医学影像设备学

董晓军、陈宗桂、魏宁宁

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
  • 2 普通X线成像设备
    • 2.1 医用X线机的基本结构
    • 2.2 X线管装置
    • 2.3 高压发生装置
    • 2.4 X线机基本电路
    • 2.5 单相全波整流电路
    • 2.6 程控X线机
    • 2.7 高频X线机
    • 2.8 X线机的维护与典型故障分析
  • 3 计算机X线摄影成像设备与原理
    • 3.1 计算机X线摄影成像设备与原理
  • 4 数字化X线摄影设备
    • 4.1 数字化X线摄影设备
  • 5 数字减影血管造影成像设备
    • 5.1 数字减影血管造影成像设备
  • 6 CT成像设备
    • 6.1 CT的发展历程
    • 6.2 CT扫描机的基本结构
    • 6.3 CT扫描机的软件结构
    • 6.4 滑环CT和螺旋CT结构
    • 6.5 CT设备常见故障及检修方法
  • 7 磁共振成像设备
    • 7.1 MRI设备的基本结构
    • 7.2 MRI设备的保障体系
    • 7.3 MRI设备的性能参数与选购
    • 7.4 MRI设备的安装调试
    • 7.5 MRI设备的主要性能参数检测和质量控制
    • 7.6 MRI设备常规故障及检测方法
  • 8 核医学成像设备
    • 8.1 核医学成像设备的基本结构和分类
    • 8.2 γ照相机
    • 8.3 单光子发射型计算机断层设备
    • 8.4 正电子发射型计算机断层显像仪
    • 8.5 融合成像系统
  • 9 辅助成像设备
    • 9.1 医用打印机
    • 9.2 医用高压注射器
    • 9.3 医用显示器
    • 9.4 心电门控装置
  • 10 医学影像设备学
    • 10.1 申报材料
      • 10.1.1 申报书
      • 10.1.2 专业建设资料
        • 10.1.2.1 岗位职业能力分析表
        • 10.1.2.2 专业人才培养方案
      • 10.1.3 课程建设资料
        • 10.1.3.1 课程标准
        • 10.1.3.2 教学内容和要求
        • 10.1.3.3 授课计划
        • 10.1.3.4 课程教案
        • 10.1.3.5 课程PPT(部份)
        • 10.1.3.6 “课程思政”案例
        • 10.1.3.7 教学视频(部份)
      • 10.1.4 其它材料
        • 10.1.4.1 “课程思政”相关新闻报道:关于我院医疗设备应用技术专业毕业生抗疫事迹
        • 10.1.4.2 “课程思政”相关视频:科学家吴有训、赵忠尧、伦琴相关介绍
        • 10.1.4.3 在教学中开展“课程思政”讨论截图
        • 10.1.4.4 学习通课程资料中关于“课程思政“相关资料
        • 10.1.4.5 参加本门课程学员覆盖学校截图
        • 10.1.4.6 团队教师和学生获奖证书
        • 10.1.4.7 课程负责人编写《医学影像设备学》相关教材
        • 10.1.4.8 团队获得专利证书
    • 10.2 第一章  绪论
      • 10.2.1 第一节  医学影像设备的发展历程
      • 10.2.2 第二节  各种医学影像设备的应用特点
      • 10.2.3 实验视频(2个)
      • 10.2.4 第一章 测验
      • 10.2.5 第一章  教案
      • 10.2.6 每章一星:影像学的奠基人——伦琴
    • 10.3 第二章  X线发生装置
      • 10.3.1 第一节  概述
      • 10.3.2 第二节  X线管装置
      • 10.3.3 第三节  高压发生装置
      • 10.3.4 第四节  控制装置
      • 10.3.5 第二章  实验视频(5个)
      • 10.3.6 第二章  检测
      • 10.3.7 第二章  教案
      • 10.3.8 每章一星:我院2012级医疗设备管理与维护专业毕业生——刘秀东在抗疫期间的事迹
    • 10.4 第三章  诊断X线机
      • 10.4.1 第一节  概述
      • 10.4.2 第二节  常规X线机
      • 10.4.3 第三节  程控X线机
      • 10.4.4 第四节  高频X线机
      • 10.4.5 第五节  医用X线电视系统
      • 10.4.6 实验视频(3个)
      • 10.4.7 第三章  检测
      • 10.4.8 第三章  教案
      • 10.4.9 每章一星:我国著名爱国科学家——吴有训
    • 10.5 第四章  数字X线设备
      • 10.5.1 第一节  计算机X线摄影设备
      • 10.5.2 第二节  数字X线摄影设备
      • 10.5.3 第三节  数字减影血管造影设备录
      • 10.5.4 第四节  医用相机
      • 10.5.5 第四章 检测
      • 10.5.6 第四章  教案
      • 10.5.7 每章一星:我院17级医疗设备应用技术专业毕业生——马寒宇的抗疫事迹
    • 10.6 第五章  X线计算机体层成像设备
      • 10.6.1 第一节  概述
      • 10.6.2 第二节  CT设备基本组成
      • 10.6.3 第三节  CT设备质量保证
      • 10.6.4 第四节  螺旋CT实例
      • 10.6.5 实验视频
      • 10.6.6 第五章 检测
      • 10.6.7 第五章  教案
      • 10.6.8 每章一星:科马克和豪斯菲尔德
    • 10.7 第六章  磁共振成像设备
      • 10.7.1 第一节  概述
      • 10.7.2 第二节  MRI设备基本组成
      • 10.7.3 第三节  MRI设备质量保证
      • 10.7.4 实验视频
      • 10.7.5 第六章  检测
      • 10.7.6 第六章  教案
      • 10.7.7 每章一星:  中国首台核磁共振设备的诞生
    • 10.8 第七章  超声成像设备
      • 10.8.1 第一节  概述
      • 10.8.2 第二节  B超基本结构
      • 10.8.3 第三节  超声多普勒成像
      • 10.8.4 实验视频(2个)
      • 10.8.5 第七章  检测
      • 10.8.6 第七章  教案
      • 10.8.7 每章一星:多普勒
    • 10.9 第八章  核医学成像设备
      • 10.9.1 第一节  概述
      • 10.9.2 第二节  γ照相机
      • 10.9.3 第三节  单光子发射型计算机体层
      • 10.9.4 第四节  正电子发射型计算机体层成像设备
      • 10.9.5 第八章  检测
      • 10.9.6 第八章  教案
      • 10.9.7 每章一星:中国原子能之父——赵忠尧
    • 10.10 第九章  医学图像存储与通讯系统
      • 10.10.1 第一节  概述
      • 10.10.2 第二节  DICOM标准
      • 10.10.3 第三节  应用
      • 10.10.4 第九章   检测
      • 10.10.5 第九章  教案
  • 11 医学影像设备学
    • 11.1 申报材料
      • 11.1.1 申报书
      • 11.1.2 专业建设资料
        • 11.1.2.1 岗位职业能力分析表
        • 11.1.2.2 专业人才培养方案
      • 11.1.3 课程建设资料
        • 11.1.3.1 课程标准
        • 11.1.3.2 教学内容和要求
        • 11.1.3.3 授课计划
        • 11.1.3.4 课程教案
        • 11.1.3.5 课程PPT(部份)
        • 11.1.3.6 “课程思政”案例
        • 11.1.3.7 教学视频(部份)
      • 11.1.4 其它材料
        • 11.1.4.1 “课程思政”相关新闻报道:关于我院医疗设备应用技术专业毕业生抗疫事迹
        • 11.1.4.2 “课程思政”相关视频:科学家吴有训、赵忠尧、伦琴相关介绍
        • 11.1.4.3 在教学中开展“课程思政”讨论截图
        • 11.1.4.4 学习通课程资料中关于“课程思政“相关资料
        • 11.1.4.5 参加本门课程学员覆盖学校截图
        • 11.1.4.6 团队教师和学生获奖证书
        • 11.1.4.7 课程负责人编写《医学影像设备学》相关教材
        • 11.1.4.8 团队获得专利证书
    • 11.2 第一章  绪论
      • 11.2.1 第一节  医学影像设备的发展历程
      • 11.2.2 第二节  各种医学影像设备的应用特点
      • 11.2.3 实验视频(2个)
      • 11.2.4 第一章 测验
      • 11.2.5 第一章  教案
      • 11.2.6 每章一星:影像学的奠基人——伦琴
    • 11.3 第二章  X线发生装置
      • 11.3.1 第一节  概述
      • 11.3.2 第二节  X线管装置
      • 11.3.3 第三节  高压发生装置
      • 11.3.4 第四节  控制装置
      • 11.3.5 第二章  实验视频(5个)
      • 11.3.6 第二章  检测
      • 11.3.7 第二章  教案
      • 11.3.8 每章一星:我院2012级医疗设备管理与维护专业毕业生——刘秀东在抗疫期间的事迹
    • 11.4 第三章  诊断X线机
      • 11.4.1 第一节  概述
      • 11.4.2 第二节  常规X线机
      • 11.4.3 第三节  程控X线机
      • 11.4.4 第四节  高频X线机
      • 11.4.5 第五节  医用X线电视系统
      • 11.4.6 实验视频(3个)
      • 11.4.7 第三章  检测
      • 11.4.8 第三章  教案
      • 11.4.9 每章一星:我国著名爱国科学家——吴有训
    • 11.5 第四章  数字X线设备
      • 11.5.1 第一节  计算机X线摄影设备
      • 11.5.2 第二节  数字X线摄影设备
      • 11.5.3 第三节  数字减影血管造影设备录
      • 11.5.4 第四节  医用相机
      • 11.5.5 第四章 检测
      • 11.5.6 第四章  教案
      • 11.5.7 每章一星:我院17级医疗设备应用技术专业毕业生——马寒宇的抗疫事迹
    • 11.6 第五章  X线计算机体层成像设备
      • 11.6.1 第一节  概述
      • 11.6.2 第二节  CT设备基本组成
      • 11.6.3 第三节  CT设备质量保证
      • 11.6.4 第四节  螺旋CT实例
      • 11.6.5 实验视频
      • 11.6.6 第五章 检测
      • 11.6.7 第五章  教案
      • 11.6.8 每章一星:科马克和豪斯菲尔德
    • 11.7 第六章  磁共振成像设备
      • 11.7.1 第一节  概述
      • 11.7.2 第二节  MRI设备基本组成
      • 11.7.3 第三节  MRI设备质量保证
      • 11.7.4 实验视频
      • 11.7.5 第六章  检测
      • 11.7.6 第六章  教案
      • 11.7.7 每章一星:  中国首台核磁共振设备的诞生
    • 11.8 第七章  超声成像设备
      • 11.8.1 第一节  概述
      • 11.8.2 第二节  B超基本结构
      • 11.8.3 第三节  超声多普勒成像
      • 11.8.4 实验视频(2个)
      • 11.8.5 第七章  检测
      • 11.8.6 第七章  教案
      • 11.8.7 每章一星:多普勒
    • 11.9 第八章  核医学成像设备
      • 11.9.1 第一节  概述
      • 11.9.2 第二节  γ照相机
      • 11.9.3 第三节  单光子发射型计算机体层
      • 11.9.4 第四节  正电子发射型计算机体层成像设备
      • 11.9.5 第八章  检测
      • 11.9.6 第八章  教案
      • 11.9.7 每章一星:中国原子能之父——赵忠尧
    • 11.10 第九章  医学图像存储与通讯系统
      • 11.10.1 第一节  概述
      • 11.10.2 第二节  DICOM标准
      • 11.10.3 第三节  应用
      • 11.10.4 第九章   检测
      • 11.10.5 第九章  教案
X线机的维护与典型故障分析

  X线机的维护与典型故障分析

随着科学技术的不断发展,X线机已从单一的机电产品发展成为集计算机、电子、机械、光学、材料学等技术于一身的结构复杂、功能广泛、价格较高的大型贵重精密医疗设备。因此,加强对X线机的保养,做好日常维护工作,是非常重要的。实践证明,正确使用合理保养是保障X线机使用性能的主要手段,也是X线机少出故障、充分发挥其效能的重要保证。

X线机在使用过程中,随着机件的磨损和元器件的老化,不可避免地会出现大大小小的故障,这是正常现象。但需要避免的是,由于保养不好使设备的使用寿命缩短,或由于操作上的失误、使用不当直接造成设备异常或损坏。

为了更好地保证X线机的正常运转,延长它的使用寿命,提高其使用效率,应该做到正确使用、保养得当、定期检查。本节主要以常规X线机为例讨论X线机的使用、保养与维护知识。

 

一、正确使用

任何设备,要想保养得好,必须做到正确使用对X线机而言,更是如此因为一个操作错误,轻者达不到使用目的,造成器械的浪费和对病人的不良影响,重者则会造成设备的损坏。

()使用原则

1X线机的操作人员,必须是经过培训,具有一定专业知识,并熟悉机器结构性能的专业技术人员。

2X线机种类很多,根据所使用的X线机结构特性,操作者必须严格遵守使用说明中所规定的操作规程,谨慎、熟练、正确地操作机器,切不可随心所欲,草率从事。

3.每日开机后,应根据机房的温度和机器的结构特点,给予适当的预热时间,以防在室温较低且机器预热不充分的情况下,突然进行大容量的曝光,以免损坏X线管。

4曝光时应注意观察控制台上各指示参数的变化,密切注意各电器部件的工作情况,便于及时发现故障。

5摄影过程中,不得调节或切换任何旋钮、按键和开关。应注意曝光间歇,禁止超容量使用,并应尽量避免不必要的曝光。

()操作规程

操作规程是为保证X线机的正常工作,根据X线机的结构特点而编排的一整套操作程序。由于X线机结构的差异,操作规程也不尽相同,每台X线机都有其自身的结构特点及使用范围,也有其相应的操作规程只有严格遵守操作规程,才能保证X线机的正常使用,对于三钮制X线机来说,其基本操作规程如下:

1开机前,先首先检查控制台面板上各指示、仪表、调节器、开关等是否处于正常位置。

2合上闸并接通机器电源,调节电源电压使之指示标准位置,而后进行机器预热。

3根据诊断需要,进行技术选择,如台次选择、摄影方式选择、透视或摄影条件的选择、自动曝光选择、参数摄影选择等。在选择摄影条件时,应先确定管电流,再选择管电压。

4在进行透视或摄影曝光时,操纵脚闸或手闸时动作要迅速,用力要均衡适当。

5机器使用完毕后,应先关闭机器电源,再将各调节器置于最低位置,最后拉下闸。

 

二、日常保养

()保持机房干燥

X线机中有机械、电子、光学等多种器件,当其受潮后,轻者造成电路参数改变或机械部件活动不灵,重者则会使电气元件发生霉变而烧坏机器,甚至由于绝缘强度降低造成电击等事故。所以,保持机房的干燥,不仅是为了保证机器的正常运转,也是安全措施之一,必须高度重视。

要保持机房干燥,首先要有良好的通风条件,每天要定时开窗通风或用换气扇通风;此外还应注意,在清扫机房时,应尽量不用水或少用水,擦拭机器不用湿布,阴雨天关闭窗户等。如发现机器受潮,应对其作干燥处理后,才可开

()做好清洁卫生

保持机器清洁,防止尘土侵入机器内部,是保证机器正常运转的重要措施。尘土会使某些电气元件接触不良,还可造成电路短路,影响机器的正常工作,甚至损坏机器。清洁外部尘土时,最好用吸尘器;而机器内部的尘土,最好用吸尘器和细毛刷清理,绝不能用湿布擦抹。有些部件可以用布罩套盖,以达到更好的防尘效果。

()谨慎操作

操作机器不应动作粗暴,要避免强烈震动,特别是对于影像增强器、CRT显示器、数码显示屏、管支持装置和荧光屏架等,需要移动时应做到谨慎小心。

()注意安全检查

X线机在使用过程中,由于器件的使用寿命和某些客观原因,总会产生一些不安全因素,只要随时注意检查,就可防患于未然,避免重大事故的发生。

日常检查的重点是:操作键、设备仪表及指示灯的指示情况,图像有无抖动,显示参数是否正常,接地是否良好、X线管管套有无漏油、管温升是否过快、机器运转是否正常、钢丝绳有无断股、控制台各旋钮是否错位,是否有异常的声音或异味等。一旦发现异常,应立即切断机器电源,进行修复或更换。

()防范计算机病毒

计算机正越来越多地应用于X线机中,计算机病毒的蔓延对其正常使用造成了很大影响,要禁止外来软件的进入,平时做好重要软件、文件的备份,给计算机安装杀毒软件并注意及时升级等。

()观察电源情况

大多数X线机对供电电源的电压波动范围及频率都有严格、明确的要求,当电源不能满足条件时,有些X线机甚至不能开机因此务必严格按要求供电,必要时可以添加交流稳压电源。当电源条件不能满足时,应当切断电源,待电源稳定后再开机,强行开机会损坏电气元件,缩短机器的使用寿命。

 

三、主要部件的保养

()机械部件的保养

1应经常检查诊视床、立柱、天轨以及滤线器等活动部分轴承的灵活度,观察其有无摩擦过大的现象,并经常在轴承轨道上涂以润滑油,以减少摩擦和磨损。

2为防止部件的电镀部分生锈,应经常用油布擦拭,避免火烤、碰撞喷漆或烤漆部分,以免漆皮脱落。

3应经常检查吊挂用的钢丝,看是否有因磨损出现的断股现象,若有,应立即更换以确保安全。

4应经常检查电动诊视床的各限位开关,特别要注意垂直及负角的限位,以免床运行时发生意外。

5应经常检查各部件间的紧固件,如螺丝、螺母、销钉等是否有松动或脱落现象,及时加以紧固。

()控制台的保养

1控制台应置于空气流通、整洁干燥且无高温及日光曝晒之处。

2工作中应注意电源电压、kVmA(mAs)的指示数值是否正常,有无偏高、偏低、抖动、急冲等现象,如有,应立即停机检查,排除故障。

3应定期打开控制台,对内部进行检查除尘。检查的主要内容有:

(1)继电器接点有无氧化、烧熔、弯曲变形及接触不良等现象

(2)连接导线有无松动、断开、移位

(3)接插件接触是否紧密

(4)元器件有无异常或老化现象

(5)调节电阻的活动卡子或触头有无松脱等

(6)自耦变压器碳轮滑动轨迹上有无碳粉。

如有上述情况,应立即进行处理。对于自耦变压器碳轮滑动轨迹上的碳粉,也应及时用橡皮擦净,因为碳粉一方面会增加碳轮与导线间的接触电阻,影响摄影质量,另一方面还可能造成自耦变压器由于匝间短路而烧毁。

4应经常检查控制台的接地是否良好,如果地线电阻增大,应立即进行处理。

5爱惜控制台面板,特别是对液晶显示屏幕或数码显示屏,触摸式按键要轻轻按下。

()高压发生器及X线管头的保养

1不要随意打开高压发生器及X线管头,以防绝缘油吸潮或落入灰尘后降低其绝缘强度。

2曝光时应经常注意高压发生器或球管内是否有不正常的声音,如有异样的声音应立即停止使用,进行检修。

3高压插座内,要定期更换凡士林或硅脂,一般情况下凡士林半年更换一次,硅脂一年更换一次,以防凡士林或硅脂固化使高压插座内出现气隙而造成放电。更换时,需将原填充物清除干净,并用乙醚或四氯化碳擦拭高压插头和插座,再涂抹脱水凡士林或硅脂。

4.定期检查高压发生器和X线管头外壳的接地情况,应始终保证其接地良好。

5如不是木板地面,最好将高压发生器置于木制底座上,以便防潮防锈。

6X线管头应避免剧烈振动,以免损坏里面的X线管。

7X线管内要保持足量的绝缘油,定期观察X线出射窗口,发现气泡立即排出,发现渗油、漏油立即处理。

8要经常通过窗口观察X线管灯丝焦点是否在窗口的中心,否则会影响摄影、透视或治疗的效果,必要时可将X线管打开,把球管焦点的位置修正过来。

9X线机在连续工作中要有必要的休息和冷却时间,管套表面温度不宜超过50~60℃

10在高压发生时若有放电声音,应立即停止使用,经处理后再用。

()高压电缆的保养

1高压电缆应保持清洁,切忌受潮、受热、受压和过度弯曲。

受潮会使水分渗入内部而降低绝缘强度,可能造成击穿;受热易使其吸收水分而膨胀变形;受压和过度弯曲则可能导致电缆受损。一般而言,电缆的弯曲半径应大于750px,否则,一方面易使芯线折断,另一方面由于弯曲处芯线与金属网间形成的电荷相对集中而容易被击穿。

2要避免变压器油浸蚀电缆,因为变压器油对橡胶有较强的腐蚀作用

3X线管管套是通过高压电缆的金属屏蔽网接地,所以应经常检查电缆两端的插头固定环是否拧紧,若有吱吱的静电放电声,应首先检查此处。

 

四、定期检查

X线机在使用过程中,除了一般的日常保养外,应进行定期的全面检查,以便及时排除故障隐患,防止重大事故的发生,延长设备的使用寿命。

定期全面检查,通常一到两年检查一次,其检修内容主要包括机械部件的检修和电气部分的检修两个方面。

()机械部件的检修

X线机的机械部件较多,如各种床的机械部分、X线管的支撑装置和悬吊装置、荧光屏吊架、天地轨等。在这些部件中,有些长期工作在承重状态,如钢丝绳、滑轮等;有些长期工作在频繁活动中,如轴承。它们的故障往往是逐渐形成的,从局部的损伤渐变为整件的损坏。因此对机械部件的定期检查,不仅要检查有明显损伤的部件,更重要的是把那些已有潜在故障的部件检查出来。检查的重点是:

1活动及传动部件的检查  检查并清洗所有的滑轮、轴承、齿轮变速装置、传动装置和各种导轨。发现损坏或将要损坏的部件,应予以更换,并重新加注润滑剂,使之传动平滑,活动自如,机械噪音小。

2钢丝绳的检查  检查各种平衡用及传动用的钢丝绳,发现有断股或严重折痕的都应更换,并清除锈斑,用机油润滑。更换钢丝绳要注意安全,要使新更换的钢丝绳松紧适度。

3紧固螺钉的检查  检查各紧固螺钉,尤其是那些影响设备稳定安全的螺钉,如立柱调节紧固螺钉、各限位开关的固定螺钉、立柱限位块固定螺钉、平衡铊固定螺钉等,若有松动的应重新拧紧固定。

()电气部分的检查

1电源线的检查  主要检查电源线绝缘层有无老化、碎裂现象,有无过负荷痕迹。若绝缘层老化变脆,必须更换。

2接地装置的检查  接地装置是否完好,关系到人员安全和设备能否正常运转,因此应重点检查。一是检查接地线是否完好无损,各接触点是否良好。二是测量接地电阻有无变化。若发现接地线有局部断折应更换或焊接好,若接地电阻明显增大超过规定值,应进一步检查各连接点,必要时应对接地电极进行检查。

3限位的检查  应检查电动诊视床限位开关的限位是否准确,立柱式和悬吊式装置的电磁锁定是否良好。

4控制台内电路的检查  随着科学技术的发展,X线机的电路也越来越复杂,尤其是计算机控制的X线机,其以微处理器为核心,配以大量的计算机集成电路和数字、模拟电路。

检查时重点是除尘,特别是接触器接点、继电器、自耦变压器等,检查连接线有无松动,绝缘层有无老化,有无过热元件、电解电容有无漏液等。检查时要注意仔细认真,绝对不能由于检查而引起新的电路故障。

五、性能测试与调整

X线机经过一定时间的运行,其性能有可能发生变化,主要性能参数可能出现不准确或不稳定,因此应对反映X线机性能的一些主要参数进行测试与调整。

()管电压的检测

X线机出厂之前,其管电压都进行了严格的调整,但这种调整是在特定的电源条件下,根据该型X线机内部阻抗所产生的电压降进行的。使用单位的电源条件有所改变,电源电阻不可能与厂家调整时完全一致,因此外部电路阻抗所产生的电压降也各不相同,这就必然造成管电压的预示值与实际管电压值不符。调整的目的是在用户电源条件下,把管电压的预示数值调到实际数值的允许误差范围内。

1分压器测试法  分压器测试法是将测量仪器接在高压次级,与X线管并联,利用分压的方法,在负荷条件下直接测量曝光时的管电压。3-49测试方

3-49  高压测试方框图

由于X线管两端电压很高,故用分压器对管电压取样,由仪表指示管电压峰值,并用示波器监测管电压波形。这种方法适用于各类医用X线机管电压的测试,所得数值也比较准确,操作时应注意安全。

常用的直接测量X线机负荷下X线管管电压的国产仪器是YXGD型医用X线机高低压测试仪。这种测试议由峰值电压表、分压棒、分接头及有关连接线组成其最高量程高压(峰值)150kV,低压(有效值)0~300450V;误差为额定温度在20±2℃3;最小曝光时间为0.05秒;电源电压为220V50Hz,并备有波形插头,可接示波器观测X线管阳极对地的电压波形。3-50是测试仪和电路连接图

3-50  高压测试仪面板、电路连接

其中K1为放电开关,高压测量时应置测量位;千伏表光标指示读数后,应置放电位,光标自动退回零位。K2为高低压切换开关,测高压时置高压位,测低压时置低压位。K3为量程开关,专为低压测量而设,根据测电压的大小,置300V450VK4为自校开关,专为检查峰值表而设。自校时,峰值表必须接地,C3插口不接低压输入线,K2置低压位,K1置测量位,K3300V量程。若电源电压为稳定的220V,峰值表读数约为110V,这说明峰表是良好的。若自校无读数,可将电源插头反插试一下,一般应有读数。若仍无读数,说明峰值表有故障。

高压测量的电路连接如图3-50(1)所示。测量前先将分接头与分压棒等件装配妥当,然后把插在X线机高压发生器阳极插座内的高压电缆插头拔出,把分接头的插头插入高压发生器的阳极插座内。再将拔下来的高压电缆插头插在分接头的大插座内,使插头与分接头的电极相接触,并用压圈和内压环(可视电缆插头尺寸选择),把高压电缆插头旋紧。将各连接线接好,但低压输入插口不应有低压输入线,并将峰值表接地,选择好K1~K4开关的位置,调准峰值表零点,即可进行高压测量。

该测试仪虽为单端(阳极端对地)测试,但由于高压变压器两输出端对地是对称相等的,千伏表在高压测试的读数上已按这一原理进行了处理,所以其读数则为X线管两端的实际电压,而无需再乘以倍率2,但其数值应是千伏峰值。

低压测试时,如测量高压变压器初级电压,应按3-50(1)中虚线所示接线,将被测电压送入低压输入插口C3若初级电压双端均不接地时,则千伏表不应接地;若初级电压有一端接地,则专用输入线有标记的一根应接地线端选择好各开关位置即可测量。若量程为300V,则表盘读数乘2,量程450V时,表盘读数乘3

2初级预示电压测试法  即根据X线机说明书中给出的调试数据,测试高压初级的电压值来调整和校对管电压。

一般中型以上X线机,说明书中常给出两组数据。一是高压变压器空载时,初、次级电压的对应数值。如KE-200型X线机为1.9V1kVXG-200X线机为3.1V1kVXG-500型为2.8V1kV。二是高压变压器在不同负荷(管电流)下,初、次级电压的对应关系如表3-4所示

 

3-4  XG-200型X线机负荷下VkV对应关系

最大摄

影容量

50mA/100kV

(大焦点)

100mA/90kV

(小焦点)

150mA/100kV

(大焦点)

200mA/90kV

(小焦点)

100mA/90kV

(胃肠)

100mA/100kV

(大焦点)

高压变压器

初级电

323V

300V

343V

314V

300V

331V

 

由表可见,当负荷为50mA100kV时,高压初级电压为323V。但该机高压变压器空载时,初、次级电压比为3.1V1kV,那么空载100kV时,初级电压应为3.1V×100310V

由此可计算出50mA100 kV负荷下,初级电压的补偿数值为323V-310V=13V

同理可算出不同负荷下,初级电压的补偿数值。该值也是不同负荷下曝光时,kV表的下降数值。根据上述说明即可进行调整。现以XG-200型X线机为例加以说明。

XG-200X线机的千伏补偿电路中R1~R6为各摄影mA对应的千伏补偿电阻, R7为电源电压降补偿电阻。作管电压调整时,由于mA值是固定的,所以R1~R6一般无需调整。而R7是为适应不同电源条件而专设的调整电阻,当电源条件与厂方规定条件有差异时,就必须调整R7,以补偿电源电压降对千伏值的影响。

 

调整时,在023028号接线柱上并联一个0.51.0级交流电压表,然后接通机器电源,调节电源电压于标准处,技术选择置于普通摄影位,根据3-4提供的数据逐一校对。如毫安选择在50mA,调节千伏,使千伏表指针指到100kV,此时电压表应指示323V,余者以相同的方法校对。若电压表指示数普遍偏高,应调节R7使阻值降低,此时千伏表指示数将上升。重调千伏调节,使千伏表指示数为100kV时,电压表指数下降到323V。若电压表指示数普遍偏低,应调节R7使阻值增加,此时千伏表指示数将下降。重调千伏调节,使千伏表指示数为100kV,电压表指示数将上升为323V。若其中某一档指示数偏高或偏低,则应调节该档对应的R1~R6补偿电阻。

上述空载调试后,即可进行负荷调整,如取50mA70kV1.2秒进行一次曝光。曝光前电压表的指示数应为230V,即:

式中第一项为50mA70kV空载时初级电压值,第二项为50mA负荷时的补偿电压值。曝光时,若电压表指针下降13V,指示在217V或接近此值,即为准确。

以此类推,逐档试验。若各档在曝光时,电压表指针下降的数值等于或接近补偿数值,则为准确。若普遍偏高或偏低,则应调节R7。若某一档偏高或偏低,则应调节R1~R6中的对应电阻。

在测试调整中,由于仪表精度不够,存在一定的误差是不可避免的,但不得超过±10%的范围

调试中若出现补偿电压太高,曝光时电压表指针下降数值很大时,说明电源电阻太大,已超出允许补偿限度。只有改善电源条件,使之符合规定后再进行调整。否则,只能低机器输出容量使用。

3检测结果的评价

(1)由设定的管电压值和测定的管电压值可以计算出管电压设定值的偏差:

(2)相同设定管电压的多次重复测量,可以计算出该管电压的相对标准误差,即管压的重复性:

其中sd为相同设定值多次测量的标准差,为相同设定值多次测量的平均值。

(3)和基准值比较,偏差和重复性均不能超过基准值的±10%

()管电流的检测

1透视管电流的调整  透视管电流的大小是由串联在小焦点灯丝变压器初级电路中的半可调电阻与电位器控制的。调节两电阻中任何一个的阻值,均可改变灯丝加热电压,即能改变管电流的大小。

调整时,接通机器电源,调节电源电压于标准位,技术选择置透视位,透视千伏选在60~70kV。将透视毫安调节旋钮逆时针旋至尽头,踩下脚闸或按压透视按钮,再调节透视毫安旋钮,使毫安逐渐增大。注意观察毫安表指示数,一般X线机透视管电流最大值调至5mA若过高或过低应切断机器电源断开电源闸后,移动半可调电阻上的调节环。不足5mA应减小阻值,大于5mA应增加阻值。移动调节环应注意调节环移动方向与阻值增减的关系,移动范围不要过大,位置固定后将螺丝旋紧,保持接触良好。反复数次直至调整在5mA。此时旋动毫安凋节旋钮,毫安值应在5mA内变化。

全波整流的X线机,因有电容电流通过毫安表,影响透视管电流的正确指示,因此在电路结构上设有电容电流抵偿电路,以减小对透视管电流指示的影响,凡有该电路的 X线机,在调整透视管电流之前,应先调电容电流抵偿器,再进行透视管电流的调整。

电容电流抵偿器的调整方法是将灯丝变压器初级公用线拆下,使灯丝不加热,然后接通机器电源,技术选择置透视位,透视千伏调至70kV。踩下脚闸,观察毫安表所指数值,该值为电容电流。然后断开电源,调抵偿电路中的半可调电阻或电位器,反复几次,使毫安表指针校准在接近零值。

2摄影管电流的调整  小型X线机多用单焦点X线管,调整比较简单,中型以上的X线机,多用双焦点X线管,大小焦点灯丝加热设有两个灯丝变压器,其摄影管电流的控制电阻分别串联于两个灯丝变压器初级电路内。故在调整时,大、小焦点的摄影管电流控制电阻应分别进行调整。

不论哪种形式,其调整方法基本相同,即通常采用固定千伏值于70kV,逐一调整各毫安值,使之与预示值相符。具体步骤是:接通机器电源,调节电源电压于标准处,技术选择置于摄影位,限时器拨至1秒,摄影毫安由最低一档开始,逐档进行曝光,注意观察毫安表指示数是否与各档毫安选择器预示值相符。若高于或低于预示值,应切断机器电源,调节摄影各档毫安在控制电阻上的对应活动卡子或滑动触头,使毫安表指示数与预示值相符。调整注意事项和透视毫安调整相同,且必须注意曝光间歇时间,以免损坏X线管。

在大毫安值测试时,因受X线管容量的限制,只能用短时间曝光。由于毫安表指针的惯性作用,短时内毫安表指针不能指示出真实的毫安值。曝光时间一般在0.5秒以上时,毫安表才能较稳定地指示出读数,对0.5秒以下短的曝光时间需用毫安秒表。其方法是将毫安秒表串入毫安表电路,按前述方法操作

3空间电荷偿器的调整  在X线管灯丝加热初级电路中,为消除空电荷对摄影管电流的影响,设有空间电荷偿变压器,以偿管电流随千伏值增加而增大的弊端。因此,在校准管电流时,应同时对空间电荷偿进行调整。其调整方法是对摄影毫安各档,进行两次曝光。第一次用最低千伏值,一般为50kV,第二次用各毫安档所允许使用的最高千伏值的90%曝光。比较两次曝光时毫安表的指示数,若相接近,则说明偿恰当。若千伏增加后毫安有较大增加,则说明偿不够,应改变空间电荷补偿变压器上对应的接线位置,使之接到补偿变压器次级圈匝数增多的接线柱上。反之,则补偿过多,应改变对应接线于补偿变压器次级圈匝数减少的接线柱上。多次调整后,达到在高千伏和低千伏的条件下,毫安指示数相同或接近为止。

4检测结果的评价

(1)由管电流的设定值和测定值可以计算出管电流设定值的偏差:

(2)管电流的允许偏差一般为-20%+10%,当测定管电流比设定值偏低(小于20%)时,只要管电流的线性好,一般不需要调整;但如果偏高(大于10%),则十分危险,容易造成X线管的损坏和伤害患者,需要进行调整。

()曝光时间的检测

曝光时间是指曝光控制系统的作用时间。一般来说,对于三相发生器,峰值的75%50%作为曝光时间的起始和结束(见图3-51);对于单相发生器,以超过45o电气角(正弦波1/2象限)的脉冲数计算曝光时间。曝光时间与管电流的乘积,决定了胶片的密度和受检者的剂量,是X线机很重要的参数。

3-51  曝光时间

由于X线机的类别不同,其曝光控制系统结构差异很大,因此,应根据被测X线机的类别和所具备的测量条件,选用恰当的方法讲行测量。

1电秒表测量曝光时间  电秒表也叫同步瞬时记时器,由电源、同步电动机、继电器、离合器组成。该法适用于曝光时间大于0.2s、由主接触器控制曝光时间的X线机空载测量。如图3-52所示

3-52  电秒表内部电路原理图

测量时,将高压初级呈开路状态,即取下高压初级连接线。电秒表的输入端与主接触器的一对常开触点相连接,将电秒表的0V220V接线柱接人电源。接通X线机电源,选择某一摄影曝光时间,并用合适的管电压和管电流曝光,曝光结束后,从刻度盘上读数,长针移动一格为0.01s,短针移动一格为ls。每测完一次都要按动退针按钮,长针和短针同时退回零位,以备下次曝光再用。

在测量中应注意监测仪表供电频率,并用下式计算出曝光时间

其中,t为曝光时间,A为电秒表读数,f0为标准频率(我国为50Hz)f仪表供电电源频率。

2数字式计时仪测量曝光时间  数字式计时仪是一种广泛用于测量各种时间的电子仪器,其测量范围较广,测量曝光时间时,适用于由主接触器控制曝光时间的X线机的空载测量

将数字式计时仪的空触点接点接到主接触器的常开触点,曝光开始X线机主接触器得电,常开触点吸合,计时开始;曝光结束主接触器常开触点断开,计数停止,数字显示曝光时间。

3检测结果的评价  由曝光时间的设定值和实测值计算出设定值的偏差,对相同设定值,需要多次重复测量结果并汁算出它们的相对标准偏差(重复性)。一般要求曝光时间的偏差在±10%以内。

()容量保护电路的检测

当管电流、管电压和曝光时间调整后,应重新试验容量保护电路。其检测方法是:

1.将管电流、管电压和曝光时间调致最小位置。

2.逐步升高管电压至最大值或过载指示灯点亮,若过载指示灯已点亮则应适当降低千伏值,使过载指示灯刚好熄灭。

3.逐步增大曝光时间至最大值或过载指示灯点亮,若过载指示灯已点亮则应缩短曝光时间,使过载指示灯刚好熄灭。

4.记录好当前所使用的管电流、管电压和曝光时间数据。

5.将管电流增大一个档位,管电压和曝光时间调致最小位置,重复上述2~4项操作,直到最高毫安档。

若出现过载指示与最大负荷表不符时,应调节容量保护电路中的分压电阻,如XG-200型X线机中的R11~R24

()电源电阻的测量

要测量电源电阻的大小,需用专用电源电阻测试仪,也可用电压降法测量,3-53为测量原理图。

3-53  电源电阻的测量

图中R为一大功率电阻器,其阻值当电源电压220V时为5~10Ω380V10~15ΩV为内阻较大的永磁式电压表,A为交流电流表,S为电源闸。S闭合前,电压表指示数为空载电压U0S闭合后,有电流IL流过安培表和电阻R,此时电压表指数为U1电源电阻Rm可由下式求出:

例如:测量得的U0=220VUl=210VIL=40A

                  

当无大功率电阻时,可用X线机直接测量。其方法是:将图中的R处接X线机电源线,记录合闸前的U0。然后合闸,并接通X线机电源,调节电源电压于标准位,选用最低摄影千伏,1秒曝光时间和在该条件下的最大允许管电流,做一次曝光,记录电压表和电流表的指示数,按上式计算,可粗略计算出电源电阻值。

()接地电阻的测量

我国规定X线机的接地电阻应小于4Ω。接地电阻常用的测量方法是用接地电阻测量仪直接测出接地电阻。现以ZC-8型接地电阻测量仪为例,说明其测量方法。

这种测量仪的端钮有三个或四个两种。三个端钮的标记是EPC。测量接地电阻时,E接接地电极EP接电位辅助电极(探针)PC接电流辅助电极(探针)C,如3-54所示。四个端钮的标记是C2P2P1C1。做一般接地电阻测量时,C2P2应短路后再与接地电极E相连接,P1C1的接线方法同三端钮式,如图3-55所示

3-54  接地电阻测量仪(三钮表)

3-55  接地电阻测量仪(四钮表)

进行接地电阻测量时,首先沿直线在距离接地电极20m40m处将电位探针和电流探针打入地下,按上述方法将EPCEPCC2P2P1C1相连接,然后对仪表进行调零,使指针指在红线上。将率开关放在最大倍数上,缓慢摇动发电机手炳,同时调节测量刻度盘,直至指针指在刻度红线上方。当检流计接近平衡时,加速发电机的转速至额定值,即每分钟120转,调节测量刻度盘,使指针稳定指在红线位置,即可读出接地电阻数值。