CT球管利用与保护Word格式.docx
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CT球管利用与保护Word格式.docx
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第一,X线应具有必然的穿透力,如此才能穿透被照射的组织结构,第二,被穿透的组织结构,必需存在着密度和厚度的不同,如此,在穿透进程中校吸收后剩余下来的X线量,才会是有不同的;
第三,那个有不同的剩余X线,仍是不可见的,还必需通过显像这一进程,例如经X光照片或影像增强器显像,也能够采纳探测器矩阵方式搜集,进行A/D模数转换后形成数字图像,用显示器显示或用各类不同的打印机打印到不同的媒体上,才能显示出具有黑白对照和层次的X线影像。
X线穿透密度不同的组织时,密度高的组织被吸收的多,密度低的组织被吸收的少,因此剩余的X线量就显现不同,从而形成黑白对照的X线影像(图l—l—2)。
X线穿透厚度不同的组织或器官时,厚的部份吸收X线多,薄的部份
吸收X线少,因此剩余的X线量就显现不同(图1—1—3)。
事实上、密度和厚度这两个因素常常是综合地阻碍X线成像。
2.球管参数对成像的阻碍
阻碍X光成像质量的指标,咱们一样要紧用两个指标衡量,空间分辨率和密度分辨率,除去设备的缘故之外,而球管的参数和性能也会对这两个参数产生重要的阻碍,下面咱们从球管的角度别离对X光成像质量进行分析。
A.空间分辨率:
由于X射线事实上是一种波长极短的电磁波也是一种光,它除具有穿透性及对生命体的生物效应等特性之外,也具有着光的一切特性,发光光源面积的大小直接阻碍成像的空间分辨率,这主若是由于光源的半影效应特性引发的,所说的半影效应是指发光光源与被投影物体的成像关系,当光源几何尺寸大于被投影物体时,光源边缘的光线会通过被投影物体的边缘在投影影像上产生交汇,会使影像缩小或消失,手术室中的无影灯确实是通过这种原理制成的。
在X光影像设备中,要取得清楚的细微组织影像,从球管方面需要小的核心,同时做投影时的操作也十分重要,因此在一般X光照相和透视时,人体距离球管越远,离影像增强器或照相胶片越近,所取得的影像越清楚。
在CT中阻碍空间分辨率的因素很多,球管的核心尺寸对CT的空间分辨率会产生必然的阻碍,而CT自身的因素如探测器的尺寸、数量、灵敏度,DAS数据搜集通道的开关特性,球管安装校正精度,机械校正参数表格的制作质量等都会对空间分辨率产生阻碍。
球管的老化,靶面烧伤造成的散焦,球管旋转阳极轴承磨损造成的轴向和径向间隙过大引发的串动等都会形成球管等效核心变大,球管内管芯松动产生的核心偏移等,都会造成空间分辨率的降低。
B.密度分辨率:
密度分辨率是指在或得的图像上面能够分辨出的最小组织密度不同,高的密度分辨率能够使咱们在阅片时能够更清楚的看到组织内部的密度改变,提高诊断的准确性。
阻碍密度分辨率的因素较多,在CT本身方面,探测器灵敏度,数据搜集部份的线性度,数模A/D转换器的位数,都会对密度分辨率产生阻碍,数模转换器的位数越多,每一个转换台阶的最小值越小,密度分辨率就会越高。
在球管方面,要求球管所发出的X射线具有必然的频谱宽度,线质较硬部份能够穿透骨骼等密度较大的组织,形成骨骼影像,线质较软的部份能够穿透软组织部份,形成组织影像。
由于球管的长期利用,球管的靶面在电子的长时刻轰击下,由于球管内部不是绝对真空,球管内的被电离的气体离子在高压电场作用下轰击到靶面上,造成靶面材质的改变,使球管发出的X射线线质发生改变,线质变硬,软线部份减少。
球管利历时刻长或球管在利用中显现过热,球管散热不良等缘故,使球管管芯的玻壳及出线窗口上结有积炭,在油中产生游离炭,使球管内冷却油的颜色变黑,造成X线光谱中波长较长的软线部份被炭吸收较多,而波长较短的硬线部份吸收较少,使得输出的X光线质变硬。
积炭的对X射线线质的阻碍要比球管自身老化阻碍大的多。
由于硬线对软组织穿透能力较强,软组织对X线的硬线吸收能力很低,使软组织的密度分辨率下降。
二.旋转阳极球管
旋转阳极球管是在大功率X光机显现以后显现的一种高性能的球管,这种球管能在小的核心下利用更大的电流进行工作,从金属散热的角度分析,任何金属对热的传导都有热阻,球管在小核心大电流工作的情形下,在阳极靶面会产生高温,若是电子束固定在一个位置不断的轰击,靶面专门快就会熔化,若是咱们让靶面活动起来,是电子束不断的变换轰击位置,就能够够是球管在更大的电流下工作,使靶面受到电子束轰击的位置产生的热量有足够的时刻向金属内部传导,靶面就可不能显现熔化问题。
需要说明的是,X线球管的阳极工作在真空中,散热条件很差,它的散热方式主若是以辐射的方式散出,此刻大功率球管在曝光时的功率能够达到60千瓦以上,其中%的功率变成了热,只有%的功率转变成X射线,所有的热都会留在阳极上,散热对旋转阳极球管来讲尤其重要。
(一).旋转阳极的转速,目前的球管旋转阳极转速都在3000转以上,高速旋转阳极球管可达到7200转,超高速的球管目前可达到1万转以上,球管阳极的转速是依照球管的核心电流密度设计的,一样管电流的球管,核心越小,要求球管旋转阳极的转速越高。
关于应用来讲,球管的核心越小,性能越好,这是因为核心越小,所投射的半影也越小,所取得的图像也越清楚,但球管的制造难度也越大。
(二).旋转阳极球管的结构与固定阳极球管的结构不同主若是在阳极上,旋转阳极是一个带轴的圆盘,依照不同的用途选用不同的靶面材料,CT机球管采纳的是钨靶,为了提高整体的散热能力,靶面材料被镶嵌在钼基的盘座上,大功率的球管,为了减轻旋转靶及整个球管的重量,提高球管的热容量,在靶盘的反面用钎焊的方式加上必然厚度和质量的石墨基,整个靶通过轴承固定在管芯支架上,旋转阳极使整个球管技术含量最高的部份。
球管是一个真空电子管,在很高的工作电压下工作,对球管内的真空要求很高,这就要求球管内的所有部件在球管封装前,必需作严格的脱氧及除气处置,如此才能保证成品球管的真空度。
阳极的旋转是靠加在管芯外面电机定子线圈产生的旋转磁场进行驱动,所说的旋转阳极的轴,事实上是一个磁滞式电动机的转子,只只是它是被密封在真空里。
旋转阳极的功能是在电子束流的轰击下产生X射线。
阳极在电子束流的轰击下,在阳极的表面会留下电子束轰击的轨迹,阳极在旋转方面的任何故障,都会造成阳极表面的损伤,阳极表面金属的熔化会产生金属蒸汽,使靶面烧伤产生沟痕,改变X射线的品质和X射线的出线方向,而且破坏球管内的真空,造成球管的内部打火,使球管报废。
(三).旋转阳极球管的阴极是一个直热式真空管的阴极,它的灯丝由钨制成,隔壁加有操纵电子射线角度和方向的束流罩,用它来操纵球管核心的大小,双核心的球管有两组如此的灯丝阴极。
阴极的功能是产生电子束流来轰击阳极。
阴极的灯丝是在高温下工作的,长期的工作会使灯丝的金属挥发,在电子束发射的进程中也会有部份的灯丝金属离子随着电子束流被发射到阳极上面,因为阴极电流是从灯丝上发射出去的,而从灯丝上蒸发出来的金属气体,也会使球管真空度下降,显现打火故障,不管是阳极仍是阴极蒸发出来的金属气体,都会像水蒸气一样在球管较冷玻壳上的凝聚,使球管的玻壳像用久了的电灯泡一样变成黑色。
(四).球管的玻壳是采纳专用的真空玻璃制成,要求玻壳的热膨胀系数要与球管的金属部份一致,具有良好的密封性,要求有良好的X光透射性,要求玻壳内部要有最小的应力,以幸免在球管在正常工作时窗口部份被烤热时,玻壳发生炸裂。
球管的结构
(五).球管的冷却系统
CT机球管一样都加有油循环冷却系统,油循环冷却系统的冷却形式有以下几种:
(1).分离式冷却式:
这一类球管自身不配有油泵和散热器等附属部件,这些循环冷却部件是作为机械部件固定在机械上,如西门子生产的一些CT机型上利用的103MS(OPTI155、156)球管就属于这一类。
这一类球管的优势是由于没有外加的冷却系统,球管的包装运输比较方便,球管包装小,球管的散热系统与球管分离,散热器能够做比较大,使得散热性能更好。
缺点是在改换这一类球管时,球管之外的冷却部份的绝缘油不能与球管一同改换,必需进行另外的改换,在现场改换的绝缘油的品质有时难以保证,这些油有时还会与球管内的油产生化学反映,改变油的性质。
(2).集成冷却式:
这一类球管的油泵散热器与球管组装在一路,它的优势是,在改换球管时不存在散热器换油的问题,油泵和散热器在厂家就能够够检查好。
它的缺点是:
A).运输包装体积较大。
B).油泵,散热器及油循环监测系统都随球管在一路,为了减轻重量和降低本钱,油泵与散热器做的都比较小,散热的效率较低。
(3).间接换热冷却式球管:
这一类球管是为了睨补前两种球管冷却方式的不足而显现的一种球管,这种球管目前多用于大功率的CT球管上,因为球管的功率大,发烧量高,需要的散热器超级庞大,不可能在与球管一路进行搬运,而一般的分离式冷却方式又不能保证球管内油的品质,如此就显现了这种既克服了前两种球管冷却方式缺点,又能知足球管冷却要求的间接换热式冷却球管。
这种球管的内部结构随着厂家的不同转变较大,就以西门子PLUS—CT球管为例,这种球管的冷却部份,利用的是一种水池循环管式换热方式,在不同换热的两个层面都利用油泵进行强制循环,内层产生的热量会专门快的被外层循环的油流带走,以达到高效冷却的目的,而内外层的油又彼此隔离
(六).球管真空的保护
球管的内部必需维持在高真空的状态,真空度一旦下降就会显现球管打火,造成球管就不能正常工作,下面就球管管芯真空度下降的几个缘故及解决方法进行分析:
(1).球管寄存时刻太长:
球管管芯的管壳一样是玻璃或金属的,任何材料它的密闭性都是相对的,因为管芯内部是高真空,气体会通过玻璃或金属材料分子间的间隙进入到球管里面来,使真空度下降。
(2).管芯内部各类材料的放气,管芯内的材料不管如何处置,都不可能做到没有任何气体,材料中的气体会随着时刻的推移和工作中温度的转变而释放出来,使真空度下降。
(3).球管制造不良:
在球管的内部有很多需要焊接的部份,在焊接部份存在空腔、气泡,这些气体释放出来后会使真空度下降。
球管管壳的电极引线、支架与玻璃的结合部,由于金属与玻璃的热膨胀系数不同,而且膨胀的线性关系也不一致,也会产生漏气问题。
(4).在利用中球管周边工作环境显现故障,使球管显现过热、打火,球管的过热,会使球管的玻壳与金属的结合部份的膨胀系数超过线性膨胀区,使封接部份产生间隙,使冷却油及空气渗入到管芯里面来,使真空度下降,球管的过热,也都会造成管芯内材料过速放气,造成真空度下降,利用太久的球管由于灯丝和阳极蒸发出来的金属蒸汽太多,也是真空度下降的一个重要缘故。
以上所分析的真空度下降的一些缘故,有一些真空度的下降能够通过加电熟练的方式来提高真空度,有一些就只能宣布报废,一样因寄存所引发的真空度下降,通过加电真空熟练大多数都能恢复。
而因为意外打火引发的真空下降(灯丝、阳极没有显现严峻的金属挥发觉象,靶面平整,无明显烧伤),可恢复性大约占80%。
因球管短时刻的一次过热造成的真空度下降(短时刻的一次性过热在那时不必然当即显现球管打火,多次的球管过热会造成球管内的真空度下降过量,使球管完全报废),通过完整的养护一样恢复可能性较高。
球管冷却油及球管内部积炭过量,会引发球管的管芯外打火,这种打火是超级危险的,有时会造成玻壳破碎及玻壳击穿。
由于球管管壳的电极引线,阳极支架与玻壳的结合部份密封不良,有冷却油渗透到球管内部,会在球管窗口周围形成不规那么的炭化黑斑,窗口黑斑轻微的球管通过养护后一样能够继续利用,而窗口黑斑严峻的球管一样没有拯救维修价值。
三.CT球管的选择和利用
A.正确的选择改换球管:
在CT改换球管时正确的改换球管具有超级大的意义,实践证明选择一个好的球管对球管的利用寿命阻碍专门大,在球管管芯外部安装几何尺寸相同的情形下,加大球管管芯的热容量会有效的延长球管的利用寿命,而适当的加大球管的核心尺寸,也会延长球管寿命,而核心的适当加大一样可不能对整个CT的图像空间分辨率带来大的阻碍,因为CT中数据搜集系统对图像空间分辨率的阻碍远大于球管核心对图像空间分辨率的阻碍,这种阻碍一样在图像上是分辨不出来的。
B.正确的利用操作机械:
在CT的利用进程中,正确的利用CT也是延长球管利用寿命的一个关键,CT在利用操作进程中需要注意以下几个方面。
(一)CT在开机后要通过充分的预热,如此做的目的是让球管能够取得充分的预热,排除球管管芯玻壳中的应力,以幸免球管在正常扫描病人时显现球管管芯玻壳炸裂现象。
(二)开始扫描患者时,第一个扫描对象应选择扫描层数少,工作条件低的患者进行扫描,比如先选择头部扫描的患者扫描,如此能够使球管进一步取得充分预热,如此能够进一步降低球管损坏的危险。
(三)在保证扫描图像的清楚度和分辨率的情形下,尽可能的降低扫描条件或毫安秒数相同的情形下,选择小毫安长时刻曝光都会有效的延长球管利用寿命。
(四)常常注意检查在进行多个患者扫描以后的管套温度,当球管管套温度太高时,应停止扫描进行球管冷却,而且适当延长每一个患者之间的等待时刻。
(五)在进行机械校正时,要随时注意检查球管的温度,专门是进行大功率项目校正时,必需保证球管有充分的预热,在做表的进程中,保证球管温度不能太高,在有些机械球管热容量设计的比较小时,更是要万万注意,有很多时候,本来专门好的球管,因为做表时单位时刻内累计功率过大,造成球管玻壳碎裂或靶面熔化,使球管报废。
(六)当球管显现漏油,机械上提示球管过热时,应该立刻停止扫描,对球管进行养护,这时若是要继续利用,专门快就会造成球管的完全报废。
如此故障的球管,从咱们连年的体会看,通过良好的养护,球管还能够利用很长的时刻。
C.保证机械设备的完好也是延长球管利用寿命的重要方面,要求机械高压启动是无过冲,高压电压、电流校正准确,旋转阳极驱动电路工作良好等,这些部份都直接阻碍球管的利用寿命。
四.球管的拯救维修
依照CTX光球管工作原理,当球管显现故障时,通过拯救维修,有相当多的球管能够恢复正常工作,通过对球管的分解清洗,去除积碳,改换球管内已经趋向于碳化的绝缘支架,高压插座等排除球管内打火,通过改换密封部件,排除球管漏油,通过加注优质的球管绝缘油,排除球管内的气体,以提高球管管芯的冷却效率,改善球管管芯的工作环境,去除管壳积炭及球管冷却油中的游离炭,减低球管输出的X线软线损耗,改善X射线的输出质量。
对球管进行正规的电真空熟练,尽可能的提高管芯内的真空度,进而提高球管的利用寿命和性能。
A.拯救维修所适用的球管范围;
1.在工作中显现打火,漏油,过热的球管。
2.球管总曝光次数在20万次之内,8万次以上正常利用的球管(不同机型与不同球管会有必然不同)。
3.球管密度分辨率下降,旋转阳极工作正常的球管。
B.球管的检查方式
1.检查球管的油热膨胀腔,有无被吸入现象,如有被吸入现象,说明球管管芯已经破碎,球管不能再进行拯救维修和利用。
2.球管灯丝的检查:
检查球管灯丝,如显现灯时断路,灯丝周围严峻发黑,球管将不能继续利用。
3.旋转阳极轴承的检测:
旋转阳极在球管内旋转自由,无卡死及明显震动点,并通过旋转阳极在转动中的震动噪音判别球管旋转阳极轴承的质量状态。
径向串动量过大时,工作时会使核心偏移,使图像显现伪影。
旋转阳极轴承卡死的球管不能进行拯救维修。
3.真空直观检查:
a)球管窗口内的管芯如有不均匀黑斑,说明球管密封不良,已有油进入球管,并被电离炭化后附着在管壁上,此球管将不能继续利用。
b)检查球管窗口周围管壁玻璃,有无裂纹,整个球管玻壳有无裂纹破碎,如有上述情形,球管将不能继续利用。
c)球管管芯内不该显现可活动的游离物,当有可活动的游离物显现,球管将不能继续利用。
4.球管阳极靶面检查:
a).阳极靶面电子束轨迹是不是均匀平整,有无熔化痕迹,如靶面显现熔化及电子束轨迹显现严峻不均匀现象,球管将不能继续利用。
b).旋转阳极容热体是不是有破碎脱落。
五.对CT球管拯救维修的要求:
1.必需具有相应的工作设备和检测设备,要有对球管内零部件清洗所需要的超声清洗设备,要有避免二次水污染的去离子水制备设备,熟练球管用的高压发生器,真空滤油、注油设备,油的耐压检测设备,球管核心查验校准设备,要有X射线检测、检漏设备等。
2.具有良好整洁的工作场地,所有的封装操作要求在净化条件下进行,以避免空气中的尘埃对球管产生污染。
3.要利用专用的球管冷却绝缘油,要求球管内的冷却绝缘油具有高的耐压性能,耐压要求在的距离上达到80KV以上,要求油中没有任何颗粒杂质,而具要求有高的耐受X射线的能力。
4.要备有齐全合格的球管内零部件,要求这些零部件是专业厂家或是原球管生产厂家生产,并已通过上机利用验证。
5.球管的封装人员要通过专业的技术培训,而且严格的依照操作规程进行操作,并作好封装和测试记录。
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