措施
应根据工作现场及放射线剂量进行科学分析，进而确定其成分、厚度、吸收剂量、 接触时间等。
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辐射防御
对使用X线机的员工进行辐射防护，巩固防护措施并确保其处于保护状态。
3
特殊情况的处理
在使用X线管设备时，如果出现意外情况，我们需要及时处理并向专业人员寻求 帮助。
2.42.1X线管医学影像设备学
玻璃制成，由于玻璃壳与阴阳两极的金属膨胀系数不同， 不能直接焊接，常在二者之间镶合金圈作为中间过渡体， 再将玻璃壳焊接在合金圈上。 玻璃壳内部保持高真空度，装入X线管的所有零件都必 须经过严格清洗去油和彻底除气。固定阳极X线管的主要 缺点是焦点尺寸大、瞬时负载功率小，现已多为旋转X线 管取代。
二、旋转阳极X线管
CT用X线管在结构上采用大的靶盘直径、厚的钼基或石 墨基，小的靶角，且对轴承及润滑剂提出了更高的要求。
例如，国产型号为XT1502的CT用X线管的靶盘直径为 118mm，靶角为9°，阳极转速为2800r/min，小焦点为 0.6mm×0.6mm，大焦点为1.2mm×1.2mm。
五、管 套 整个管套内充满变压器油，作为绝缘和冷却用。
如图：
旋转阳极X线管管套
组合机头
旋转阳极X线管的功率是基于阳极转速达到 额定值时的功率，如果在阳极转速尚未达到额定 值时曝光，将会造成X线管的靶面熔化损坏。因 此在实际应用中，必须使阳极转速达到额定值 （约0.8~1.2s时间），才能加管电压产生X线。 现在，旋转阳极X线管的X线机均设有旋转阳极 启动、延时、保护电路。
曝光结束、启动电机断电后，转子因惯性将 有较长的静转时间 ，一般为数分钟至几十分钟 ， 为了延长球管寿命，必须进行有效制动。
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
X线管
X线管
X线管是X线机的核心部件 作用：将电能转化为X线 发展：固定阳极X线管
旋转阳极X线管 特殊X线管
4
X线管
一、固定阳极X线管 （一）结构：由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成
5
固 定 阳 极 线 管
X
（一）阳极
（二）阴极
阴极头
（三）玻璃壳
作用：用来支撑阴、阳两极和保持管内真空度。 通常采用熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的钼组硬质
二、旋转阳极X线管
CT用X线管在结构上采用大的靶盘直径、厚的钼基或石 墨基，小的靶角，且对轴承及润滑剂提出了更高的要求。
例如，国产型号为XT1502的CT用X线管的靶盘直径为 118mm，靶角为9°，阳极转速为2800r/min，小焦点为 0.6mm×0.6mm，大焦点为1.2mm×1.2mm。
五、管 套 整个管套内充满变压器油，作为绝缘和冷却用。
如图：
旋转阳极X线管管套
组合机头
旋转阳极X线管的功率是基于阳极转速达到 额定值时的功率，如果在阳极转速尚未达到额定 值时曝光，将会造成X线管的靶面熔化损坏。因 此在实际应用中，必须使阳极转速达到额定值 （约0.8~1.2s时间），才能加管电压产生X线。 现在，旋转阳极X线管的X线机均设有旋转阳极 启动、延时、保护电路。
曝光结束、启动电机断电后，转子因惯性将 有较长的静转时间 ，一般为数分钟至几十分钟 ， 为了延长球管寿命，必须进行有效制动。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
X线管
X线管
X线管是X线机的核心部件 作用：将电能转化为X线 发展：固定阳极X线管
旋转阳极X线管 特殊X线管
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X线管
一、固定阳极X线管 （一）结构：由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成
5
固 定 阳 极 线 管
X
（一）阳极
（二）阴极
阴极头
（三）玻璃壳
作用：用来支撑阴、阳两极和保持管内真空度。 通常采用熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的钼组硬质
X线检查技术(一)ppt课件
第6颈椎
环状软骨
第7颈椎
环状软骨下2cm
第2、3胸椎间盘 胸骨颈静脉切迹 颈根部最突出的棘突
第4、5胸椎间盘 胸骨角
肩胛上角
32/50
部位
第6胸椎 第7胸椎 第11胸椎 第1腰椎 第3腰椎 第4腰椎 第5腰椎
第2骶椎
尾骨
前面观对应平面
侧面观对应平面
双乳头连线中点（男）
胸骨体中点
肩胛下角
胸骨剑突末端
35/50
6、千伏与毫安秒的选择 7、呼气与吸气的应用 （1）平静呼吸下屏气 （2）深吸气后屏气 （3）深呼气后屏气 （4）缓慢连续呼吸 （5）平静呼吸不屏气 8、照射野的校准
36/50
（二）摄影步骤 1、阅读申请单 2、摄影位置的确定 3、摄影前的准备 4、胶片尺寸的选择和放置 5、照片标志的安放 6、衣着的处理
15/50
3.根据被照体与摄影床的关系命名 左侧卧位 右侧卧位
4、根据被照体与摄影床的位置关系及中心线入射被检体 时与探测器的关系命名。 仰卧水平侧位
16/50
5、根据被照体姿势命名 前凸位 蛙式位
17/50
6、根据某部位的功能命名 颈椎的过伸、过屈位。 下颌关节的张口位 闭口位
18/50
7、根据摄影体位创始人的名字命名 乳突的劳氏位 梅氏位 鼻窦的瓦氏位 许氏位
79/50
80/50
锁骨后前位
病人取俯卧位，锁骨中点对准台面中线，并紧 靠台面。中心线对准肩胛骨上角。
81/50
• 下肢骨骼的X线摄影
82/50
8、足部位置（前后位和侧位）
83/50
84/50
85/50
86/50
87/50
88/50
《X线基本知识》PPT课件
精选课件ppt
15
胶片的保存
标准储存条件: 温度10°～15℃，湿度40～60%; 防止 辐射线的照射;X线胶片必须完全避开辐射线的照射，它们 会引起胶片的严重灰雾。
特别强调，对于热敏胶片的保存，除上述要求外，对保 存温度的要求很严格，无论是未使用的或是成像后的胶片， 保存温度要控制在24 ℃ 以下，如果在30 ℃情况下长期 保存，能影响胶片质量。
(4)感度补偿型增感屏:这是一种比常规增感屏尺寸长得多， 由不同感度的荧光体组合而成的增感屏。它用于全身脊柱 摄影、上下肢全长摄影、血管造影等。
(5)乳腺摄影专用增感屏:为减少照射剂量，同时保证影像 质量，现以单层乳剂胶片与单张软线增感屏组合使用的方 法，将照射剂量减少到1/15～1/30，最近又将单层微 粒可塑型稀土屏，专用于乳腺摄影。
4.反射层或吸收层：荧光体在X线激发下产生的荧光是向各方面发射 的，其中有不少荧光向增感屏背面照射而损失掉。因此，对于高感度 增感屏，在其层上涂有一层光泽明亮的无机物(如二氧化钛、硫酸钡、 氯化镁等)，使荧光反射回胶片，提高了发光效率，此层即为反射层。 而对于高清晰型增感屏，则在基层上加涂一层吸收物质(如碳黑、有 机或无机颜料等)，以吸收由荧光体向基层照射的荧光，防止荧光反 射到胶片，提高影象清晰度，此层即为吸收层。高清晰型增感屏没有 吸收层。
(6)连续摄影用增感屏:这是一种用于快速连续换片装置中 的增感屏。特点是增感率高，同时为适应胶片在装置中的 高速传递，其表面的物理强度高，防静电性能好。
精选课件ppt
24
二 增感屏的结构
增感屏是由以下四层组成：
1.基层：基层为荧光物质的支持体。
2.荧光体层：是增感屏的核心物质。
3.保护层：防止静电 保护荧光体不受损害。
X线检查基本知识
第一节 X线检查基本知识
（二）X线的特性 1.穿透性 2.荧光效应 3.感光效应 4.生物学效应
第一节 X线检查基本知识
（三）X线成像的基本原理
1.X线具有一定的穿透力 2.人体组织存在密度及厚度差异 3.透过X线经过显像形成灰度影像
第一节 X线检查基本知识 二、X线检查参数 （一）X线管焦点
+
e
hf
第一节 X线检查基本知识 二、X线检查参数 （二）X线束
3.散射线的产生和消除 （2）散射线含有率：是作用于胶片上的散射线与全部射线的 比率。 散射线含有率与原发射线和受检体有关。
第一节 X线检查基本知识
二、X线检查参数 （二）X线束
3.散射线的产生和消除 （3）抑制和消除散射线的方法 抑制散射线的方法：遮线器、滤过板 消除散射线的方法：空气间隙法、滤线栅
第一节 X线检查基本知识 二、X线检查参数
（三）X线摄影条件的制定与应用
2.摄影用管电流与摄影时间 管电流与摄影时间的乘积为管 电流量。在感光效应一定时，两者呈反比关系。由于X线 管容量的限制，管电流的选择不能是任意的，必须从X线 管规格表中找出对应于管电压和摄影时间的最大管电流。 具体选择应在容许的最大管电流以下，根据摄影部位的需 要选择适当的摄影时间，再确定出对应于所需管电压下的 容许管电流。
第一节 X线检查基本知识
三、X线影像
（四）X线照片的模糊度及影响因素
2.X线照片影像模糊的影响因素
对影像质量影响较大的是焦点的几何学模糊、运动性模糊和屏片系统产生的模糊。
第一节 X线检查基本知识
2.X线照片影像模糊的影响因素
（1）几何学模糊 半影的大小为：
第一节 X线检查基本知识
X线管的基本知识
X线球管的基本知识第一节固定阳极X线管一、结构固定阳极X线管是诊断用X线管中最简单的一种，如图3—1所示，其结构主要由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成.(一）阳极阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生X线，同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去；其次是吸收二次电子和散乱射线.固定阳极X线管的阳极结构由阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄四部分组成。
固定阳极X线管的阳极结构1．阳极头它由靶面和阳极体组成。
靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生X线（曝光）.但由于曝光时，只有不到1%的电子流动能转换为X线能，其余均转化为热能，所以曝光时，靶面将产生大量的热量而使其工作温度很高。
又由于辐射的X线强度与靶面材料的原子序数成正比，所以X线管的靶面材料一般都选用钨（Z=74）,故称为钨靶。
钨的特点是熔点高（3370℃),蒸发率低,原子序数大,又有一定的机械强度.但钨的导热率小,受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，故常把厚度为1。
5～3mm的钨靶面用真空熔焊的方法焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上。
这样制成的阳极头不但辐射X线的效率高，而且具有良好的散热性能.固定阳极X线管的靶面静止不动,电子流总是轰击在靶面固定的同一位置上.由于单位面积上所承受的最大功率是一定的，所以固定阳极X线管的功率是有限的.2．阳极帽它又称阳极罩或反跳罩，由含钨粉的无氧铜制成，依靠螺纹固定到阳极头上，其主要作用是吸收二次电子和散乱射线。
阳极帽上有两个圆口：头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击靶面的通道；侧下部圆口向外，是X线的辐射通道，有的X线管在此圆口处加上了一层金属铍片，以吸收软X线，降低病人皮肤剂量。
高速运动的电子流轰击靶面时,会有少量的电子从靶面反射和释放出来,这部分电子称为二次电子。
二次电子有害无益，其能量较大（约为原来的99％）,轰击到玻璃壳内壁上，将使玻璃壳温度升高而释放气体,降低管内真空度或使玻璃壳击穿；二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射X线,使X线影像质量降低;二次电子还会附着在玻璃壁上,造成整个管壁电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏。
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固定阳极→旋转阳极 低速→高速 小功率→大功率
X线管的作用
➢产生并输出X射线 ➢X线机的心脏
X线管的类型
➢诊断用X线管：
➢透视、摄影 ➢焦点小，功率大、散热器散热
➢治疗用X线管：
➢浅表治疗、深层治疗 ➢大焦点、长时间曝光、风冷水冷或油冷
一、固定阳极X线管
（一）构造和作用
由阳极、阴极和玻璃壳组成
➢ 启动原理：类似单相异步（鼠笼式）电动机
➢ 转子转速：n=120f/p f↗，n↗ ➢ 功率：P=K（nd ）1/2 n↗，P↗（中频机）
➢ 阳极制动：减少空转磨损
高速管：避开临界转速 低速管：通过静转时间反映轴承磨损度
➢ 轴承：耐热合金钢制成，耐高温 ➢ 轴承的润滑：固体润滑材料，二硫化钼、银、铅 ➢ 需配有启动、延时、降压、制动、保护电路
（标称）有效焦点的容许值变化范围
标称（mm） 容许宽（mm） 容许长（mm）
0.6
0.6~0.9
0.9~1.3
0.8
0.8~1.2
1.1~1.6
1.0
1.0~1.4
1.3~1.8
1.2
1.2~1.7
1.7~2.4
4、有效焦点同成像质量的关系
有效焦点
有效焦点
A
B
物体
A
B
焦点为点光 源时，图像 边缘清晰
3、玻璃壳 作用：支撑阴阳两极、保持管内真空度
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
铜体
钨靶
X线出口 集射罩 阴极
（二）X线管的焦点
1、实际焦点：电子轰击在靶面上的面积
2、有效焦点：实际焦点在X线投照方向上的投影
3、标称（有效）焦点：
X线投照方向 ⊥ X线管轴 时的有效焦点
X
钨靶
灯丝
X线投照方向
线 管 轴
有效焦点面
X线产生的基本条件
1、电子源（常用热阴极） 2、阳极靶（被高速电子轰击而产生X射线） 3、高速电子流（高真空/高压）
X线管的发展
❖1896年 第一只X线管（SIEMENS） ❖1913年 高真空热阴极管（美国 威廉.柯立兹） ❖1923年 双焦点固定阳极管 ❖1927年 旋转阳极管 ❖1973年 高速金属旋转阳极管（CT球管） ❖2003年 电子束控高速金属管（SIEMENS Straton管） ❖含气管→真空管 单焦点→双焦点
2、优点： 功率大、焦点小
（二）旋转阳极X线管的组成
1、组成：阳极、（偏）阴极和玻璃壳
2、阳极：靶面、转子、轴承和定子
3、靶面：镶在钼基或石墨基上的铼钨合金 靶：
（1）晶粒细，抗热胀性好，再结晶温度高，不易 龟裂
（2）X线辐射率下降较慢 （3）球管热容量大大提高
－－－－取代纯钨靶
4、旋转阳极X线管各要素
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
铜体
钨靶
X线出口
集射罩
阴极
1、阳极 由靶面、铜体、阳极罩、阳极柱组成
阳极柱
子 和散射线
铜体/阳极柱：散热
铜体
靶面：产生X线
钨靶
X线出口 集射罩 阴极
2、阴极 由灯丝、集射罩组成
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
灯丝：发射电子
集射罩：聚焦
铜体
钨靶 X线出口 集射罩 阴极
A1
B1
胶片
焦点尺寸增大， 则出现半影，图 像边缘模糊
A1 A2
半影
B1 B2
半影
*有效焦点越小，图像清晰度越高
*焦点尺寸-成像质量的关系
焦点面积减小 几何模糊减少 影像清晰度高
管容量有限
焦点面积增大 管容量增大 曝光时间缩短 VS 运动模糊减少
影像清晰度下降
----对于固定阳极X线管，双焦点 ----引入旋转阳极X线管
实际焦点面
（1）X线投照方向 ⊥ X线管轴 时，靶面与X线投照方
向的夹角Q称为阳极倾角/靶角。
（2）有效焦点S有、实际焦点S实和阳极倾角Q的关系： a、S有=S实×sin Q b、S有一定时，Q越小， S实越大，热容量P越大 c、为减少几何模糊，要求S有尽量小
（3）（标称）有效焦点一般用 容许长× 容许宽 标注
（三）X线球管散热方式
1、固定阳极X线管：热传导
2、旋转阳极X线管：热辐射
－黑化转子表面，增大热辐射 －曝光间隔较长，保证热辐射
三、大功率X线管
共性：
靶面直径大（120mm） d↗ P↗ 转速高 n↗ P↗
靶角小（9°～14°）
– S有一定时，Q↘， S实↗ ，P ↗
与热交换器配合使用 油冷
愈靠近阴极，Q角愈大，有效焦点愈大。
实际焦点面
（2）若投影方向偏离管轴线和电子入射方向组成的平面，有效 焦点的形状还会出现失真，故应使 X线中心线对准影像中心
即保持实际焦点中心、X线输出窗中心、投影中心
三点共线
7、焦点增涨
有效焦点的尺寸同kV和mA有关：
kV增大， S有稍小（克服电子斥力） mA增大， S有明显增大（增加热电子）
第二章 医用诊断X线球管
主要内容
X线管的作用和分类 固定阳极球管的结构、特点和功能 旋转阳极球管的结构、特点和功能 衡量X线管的主要参数：功率、焦点 大功率X线管的实现 特殊X线管的结构特点和应用 X线管的基本特性 X线强度的空间分布特点和实际运用 瞬时负载曲线 热容量的一般表示方式：HU X线管的检验和使用
焦点增涨： kV一定，mA增大， S有明显增加
（低压时较明显）
二、 旋转阳极X线管
➢ 固定阳极X线管
– 焦点面积受限，功率（容量）受限，无法兼顾
➢ 旋转阳极X线管设计思路
– 在不增大焦点面的前提下，提高焦点受热面积， 进而提高功率（容量）
（一）旋转阳极X线管的特性
1、特点： 偏阴极、阳极靶面高速旋转
5、X线辐射强度分布 对成像质量的影响
（1）医学诊断用X线 管的焦点一般是双峰 分布
（2）高斯分布影像 分辨率最高
双峰分布
（实际情况）
矩形分布
高斯分布
（理想情况）
钨靶
灯丝
6、焦点的方向性
三点 共线
（1）焦点尺寸同投影方向有关
由于X线呈锥形辐射，故
有效焦点面
投影方位愈靠近阳极，Q角愈小，有效焦点愈小；
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
（三）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地。
－－ 用于大负载短时间曝光
（一）金属陶瓷大功率X线管
1、金属外壳代替玻璃外壳：加大强度 2、陶瓷电极支座：提高绝缘性能 3、液态金属代替轴承：增加热传导，提高冷却能力 4、热容量达5.2MHU以上，且能在1秒内快速启动
－－用于连续摄影、断层摄影、电影摄影等
（二）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管
X线管的作用
➢产生并输出X射线 ➢X线机的心脏
X线管的类型
➢诊断用X线管：
➢透视、摄影 ➢焦点小，功率大、散热器散热
➢治疗用X线管：
➢浅表治疗、深层治疗 ➢大焦点、长时间曝光、风冷水冷或油冷
一、固定阳极X线管
（一）构造和作用
由阳极、阴极和玻璃壳组成
➢ 启动原理：类似单相异步（鼠笼式）电动机
➢ 转子转速：n=120f/p f↗，n↗ ➢ 功率：P=K（nd ）1/2 n↗，P↗（中频机）
➢ 阳极制动：减少空转磨损
高速管：避开临界转速 低速管：通过静转时间反映轴承磨损度
➢ 轴承：耐热合金钢制成，耐高温 ➢ 轴承的润滑：固体润滑材料，二硫化钼、银、铅 ➢ 需配有启动、延时、降压、制动、保护电路
（标称）有效焦点的容许值变化范围
标称（mm） 容许宽（mm） 容许长（mm）
0.6
0.6~0.9
0.9~1.3
0.8
0.8~1.2
1.1~1.6
1.0
1.0~1.4
1.3~1.8
1.2
1.2~1.7
1.7~2.4
4、有效焦点同成像质量的关系
有效焦点
有效焦点
A
B
物体
A
B
焦点为点光 源时，图像 边缘清晰
3、玻璃壳 作用：支撑阴阳两极、保持管内真空度
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
铜体
钨靶
X线出口 集射罩 阴极
（二）X线管的焦点
1、实际焦点：电子轰击在靶面上的面积
2、有效焦点：实际焦点在X线投照方向上的投影
3、标称（有效）焦点：
X线投照方向 ⊥ X线管轴 时的有效焦点
X
钨靶
灯丝
X线投照方向
线 管 轴
有效焦点面
X线产生的基本条件
1、电子源（常用热阴极） 2、阳极靶（被高速电子轰击而产生X射线） 3、高速电子流（高真空/高压）
X线管的发展
❖1896年 第一只X线管（SIEMENS） ❖1913年 高真空热阴极管（美国 威廉.柯立兹） ❖1923年 双焦点固定阳极管 ❖1927年 旋转阳极管 ❖1973年 高速金属旋转阳极管（CT球管） ❖2003年 电子束控高速金属管（SIEMENS Straton管） ❖含气管→真空管 单焦点→双焦点
2、优点： 功率大、焦点小
（二）旋转阳极X线管的组成
1、组成：阳极、（偏）阴极和玻璃壳
2、阳极：靶面、转子、轴承和定子
3、靶面：镶在钼基或石墨基上的铼钨合金 靶：
（1）晶粒细，抗热胀性好，再结晶温度高，不易 龟裂
（2）X线辐射率下降较慢 （3）球管热容量大大提高
－－－－取代纯钨靶
4、旋转阳极X线管各要素
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
铜体
钨靶
X线出口
集射罩
阴极
1、阳极 由靶面、铜体、阳极罩、阳极柱组成
阳极柱
子 和散射线
铜体/阳极柱：散热
铜体
靶面：产生X线
钨靶
X线出口 集射罩 阴极
2、阴极 由灯丝、集射罩组成
阳极柱
玻璃外壳
阳极罩
灯丝
灯丝：发射电子
集射罩：聚焦
铜体
钨靶 X线出口 集射罩 阴极
A1
B1
胶片
焦点尺寸增大， 则出现半影，图 像边缘模糊
A1 A2
半影
B1 B2
半影
*有效焦点越小，图像清晰度越高
*焦点尺寸-成像质量的关系
焦点面积减小 几何模糊减少 影像清晰度高
管容量有限
焦点面积增大 管容量增大 曝光时间缩短 VS 运动模糊减少
影像清晰度下降
----对于固定阳极X线管，双焦点 ----引入旋转阳极X线管
实际焦点面
（1）X线投照方向 ⊥ X线管轴 时，靶面与X线投照方
向的夹角Q称为阳极倾角/靶角。
（2）有效焦点S有、实际焦点S实和阳极倾角Q的关系： a、S有=S实×sin Q b、S有一定时，Q越小， S实越大，热容量P越大 c、为减少几何模糊，要求S有尽量小
（3）（标称）有效焦点一般用 容许长× 容许宽 标注
（三）X线球管散热方式
1、固定阳极X线管：热传导
2、旋转阳极X线管：热辐射
－黑化转子表面，增大热辐射 －曝光间隔较长，保证热辐射
三、大功率X线管
共性：
靶面直径大（120mm） d↗ P↗ 转速高 n↗ P↗
靶角小（9°～14°）
– S有一定时，Q↘， S实↗ ，P ↗
与热交换器配合使用 油冷
愈靠近阴极，Q角愈大，有效焦点愈大。
实际焦点面
（2）若投影方向偏离管轴线和电子入射方向组成的平面，有效 焦点的形状还会出现失真，故应使 X线中心线对准影像中心
即保持实际焦点中心、X线输出窗中心、投影中心
三点共线
7、焦点增涨
有效焦点的尺寸同kV和mA有关：
kV增大， S有稍小（克服电子斥力） mA增大， S有明显增大（增加热电子）
第二章 医用诊断X线球管
主要内容
X线管的作用和分类 固定阳极球管的结构、特点和功能 旋转阳极球管的结构、特点和功能 衡量X线管的主要参数：功率、焦点 大功率X线管的实现 特殊X线管的结构特点和应用 X线管的基本特性 X线强度的空间分布特点和实际运用 瞬时负载曲线 热容量的一般表示方式：HU X线管的检验和使用
焦点增涨： kV一定，mA增大， S有明显增加
（低压时较明显）
二、 旋转阳极X线管
➢ 固定阳极X线管
– 焦点面积受限，功率（容量）受限，无法兼顾
➢ 旋转阳极X线管设计思路
– 在不增大焦点面的前提下，提高焦点受热面积， 进而提高功率（容量）
（一）旋转阳极X线管的特性
1、特点： 偏阴极、阳极靶面高速旋转
5、X线辐射强度分布 对成像质量的影响
（1）医学诊断用X线 管的焦点一般是双峰 分布
（2）高斯分布影像 分辨率最高
双峰分布
（实际情况）
矩形分布
高斯分布
（理想情况）
钨靶
灯丝
6、焦点的方向性
三点 共线
（1）焦点尺寸同投影方向有关
由于X线呈锥形辐射，故
有效焦点面
投影方位愈靠近阳极，Q角愈小，有效焦点愈小；
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
（三）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地。
－－ 用于大负载短时间曝光
（一）金属陶瓷大功率X线管
1、金属外壳代替玻璃外壳：加大强度 2、陶瓷电极支座：提高绝缘性能 3、液态金属代替轴承：增加热传导，提高冷却能力 4、热容量达5.2MHU以上，且能在1秒内快速启动
－－用于连续摄影、断层摄影、电影摄影等
（二）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管