第四章  程控X线机

 

程控X线机实质上是一种由单片机(微机)控制的工频X线机；由于采用了微机控制技术，使其自动化程度、工作稳定性和可靠性大幅提高，用户操作比较简单、方便。本章以FSK302-1A型X线机为例，分析程控X线机的电路结构和工作原理。

第一节  整机概述

FSK302-1A型X线机是一种500mA、防电击、防散射、采用微机控制的国产程控X线机，具有透视、点片摄影、普通摄影、滤线器摄影、体层摄影等功能，可根据需要配用X-TV，以及立式滤线器摄影台；透视、摄影条件全自动化设定，液晶数字显示，微机内存有各种备用的、可修改的操作程序，可方便、准确地进行人体各部位的X线检查，适应于各类医疗和教学科研单位使用。

一、基本配置

该机主要包括FSK302-1A型控制台、FSB302-1A型高压变压器组件，以及XD₅₁-20•40/125、XD₅₁-30•50/125型X线管组件；可组成单管或双管、125kV、500mA的诊断用X线机。

 (一)主要技术参数

1．电源  供电形式为三相四线制。使用两根相线、一根中线、380V±10%、50Hz±1的交流电源。供电电源开关及熔断器的容量应不小于60A，电源内阻应小于0.3Ω。

2．透视  管电压45~110kV、管电流0.5~5mA，都可连续调节。

3．摄影  管电压44~125kV分41档，管电流30~500mA分8档，曝光时间0.02s~5s分23档。

3．最大输出功率  连续方式0.41kW(0.74×110kV×5mA)，间歇方式大焦点29.6kW(0.74×80kV×500mA)、小焦点9.25kW(0.74×125kV×100mA)。

(二)主要特点

1．摄影kV、mA、s/100(秒)分别通过kV、mA、s/100按扭，根据X线管容量保护值，由软件编制联锁保护条件，进行自由搭配。

2．透视kV、mA分别由相应的电位器设定；如配用X-TV，按下IBS按钮，机器可自动完成透视kV、mA的调整。

3．旋转阳极的启动、运转和灯丝加热电路的工作状态，受保护电路和微机的双重监测，如果有故障发生将给出相应的故障代码。

4．摄影kV补偿由软件控制，保证在额定电源条件下，有较正确的kV输出。

5．在灯丝加热电路中，针对不同的管电压和管电流，软件确定了不同的灯丝触发频率，以提高X线输出的稳定性。

6．具有连续透视累积时间5min限时功能。在s/100窗内显示透视累积时间，达300秒后程序会自动关闭透视。

7．使用两档曝光手闸，采用隔离的低压电源，以保护操作人员的安全；为防止无关人员影响机器正常工作及接受X线的辐射，设有外部联锁保护接口。

8．诊断床、摄影床的切换由五种工作方式确定，同时完成X线管的选择；摄影床配有体层摄影装置，可完成0~550px内任一层面的纵向体层摄影；诊断床的X线管组件设有过热保护接口，并安装有温控开关，防止X线管因过热而损坏。

二、控制台

(一)控制台结构

控制台由电视操作板、监视器、控制台操作显示板、诊视床遥控板、控制柜及手闸、脚闸等部分构成，其外形图如图4-1所示。控制台操作显示板示意图如图4-2所示。

图4-1  控制台和高压发生器外形图

图4-2  控制台操作显示板示意图

(二)操作方法

1．透视

(1)开机：合上电源闸，将控制台操作显示板上的开机键按下，电源接触器JC0得电吸合，其常开触点闭合使该机得电。

(2)技术选择：按下主床技术选择键，选择主床（I台）工作。

(3)选择透视kV：调节透视管电压调节钮F.kV，使透视kV显示为所需的数值。调节透视管电流F.mA旋钮至最低。

(4)透视：踩下透视脚闸或按下透视键，黄色曝光指示灯燃亮，开始进行透视，调节透视管电流调节钮至所需的透视mA值，松开脚闸或透视键就可以停止透视。

(5)影像亮度调节：透视过程中可以调节透视管电压F.kV调节旋钮和透视管电流F.mA旋钮，改变荧光屏上的图像亮度。再次透视时透视条件保持不变。增加透视管电压可以提高荧光屏的图像亮度，适当增加透视管电流可以提高显示图像的分辨力和信噪比，但增加透视管电压和透视管电流会增加病人接受的X线剂量。

(6)透视自动限时：5分钟累积透视自动限时，透视开始1秒后，在面板的s/100窗口显示1，按每秒增加1个数的方式递增。当面板上的透视计时数值变为720(4.5分钟)时，计算机开始发出蜂鸣报警信号，提示操作人员透视限时时间还有30秒，当面板上的透视计时数值变为300(5分钟)时，程序自动关闭透视，此时即使踩下透视脚闸或按着透视键也不能进行透视了。在透视过程中按透视复位键透视计时清零，可重新开始5分钟累积透视自动限时。

10分钟连续透视自动限时，在透视过程中抬起脚闸或松开透视按键，10分钟透视计时清零，当连续透视达到10分钟后，自动关闭透视。此时抬起脚闸开关或松开透视按键，10分钟连续透视限时电路自动清零。再次踩下透视脚闸或透视键透视继续进行，10分钟连续透视计时重新开始。

(7)IBS系统：IBS系统可使透视图像亮度自动保持稳定。

1)自动亮度控制方式选择：在控制台面板上选择主床后，再按下IBS键，即可选定当前的透视方式为自动亮度控制方式。再次按下主床技术选择键即可返回手动透视方式，此时IBS键指示灯灭。

2)透视：按下透视键即可透视。此时的透视kV由IBS系统自动控制，面板上的透视kV旋钮失去作用。

2．点片摄影  透视时一旦发现病灶，可对病灶及其周边组织进行点片摄影，以便将透视时观察到的图像保存下来。即点片摄影是在透视的基础上进行的。

(1)选择kV和曝光时间：在控制台面板上选定点片摄影kV值和曝光时间，程序将点片摄影管电流固定在300mA。

(2)选分割方式：将暗合置于暗盒夹内，选定胶片的分割方式(具体操作参看诊视床说明书)。

(3)透视过程中的点片操作：踩下透视脚闸，确定照射部位，按下诊视床遥控操作板上的点片摄影键，暗盒开始向曝光位移动，灯丝升温和旋转阳极启动，准备指示灯开始燃亮，当暗盒到达摄影位置，灯丝升温和旋转阳极启动完成后，曝光准备完毕绿色指示灯燃亮，开始进行点片曝光，同时黄色曝光指示灯燃亮，当达到曝光限时后，高压被切断，曝光终止。(具体操作参看诊视床说明书)。

3．普通摄影

(1)技术选择：将控制台面板上的开机按键按下，在操作台上选择普通摄影技术选择键，该机即切换到副床(II台)普通摄影工作方式。

(2)准备：做好投照前的一切准备。例如，摆体位、选择摄影条件等。各体位摄影曝光条件存储在单片机中，可随时调用，并可根据具体情况进行修改。

(3)预备：按下手闸I挡，灯丝开始加热。旋转阳极启动。1.2秒后可曝光。

(4)曝光：待曝光准备完毕绿色指示灯点亮后，按下手闸II挡时行曝光，同时黄色曝光指示灯燃亮，达到预选的曝光时间时，程序使该机自动切断高压，曝光完毕。

4．摄影床滤线器摄影

(1)技术选择：开机，在控制台面板上按一下滤线器摄影技术选择键，该机切换到副床(摄影床)滤线器摄影方式。

(2)其他步骤：其他操作步骤同普通摄影。

5．立式摄影

(1)技术选择：开机，在控制台面板上按一下立式摄影架滤线器摄影技术选择键，该机切换到立式摄影工作方式。

(2)其他步骤：其他操作步骤同普通摄影。

6．体层摄影

(1)技术选择：开机，在控制台面板上按一下体层摄影技术选择键，选择体层摄影工作方式。

(2)选择摄影kV和摄影mA：设定摄影管电压和管电流，软件自动将曝光时间设定在2秒。

(3)选择曝光角度和体层高度：在体层摄影控制盒选择曝光角度和体层高度。

(4)曝光：按下手闸II挡，支柱开始运动，当达到曝光角时开始曝光，当曝光结束时，支柱运动也将停止，直线体层摄影即可完成。

7．程序摄影

(1)开机、技术选择：开机并将机器的工作方式切换到普通摄影或滤线器摄影方式。

(2)选体型、部位和正侧位：根据病人体型，按动“体型”键选择胖、中、瘦体型，按动体位加减键来选择体位和摄影方向(正位和侧位)。

(3)存储与恢复：本机出厂时设定有30个体位90组摄影参数值，用户也可根据使用胶片和暗室情况设定合适的曝光条件，再按下“存储”键将设定值存储下来，下次开机使用时同样有效。若需恢复出厂时的程序摄影参数设置，其方法是

1)设置：在关机状态下，将CPU板上的SW1.2拨到“ON”位置。

2)恢复：开机，约1分钟，CPU板上的蜂鸣器鸣叫，程序摄影参数恢复完成。

3)复位：将CPU板上的SW1.2拨回“OFF”位置。

(4)其他步骤：其他步骤同普通摄影。

三、电路结构

FSK302-1A型X线机由电源伺服电路、灯丝加热电路、接口电路、取样电路、微机（CPU）控制电路、操作显示电路等组成。图4-3为电路原理图，图中以方框、连线和箭头的形式表示各部分电路及其相互关系。

图4-3  FSK302-1A型X线机原理图