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第二章诊断用Ｘ线机诊断用Ｘ线机，是基于Ｘ线透视学原理的影像诊断设备，又称传统或常规检查设备，以区别于Ｘ线计算机体层和数字Ｘ线成像设备。本章着重介绍诊断用Ｘ线机的基本结构、功能和应用特点，为学习后续课程和参加临床实践准备必要的基础知识。第一节概述一、诊断用Ｘ线机发展史与现状伴随着Ｘ线的发现不线影像设备应运而生。迄今百余年的历史，诊断用Ｘ线机经历了一个从出现到不断发展和完善的过程，大体上可分为以下几个时期。1．气体Ｘ线管、感应圈时期（１８９５～１９１６年）这一时期的Ｘ线机主要由气体Ｘ线管、感应圈或静电起电机组成，用玻璃底板成像，后期开始应用钨酸钙增感屏。伦琴当时使用的Ｘ线机，其管电压只有４０～５０ｋＶ，管电流仅有ｌｒｎＡ，拍摄一张手骨照片用３０ｍｉｎ～ｌｈ。２．热电子Ｘ线管、变压器式高压发生器时期（１９１６～１９２５年）由于Ｃｏｌｉｄｇｅ发明了热电子Ｘ线管，Ｓｎｏｏｋ开发了变压器式高压发生器装置，从而为现代Ｘ线机奠定了基础。同时，改进了底片，制成并改进了荧光屏。３．防电击、防散射Ｘ线装置的实用化时期（１９２５～１９４５年）１９３５年，西门子公司生产了单相全波、６５ｋＶ、４００ＩｎＡ和８５ｋＶ、３００ＴｎＡ的Ｘ线机；同年又制成三相六峰６０ｋＶ、１０００ｍＡ的Ｘ线机，标志着防电击、防散射型诊断用Ｘ线机已进人成熟时期。４．高条件。大容量、控制技术现代化时期（１９４年以后）大功率旋转阳极Ｘ线管的问世，是Ｘ线机实现大容量的前提，而且使Ｘ线影像质量有了明显的提高，使某些活动器官的诊断和细微结构的放大摄影成为可能。各种辅助装置如体层。光学缩影等相继出现，也使Ｘ线机本身及有关Ｘ线诊断技术得到进一步改善与提高。２０世纪５０年代初Ｊ线影像增强器的研制成功，使诊断Ｘ线机的性能和应用范围有了新的突破，最引人注目的是Ｘ线电视、录像和动态摄影，在一定程度上解决了动态检查、影像再现等问题；进而使操作更简单，防护更有效，机械运动更灵活可靠，为医疗卫生事业发展提供了更完善的设备和技术。经过几十年的努力，各国生产的Ｘ线管质量和水平有了很大的提高。预期石墨基钨铼复合靶旋转阳极Ｘ线管在诊断用Ｘ线机中的应用将日益增多。１９７５年后，逆变技术在Ｘ线机中的应用，提高了管电压的精度，使高压变压器的体积和重量明显减小，从而得到迅速普及。当前国际上各种功率的Ｘ线机，大到１５０ｋｗ固定式大型Ｘ线机，小到牙科Ｘ线机，几乎全部使用逆变技术产生高压。Ｘ线电视系统应用之后，将图像亮度信号与透视管电压（ＦｋＶ）的调节机构联合组成闭环控制回路，于是出现厂自动曝光控制系统。在医学影像设备与技术飞速发展的今天Ｊ线机仍能够继续存在并占有某些优势。就以高对比的空间分辨率来说，一般国产Ｘ线机达到６ＬＰ／ｍｎ以上，高档微焦点Ｘ线机可达到几十ＬＰ／ｍｍ。就成像速度来看不线机最短成像时间达到毫秒，每秒可获得４００幅或更多的图像，满足了各种动态检查的要求。此外人线机操作简单，病人流通率高，费用相对低廉。当前Ｘ线机存在的主要问题是：产生Ｘ线的效率过低；胶片对Ｘ线的敏感度不足。二、诊断用Ｘ线机的组成Ｘ线检查设备的发展是和放射医学的发展、当代科技的发展紧密相关的。新的医学科研课题及医学临床工作中出现的新问题，促进了Ｘ线设备与技术不断向前发展产品品种和生产规模也日益扩大。目前，除供各临床科室共同使用的通用型Ｘ线机外，大多数都拥有自己的专用Ｘ线机以满足不同的临床需要，如心血管造影Ｘ线机、全身血管造影Ｘ线机、消化道造影Ｘ线机、胸科Ｘ线机、神经外科Ｘ线机、骨科Ｘ线机、妇科Ｘ线机、乳腺Ｘ线机、泌尿外科Ｘ线机、床旁Ｘ线机、牙科Ｘ线机、五官科Ｘ线机、双能骨密度测定Ｘ线机、介人放射学Ｘ线机等等。虽然诊断用Ｘ线机因诊断目的不同而有很大的差别，但是，其基本结构都是由产生Ｘ线的Ｘ线管、供给Ｘ线管灯丝电压及管电压的高压发生装置、控制Ｘ线的“量”和“质”及曝光时间的控制装置、以及为满足诊断需要而装配的各种机械装置和辅助装置即外围设备所构成。其结构如图２－１和表２－１所示。图２－ＩＸ线机构成框图表２－１诊断用Ｘ线机的组成第二节诊断用Ｘ线机各论一、透视用Ｘ线机《一）概述透视用Ｘ线机是供医生“透视”病人，以观察诊断体内器官和组织是否正常、查找病灶的设备。Ｘ线透视是利用人体组织各部分对Ｘ线有不同的透过与吸收作用而实现的一种临床诊断方法。其过程是：射人人体的一束Ｘ线，部分能量因被吸收、散射而消失，其余能量经人体不同组织衰减后射出，并携带人体内部结构信息即Ｘ线影像，再经过转换器转换为可见光影像，供医生观察诊断。早期的转换器多为硫化锌镉（Ｚｎ（ｔｔ）类荧光屏，故此类设备称为荧光屏式透视用Ｘ线机。这类设备在荧光屏上产生的荧光亮度很弱，医生必须在暗室条件下工作。目前国内外生产的透视用Ｘ线机所配转换器大都采用Ｘ线电视系统，故称为ＸＴＶ透视用Ｘ线机。从使用情况看，专用于透视的Ｘ线机较少，一般都是透视和消化道摄影、或透视和间接摄影两用。根据诊断的要求，透视用Ｘ线机须达到：影像清晰ｘ线剂量小，易于查找病灶；即使病人体形和体位不同，影像亮度及质量亦应无变化；可在明室条件下进行透视，控制机构操作方便灵活，带有自动遮线器及透视曝光应设有限时器等。（二）二线影像增强器及电视系统Ｘ线影像增强器用以把Ｘ线影像转换成可见光影像，并使亮度得到增强，其输出影像亮度比普通荧光亮度强几千倍。电视是在增强器问世后首先进人Ｘ线领域的，目前增强器已全部与电视配套，用监视器进行透视观察，所以一般统称为Ｘ线电视系统。该系统使传统的透视得到了彻底改变，使透视工作从暗室中解放出来，并实现了透视亮度自动调节；降低了Ｘ线剂量（所需Ｘ线剂量降低到原有荧光屏式透视所需Ｘ线剂量的互／１０）；可使图像传送到一定距离外进行观察、显示；提高了诊断准确率及效率。很快，照相技术、电影摄影、录像技术也都进人Ｘ线领域。这些技术的引入使Ｘ线的应用范围迅速扩大，所以影像增强器的出现，被认为是Ｘ线设备发展中的一个重要阶段。Ｘ线电视系统的缺点是影像层次不如荧光屏丰富；对于密度对比差的部位（如胸部），某些细小病灶不易发现，这主要是电视部分的性能所限。但对大多数用途，如消化道钡餐透视、骨折复位、导管定位、取异物或结石等，仍是很理想的手段，加上系统的其他优点，所以使用十分广泛。Ｘ线电视系统由影像增强器、光分配器、电视系统等组成。影像增强器的核心部件是增强器，它由输入屏、聚焦电极、阳极（加速电极）、输出屏、离子泵和外壳组成。输人屏将接受的Ｘ线影像转换成可见光影像，再由其光电阴极转换成电子影像；光电子在阳极和聚焦电极共同形成的电子透镜作用下加速、聚焦，于输出屏前形成缩小且增强的电子影像，最后由输出屏转换成可见光影像。离子泵是为“吸收”管内少量气体而设的。光分配器又称分光器，是在透视过程中完成光路转换的部件；置于增强器后可以配用电视摄像机点片照相机和电影摄像机等。其相互关系如图２－２所示。电视系统由摄像机、电路中心控制器和监视器三部分组成；因直接用电缆将三者连接起来，故属于闭路电视。（三）诊视床诊视床是透视用Ｘ线机必备的辅助设备之一，主要用于透视和消化道摄影。１．一般诊视床由电动机驱动，故也称为电动诊视床。其主要组件有床座、床架（床身）、床面、荧光屏架及其平衡装置、消化道摄影装置和驱动电机的减速装置等。床身回转采用单一固定支点。如图２－３所示。为了适应各种不同角度的透视观察和消化道摄影的需要，床身能在一１５”～＋９０ｏ之间回转。在此范围内可由操作者控制停止于任意角度，也可自动停止于垂直。水平和负角度等位置。床面能电动伸出，水平位时一般向头端可伸出５０～８０ｃｍ，向足端可伸出２０～５０ｃｍ。床身回转是由驱动电机的正、反转，通过变速器带动链条拉动床面来完成的。荧光屏架可上下、左右、前后移动。上下移动由平衡装置维持平衡，可停于移动范围内的任意位置。平衡装置分内平衡和外平衡两种。内平衡装置，其荧光屏架通过钢丝绳、滑轮等由设在床一侧的平衡锤平衡；如ＸＧ－２００型和ＫＢ－５００型诊视床。外平衡装置，采用一钢丝绳将荧光屏架吊住，通过荧光屏天轨。滑轮等由床外的平衡锤平衡。荧光屏的制动多采用电磁制动，也称电刹车，即由开关控制直流强力电磁铁，将荧光屏固定在需要的位置上。这种装置较机械制动操作方便。２．双支点滑块式诊视床它是我国生产的一种新型诊视床。如图２－４所示，在床身回转时有两个支点。０”～９０“范围内床身绕第一支点回转。此时，床回转中心与扇形齿轮的转动中心重合，着力点与支点之间的距离短，因而回转速度快（３，９”／ｓ）。负角度范围内，床身绕第二支点回转，此时床身回转中心与扇形齿轮转动中心不重合，着力点与支点间的距离增大，因而回转速度变慢（１．５６“／ｓ）。双支点滑块式诊视床在０”～９０ｏ范围内回转速度快，提高了工作效率；负角度范围内回转速度慢，有利于造影检查。同时因支点的变更，负角度可扩大到一３０”，更适于某些特殊造影如椎管造影、盆腔造影检查的需要。３．遥控床遥控床是影像增强器ｘ线电视与诊视床的组合体，并实现了全部自动化的新型诊视床。遥控床不仅床身起落、转动、床面伸缩采用电动控制，而且点片架的三维运动和各方向锁止、点片动作、缩光器和压迫器的使用等，全都采用电动控制。它具备普通诊视床的全部功能，并全部使之自动化。遥控床多配有无暗盒式点片装置，一次可装人５０张或更多张胶片，这使医生在整个检查过程中都不需要进人检查室，从而完全脱离了放射现场，大大改善了工作条件。遥控床又分床下Ｘ线管式和床上Ｘ线管式两种。床下Ｘ线管式即普通诊视床的模式，只是各种动作都电动遥控化了，一般在点片装置上也设有各种动作的操作钮，除遥控操作外也可进行近台操作。此类遥控床由于点片装置的观察媒介和胶片到病人的距离都可以做得很近，所以使影像放大率减小，影像清晰。缺点是点片装置的活动因距病人太近而可能有妨碍；活动时要离开病人，透视时要靠近病人，不随时纠正就可引起影像放大。其结构如图２．５所示。床上Ｘ线管式是把点片装置和增强器设计在床面以下，床面以上只有一个Ｘ线管和一个机械压迫器，显得十分干净利落。透视过程中病人转动时不再有点片架妨碍，且Ｘ线管的位置与普通摄影床Ｘ线管的位置相同，故可很方便地做普通摄影。这类遥控床的缺点是影像放大率较大，影像质量不如前者好。其结构如图２－６所示。４．摇篮床是一种功能较多、自动化程度较高的遥控床。其结构多采用固定地座和Ｃ形滑槽，实现床身的垂直、水平和负角度回转。在０”～９０”时，回转速度为９０“／１６。，在矿—一９０”时为９０ｏ／３２ｓ。床面可绕其纵轴做士３６０ｏ旋转，在水平位置时，可向头端伸出５０ｃｍ，向脚端伸出２０ｃｍ，横向可移动２５ｒｍ。管头和影像增强器可绕病人转动上叨”，因此对任意方向的投照定位极其方便。其结构如图２－７所示。摇篮床除具有遥控床的全部功能外，还有：①病人被固定在凹形床面上，随床面转动可做３６０”以至７２０”旋转，在病人自己不动的情况下可方便地进行各种体位的透视或点片摄影。这也是摇篮床名称的由来。②在病人不被转动的情况下Ｊ线管和点片架一起绕病人转动，以便对病人同一部位进行不同体位的观察。（四）遮线器遮线器俗称缩光器，安装在Ｘ线管管套的窗口上，用来控制Ｘ线照射野的大小，遮去不必要的Ｘ线。用于摄影的遮线器还在内部设有光源，模拟Ｘ线管焦点的位置，用作照射野和中心线的指示。遮线器有手动式和电动式两种。手动式多用于摄影。透视用Ｘ线机管头上一般配用电动多叶式遮线器，医生可通过开关控制使Ｘ线照射野达到所希望的面积；这样既便于诊断，又可减少病人和医生接受的Ｘ线剂量。１．手动遮线器直接用手通过机械传动开闭遮线器的遮线板，以控制照射野的大小。操作方式有旋钮式和拨杆式两种。内部设有照射野指示灯，有的还装有中心线指示器。2．电动式遮线器由两个小型电机，通过两套减速器和传动机构，分别带动纵。横两个方向的多叶铅板闭合或敞开，以控制照射野的大小。电机的转动由手控开关和限位开关控制。有的电动遮线器可随透视距离的改变自动调节，保持照射野大小不变；在点片摄影时，自动转换成与所选胶片规格和分割方式相对应的照射野大小。二、普通摄影用Ｘ线机（一）概述普通摄影用Ｘ线机是用Ｘ线胶片代替荧