X线管的焦点及线量分布课件

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1、第一节第一节X线球管焦点几线量分布主要内容主要内容n n一 X线管焦点 熟悉n n（一）概念（二）焦点的测试n n（三）X线管焦点成像性能主要参量n n二 线量分布 掌握n n（一）焦点面上的线量分布n n（二）照射野内的线量分布 三 X线束 熟悉（一）形状（二）能量谱根据克鲁克斯管设计的早期X线球管（1901）改进后的各种固定阳极X线管各种不同规格的旋转阳极X线管（1959年）高速旋转阳极高速旋转阳极X线管（线管（1973）固定阳极固定阳极X线管的构造和作用线管的构造和作用1、由阳极、阴极和玻璃壳组成。2、阳极：由靶面、铜体、阳极罩、阳极柱组成。作用：产生X线、散热、吸收二次电子和散射线。3

2、、阴极：由灯丝和集射罩组成。作用：发射电子和对电子聚焦。4、玻璃壳：作用：支撑阴阳两级和保持管内真空度。一一 X线管焦点线管焦点n n（一）概念（一）概念n nX X线管阳极靶面实际接受电子撞击的面积，又叫线管阳极靶面实际接受电子撞击的面积，又叫实实际焦点面际焦点面。n n实际焦点影响因素：实际焦点影响因素：1.1.X X线管的功率。实际焦点的线管的功率。实际焦点的面积与面积与X X线管的功率成正比，故旋转阳极线管的功率成正比，故旋转阳极X X线管的线管的功率明显大于固定阳极功率明显大于固定阳极X X线管者。线管者。n n2.2.实际焦点的大小还受管电压和管电流的影响。实际焦点的大小还受管电压

3、和管电流的影响。3.3.聚焦槽的形状、宽度聚焦槽的形状、宽度n n4.4.灯丝在聚焦槽内的位置灯丝在聚焦槽内的位置n n2.主焦点：从灯丝正面发射出电子先发射后会聚撞击阳极靶面形成。n n副焦点：从灯丝侧面发射出电子先发射后会聚撞击阳极靶面形成副焦点。n n3.3.有效焦点有效焦点n nX X线管的实际焦点在像面上不同方位的投影；线管的实际焦点在像面上不同方位的投影；X X线管长轴线管长轴垂直方向上的投影。垂直方向上的投影。n nX X线管的有效焦点与实际焦点的大小、线管的有效焦点与实际焦点的大小、X X线管阳极靶面的线管阳极靶面的倾斜角度、倾斜角度、X X线管窗口的大小有关。线管窗口的大小有

4、关。n n实际工作中统称的焦点大小即指有效焦点大小而言。由于实际工作中统称的焦点大小即指有效焦点大小而言。由于几何投影的关系，有效焦点的大小直接影响照片模拟影像几何投影的关系，有效焦点的大小直接影响照片模拟影像的清晰度。焦点越大，获得影像的半影越大，图像模糊度的清晰度。焦点越大，获得影像的半影越大，图像模糊度越大。越大。n nn n4.有效焦点的标称值n n nominal focal spot value Xn n指在规定条件下测量的与X线管有效尺寸有特定规定比例的无量纲数字。其值是指有效焦点或实际焦点 宽度上的尺寸，大小可进行测定。（二）焦点的测试（二）焦点的测试（三）（三）X线管焦点成像

5、性能主要参量线管焦点成像性能主要参量n n1.焦点的大小n n焦点是一个具有一定面积的发光源，X线影像是有物体（G）吸收了X线后，产生的本影（S）和几何原因形成的半影（H）共同组成的。n n半影（H），又称模糊阴影H=F-ban nF焦点的尺寸 b物-片距离 a焦-物距n n2.焦点的极限分辨力（w）n n是在规定的测量条件下不能成像的最小空间频率值，R=1/2d。n n3.焦点的调制传递函数（MTF）n n定义：描述X线管焦点这个点光源使肢体成像时，肢体组织影像再现率的函数关系。式中：MTF-调制度（0MTF1）I1-最大灰度I2-最小灰度 横座标是分辨率，纵座标是对比度。调制传递函数MTF

6、曲线 调制传递函数MTF曲线 分辨率越小，MTF越大；分辨率越大，MTF越小。调制传递函数可用MTF曲线来表示，分辨率越小，MTF越大；分辨率越大，MTF越小。当分辨率大到一定程度时，MTF趋近于零（表示图像分辨率的线条间距小到几乎分辨不清）。这种程度到达得越迟表示图像分辨率越高。在X射线实时成像检测中通常将灰度设定为8bit（28）即256级，试验表明，正常人的眼睛能够分辨的最低调制度为5%，通常以MTF为8%时对应的分辨率为图像极限分辨率。n n4.焦点增涨值（B）（1）定义：描述X线球管焦点的极限分辨力随着负荷条件的改变而相对变化的量，又称散焦值或晕值。（2）管电压相同的条件下，管电压焦

7、点尺寸，焦点的极限分辨力 管电流相同的条件下，管电压，焦点增涨，尤以高毫安更为显著。n n焦点增涨的原因分析：n nA.管电流 灯丝附近的电子密度较大，由于电子间的库仑力的作用，造成有效焦点 的倾向。反之，管电流，有效焦点n nB.管电压电子束向阳极靶面撞击的速度电子束向阳极靶面撞击的速度电子束向阳极靶面撞击的速度电子束向阳极靶面撞击的速度该方向的矢量电子束向外扩散的时间较短扩散程度也较小有效焦点n nB=W50/W100n n一般X线焦点的增涨值B1二二 线量分布线量分布n n（一）焦点面上的线量分布n n1.从焦点像上可以看出焦点面上密度分布是不均匀的。n n2.焦点面上宽的线量分布是中间

8、少，两边高的双峰形；焦点面上长的线量分布是中间低，两边低的单峰形；n n3.线量呈单峰分布的焦点成像质量好n n（二）照射野内的线量分布n n1.照射野：指通过X线管窗口的线束入射肢体曝光面的大小n n2.焦点的方位特性n n平行于X线管长轴方向的照射野内，近阳极侧有效焦点小；n n平行于X线管长轴方向的照射野内，近阳极侧有效焦点小；n n3.焦点的阳极效应线球管的焦点电子轰击在靶面上的面积称为实际焦点。实际焦点在线投照方向上的投影称有效焦点，或称目视焦点。设靶面与线投照方向的夹角为，实际焦点的长度为，宽度为，那么它在方向上的投影，其宽度不变，长度为sin，因此有效焦点为sin。当投照方向与线

9、管轴相垂直时，这时的角称为靶角或阳极倾角。实际焦点在与线管轴相垂直方向上的投影称为标称有效焦点。在线球管规格中，通常以标称有效焦点来表示其有效焦点。其关系如图所示。线球管的阳极之所以设计成倾斜一定的角度，是为了增大实际焦点面，减小有效焦点，这样既能提高线球管的热容量，又能改善影像质量，使影像较为清晰。有效焦点与成像质量有密切联系。有效焦点尺寸越小，影像清晰度越高。由图可以看出，当有效焦点为点光源时，胶片上的影像界限分明，清晰度高；当有效焦点具有一定尺寸时，胶片上的影像边界产生了半影，边缘模糊，清晰度降低。三三 X线束线束n n（一）X线束的形状n n1.照射野 其大小多用于X线束限制器（缩光器

10、、遮光筒）来控制n n2.中心线、斜射线n n中心线：X线束中心部分的设限，是摄影方向的代表n n斜射线：X线束除中心线以外的射线。在某些特殊体位摄影时可用斜射线进行摄影，以减少影像的重叠。n n处于中心射线部位的X线影像，虽有放大，但仍保持被照体原来的形状，并无图像歪曲或失真；而边缘射线部位的X线影像，由于倾斜投射，对被照体则既有放大，又有歪曲。n nX X线管阳极靶对线管阳极靶对X X线投影的（放大线投影的（放大与晕影）焦点面与晕影）焦点面使使X X线投影放大线投影放大并产生伴影。当并产生伴影。当荧屏或胶片荧屏或胶片（F F）由由A A移至移至B B时，投影将更放时，投影将更放大，伴影也增大大，伴影也增大 斜射投照对X线投影的影响（歪曲失真）同样的球体，由于倾斜投射，使投影变形，呈蛋形(S2)；中心射线部分的投影（S1），有放大，但仍呈球形 n n（二）X线的能量谱n n实验一 阳极效应及焦点特性的测试专业技术人员培训和必备的条件：临危不惧临危不惧 忙而不乱忙而不乱 争分夺秒争分夺秒 重点突出重点突出 胆大心细胆大心细