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第二節 普通X線機基本結構

一、概 述

X線機的基本組成:X線管、高壓發生器及控制臺等輔助裝備構成。

X線管是X線機的重要部件之一,其作用是將電能轉化為X線。診斷用X線管的發展經歷了從最早的電子射線管、靜止陽極X線管到旋轉陽極X線管及特殊X線管等的技術發展過程。目前在X線機應用較多的是旋轉陽極X線管,CT和DSA機應用較多的是特殊X線管。

高壓發生裝置也是X線機的重要部件之一,其主要作用是為X線管兩端提供高壓,為X線管燈絲提供加熱電流。高壓發生裝置主要由高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流器等構成。X線機最初使用的高壓發生器為工頻高壓發生器,隨著電子技術發展,目前工頻高壓發生器基本被中頻或高頻高壓發生器取代。

除了X線管、高壓發生裝置等關鍵部件外,X線機還需要其他輔助裝置協調工作,才能產生X線,用于臨床成像和診斷。對于診斷用X線機,輔助裝置包括X線管支持裝置、遮線器、濾線器、濾過板、檢查床、操作臺等。

二、普通攝影X線機

X線機的基本組成:X線管、高壓發生器、攝影控制臺、攝影床、立式攝影架、濾線柵、遮線器等構成。

X線管的作用是發射X線。

高壓發生器在X線管兩端輸送直流高壓,為燈絲提供加熱電流;控制臺控制管電壓、管電流和曝光時間。

三、普通X線透視

X線透視是利用人體各部分組織對X線的透過與吸收不同,在熒光屏或監視器上形成影像,以診斷體內器官和組織是否正常的一種臨床檢查方法。

早期X線透視的熒光屏物質多為硫化鋅鎘(ZnCdS)類,這類設備在熒光屏上產生的熒光影像亮度很弱,醫生必須在暗室條件下觀察。目前,透視用X線機均配備影像增強電視鏈系統,影像亮度及質量有了很大的提高,使透視檢查由暗室操作變為明室操作,提高了診斷率,降低了X線劑量。專用于透視的X線機有淘汰趨勢,一般都是透視和消化道攝影兼用。

根據臨床診斷的需要,透視胃腸兼用X線透視機要求可在明室條件下進行透視,X線劑量小,影像清晰;影像亮度自動調整;控制操作靈活方便;帶有自動遮線器及透視攝影限時器;可適時攝影等。

四、床旁移動與便攜式X線機

移動式X線機分為移動C形臂和移動拍片機兩類。移動C形臂X線機的發生器和控制部分集于一體,安裝在可移動的車架上,X線管支架采用C形臂,能從各方位接近患者。在急癥室、手術室、骨科、心內科的透視診斷中得到廣泛應用。移動拍片機高壓發生器和控制裝置基于一體,X線管安裝在可在一定范圍活動的立柱或橫臂上,主要應用于床旁診斷。

C形臂移動式X線機應用于外科臨床,具有移動方便、體積小、X線譜寬、靈敏度高、輸出量大等特點。其工作原理與影像增強器電視系統是一致的,只是其高壓發生器輸出功率與體積相對較小。

移動拍片機主要應用于床旁拍片,具有電源電壓適應性好的特點,有些移動式拍片機還自帶蓄電池或電容,從而擺脫了對病房電源的依賴。

便攜式X線機在20世紀90年代前較多應用于體檢中,90年代后基本淘汰。

(一)移動X線機

移動X線機系統對電源質量要求不高,一般采用電容充放電方式和逆變方式。曝光參數控制與普通X線機相近。通常可達到高壓125kV,功率10~30kW。

為適應流動性,系統安置在移動座車上。座車上設有立柱及橫臂以支持X線管組件,工作時能在患者固定的情況下適應各種部位和位置的攝影需要。其功能也接近落地式。座車要支持這些部件的較大重量,而且要求活動靈活。

(二)C形臂X線機

C形臂X線機高壓發生器多采用中頻變壓器、組合機頭方式,其體積小,重量輕,在需要將機頭置于手術臺下或肢體之間時方便靈活。除具有透視功能外,還具有攝片功能,但其輸出功率較小,一般在90kV、40mA以下。

C形臂的兩端分別安裝著X線管和影像增強器組件,由于兩者是通過C形臂圓心對置的,故C形臂處于任何狀態,X線中心線都正對增強器的中心。

C形臂由安裝在臺車上的支架支持。支架可以攜帶C形臂做升降、前后移動、左右擺動和沿人體長軸向傾斜等動作,并能在支架支撐下繞患者長軸轉動,各動作都有開閉鎖功能。

五、齒科X線機

齒科X線機是臨床口腔科使用的專門X線設備,包括口腔牙齒X線機和口腔曲面全景X線機兩類。

(一)口腔牙齒X線機

口腔牙齒X線機是把專門制作的牙片放入口腔中,使X線從面部射入口中,經牙齦及齒槽骨等組織到達牙片進行攝影的方法。這種機器輸出功率小,常用組合機頭方式,口腔牙齒X線機所用照射野范圍很小,采用指向性強的遮線筒,直接對準受檢部位。在患者體位固定后,僅移動機頭就可對任意牙齒進行合理方向的投照。

口腔牙齒X線機的容量小,控制臺很簡單。管電壓調節范圍在50~70kV,管電流在10~15mA。使用范圍固定,所用條件分為門齒、犬齒和臼齒,有的機器直接以這三種用途設鈕選用條件;有的機器千伏值和毫安值都是固定的,不同牙齒的攝影只用時間調節。

(二)口腔全景X線機

口腔全景X線攝影是把呈曲面分布的頦部展開排列在一張X線照片上的攝影方法。口腔全景X線機是口腔全景X線攝影專用設備。

1.結構

口腔全景X線機架由立柱、升降滑架、用作頭顱測量的攝影組件等組成。圖1-7是機架結構的外形圖。

(1)升降滑架:

調節升降,其上裝有轉動系統和患者定位系統。轉動橫臂及其驅動裝置都由滑架支持。

圖1-7 口腔全景X線機外形

(2)轉動橫臂:

轉動橫臂的一端支持X線管組合機頭,窗口設縫隙遮線器,轉動橫臂的另一端安裝膠片盒支架,片盒呈弧形,在片盒的前方有狹縫擋板。在橫臂轉動中,擋板縫隙始終與X線輸出窗的縫隙遮線器形成的片狀X線束相對應。片盒除在轉動臂攜帶下公轉外,還有自轉動作,其角速度與轉動臂的角速度相等。有的暗盒是平板形,它在曝光過程中按一定速度從曝光縫隙后方經過。其速度等于X線束掃過體層面的速度。

轉動部分的結構決定了橫臂轉動時的軸位方式,口腔全景X線機裝置的改進也主要在橫臂轉動部分的結構方面。

(3)立柱:

支持全部組件上下移動和轉動,以適應不同高度的患者。柱內有平衡砣,對上述組件進行平衡。也有電動升降式的,但活動范圍較小。

2.原理

如圖1-8所示,O1、O2為兩個等圓,它們以相反方向等角速度轉動。X線以貫穿O1、O2方向輻射,則O1圓上的A點在O2圓上有投影點B。雖然X線是錐形輻射,兩點在一定范圍內仍能保持同步運動,這樣在該范圍內A 點在O2圓上就有固定的投影點。而與A 在同一直徑上的其他點隨著轉動,其投影與A 點不能保持同步,在O2圓上也就沒有固定的投影點。推廣之,在兩個圓同步轉動中O1 圓上的每一個點,在一定范圍內都會在O2圓上有固定的投影點,即只有當該點移動到A 點附近時,才會在O2圓上有清晰的投影點。

圖1-8 口腔全景X線攝影原理圖

這樣,假設領部基本呈半圓形,并置于O1圓位置,把膠片彎曲成半圓形,置于O2位置(圖1-9),X線管固定不動,接箭頭方向同步轉動患者和膠片,就能在照片上得到領部的展開像。在膠片與領部之間設置鉛板狹縫,使膠片只在轉過狹縫期間曝光,與膠片同步轉過狹縫的部位被投影,狹縫一般寬6~10mm。

圖1-9 口腔全景攝影示意圖

3.機器類型

(1)單軸轉動方式:

X線管和膠片轉動,使患者固定不動。患者頜部定位在O1圓位置,X線管和X線片支架固定在橫臂兩端,以對應于O1的位置為軸心一起轉動。在此同時,X線膠片以相同角速度、相同時針向自轉。這樣構成了膠片頜部各部位的局部相對靜止關系。

(2)三軸轉動方式:

下頜骨的曲度與正圓相去甚遠。用上述設備照得的照片頜骨各部放大量不一致,有的部分還可能偏離體層清晰帶范圍,另外投影方向不能處處與穿過部分平面垂直,有些部分可能變形較大,為此又發展了三軸轉動方式,它的體層清晰帶的形狀接近頜骨形狀,投影變形失真小。

(3)連續可變軸方式:

三軸轉動方式可以部分解決頜骨形狀與圓不符的問題,但仍不能模仿頜骨的實際形狀。現在又發展了連續可變軸轉動方式,它的體層清晰帶做得與人體頜部牙列的弧線一致,可以較少產生變形。

隨著數字化X線機的技術發展,近年來,CR和線掃描型數字X線機在齒科中的應用也越來越廣。

六、乳腺X線機

因乳腺是由腺體、間質組織、脂肪、血管、皮膚等X線吸收系數相近的組織構成,為顯示出乳腺疾病,必須使用對軟組織有高對比的專用X線設備攝影,即乳腺X線機,其主要結構有:

1.X線管靶面

傳統乳腺攝影X線機陽極靶面采用鉬靶,DR 乳腺機X線管陽極靶面多采用雙靶,即鉬靶,鎢靶。

2.濾過材料

乳腺機的濾過板有鉬,銠,鋁三種不同的材質。根據不同的乳腺類型選取,更換方式有手動和自動兩種。

靶和濾過板的不同組合,會使X線光譜發生變化,同時也會對像質和輻射產生很大影響,必須按照乳腺密度和厚度進行適當選擇。

3.探測器

數字乳腺機多為非晶硒平板探測器。

4.加壓裝置

有至少4種類型的壓迫板可供選擇,如半圓形,長方形,正方形等。有壓力表顯示,可以自動或手動壓迫。

七、專用X線成像附屬裝置

X線機除了高壓發生器、探測器等關鍵部件外,還需要其他的裝置才能使整個系統配合協調工作,實現最佳成像和臨床診斷效果。對于傳統診斷X線機這些裝置包括X線管支持裝置、遮線器、濾線器、濾過板、點片裝置、斷層攝影裝置、床臺、機械部件等。數字化X線機,輔助裝置還需有讀片機、顯示器、相關軟件、操作控制系統、操作臺等。除了核心控制系統及相關軟件以外,這些裝置有時還被稱之為X線機輔助裝置。

(一)自動曝光控制系統

X線管電壓、管電流和曝光時間是操作人員可以設置的重要曝光參數。自動曝光系統是在X線通過被照物體后,以達到膠片上所需的感光劑量(即膠片密度)來決定曝光時間,即膠片感光劑量滿足后,自動終止曝光。所以,自動曝光系統實際上是一種間接的限時裝置,即以X線的感光效果來控制曝光時間,所以也稱為mAs限時器。

傳統的自動曝光控制(automatic exposure control,AEC)有兩種,即以熒光效應控制的光電管自動曝光控制和以X線對空氣的電離室效應為基礎的電離室自動曝光控制。它們的共同特點是:采用對X線敏感的檢測器,把X線劑量轉換成電流或電壓,時間積分后的電壓正比于所接受的X線劑量。當把積分電壓與一個正比于圖像密度的設定電壓進行比較后,由一個門限檢測器給出劑量到達設定值的曝光終止信號,以切斷高壓,就形成了自動曝光控制。

1.光電管自動曝光系統

圖1-10是利用光電倍增管構成的自動劑量控制原理圖。由影像增強器輸出屏發出的可見光經分光采樣送至光電倍增管,它的輸出信號經放大后變為控制信號。這種控制信號正比于光電倍增管所接受的光強度,因而信號也正比于影像增強器所接收的X線劑量率。當它達到某一定值時,便由門限檢測器給出曝光結束信號,切斷高壓,就形成了自動劑量控制。

圖1-10 光電倍增管自動劑量控制工作原理

2.電離室自動曝光系統

電離室(ionization chamber)自動曝光系統利用的是電離室內氣體電離的物理效應,使X線膠片在達到理想密度切斷曝光。它比光電管自動曝光系統的應用范圍廣泛,在各種診斷X線機的攝影中幾乎都可采用。

電離室的結構包括兩個金屬平行極,中間為氣體。在兩極間加上直流高壓,空氣作為絕緣介質不導電。當X線照射時,氣體被X線電離成正負離子,在強電場作用下形成電離電流。利用這一物理特性,將電離室置于人體與檢測器之間。在X線照射時,穿過人體的那部分X線將使電離室產生電離電流,此電流作為信號輸入到控制系統。電離室輸出的電流正比于所接受的X線劑量率,經過多級放大后,在積分器內進行時間積分。這種積分后的電壓正比于電離室接受的X線劑量率與時間的乘積,積分電壓經放大后送到門限檢測器。當積分電壓到達預設的門限時,X線劑量達到設定值,輸出信號觸動觸發器,送出曝光結束信號,立即切斷高壓。圖1-11示胸部攝影“三野”電離室。

圖1-11 胸部攝影“三野”電離室

3.DR自動曝光控制

DR數字化成像時,由于其自身就是由無數個探測器所組成,因此完全可以利用自身探測器來進行曝光,工程上,往往在布滿平面的探測器中選用具有代表位置的探測器進行加權平均從而進行自動調整(圖1-12)。

圖1-12 DR平板探測器自動劑量控制工作原理

(二)遮線器

遮線器是一種安裝于X線管組件管套輸出窗前方的機電型光學裝置,利用可調空隙的鉛板,遮去由窗口射出的不必要的原發射線,從而控制了射線束的大小,以便在能夠滿足X線成像和診斷的前提下,盡量減小投照范圍,避免不必要的劑量;并能吸收一些散亂射線,提高影像清晰度。此外,它還能指示出投照中心和照射野的大小。

遮線器是X線攝影和防護上不可缺少的一種輔助設備。包括簡易遮線器和活動遮線器。

1.簡易遮線器

有遮線板式和遮線筒式兩種。遮線板式是在X線管套窗口附加安裝一塊開有一定大小的方形或圓形孔的鉛板,鉛板的開孔以X線中心線為對稱中心。當進行投照時,在一定距離上即可得到與孔的大小相對應的照射野。一般一臺X線機配有多塊不同孔徑的遮線板,并在上面標明相應距離的照射野大小,以供選擇使用。遮線筒式遮線器的外形為一圓錐狀金屬筒,有的還襯有薄鉛皮以增加遮線防護的效果。投照時,它主要是靠筒壁對X線的阻擋吸收來限制照射野的,因此照射野的大小可由遮線筒的長度和直徑來決定。其照射野一般為圓形。

2.活動遮線器

在功能可連續調節照射野的大小,滿足任意距離上各種尺寸膠片的遮線要求,為現代X線機普遍采用。在結構上,早期的活動遮線器由兩對能獨立啟閉的鉛葉分兩層相互垂直排列而成,每對鉛頁的活動是以X線中心線為對稱中心的,兩對鉛葉各自開閉,分別控制了照射野的長度和寬度,達到靈活調整照射野大小和形狀的目的。為了進一步提高遮線效果,遮線器內部的結構從一組“#”形鉛葉增加到兩組,同一方位的上下兩對鉛葉能同步活動,但它們的活動幅度不同,其目的是為了使兩對鉛葉各自形成的照射野能始終保持一致。此外,在兩組鉛葉之間加有方筒,用以吸收遮線器內產生的散亂射線;在遮線器上還裝有吸收軟射線的濾過板,并根據需要可更換不同厚度的濾過板。

根據遮線器鉛葉開閉的驅動方式,又可分為下列幾種:

(1)手動遮線器:

手動遮線器多用于攝影中。這種遮線器鉛葉的開閉是通過手工調節來實現的。其內部結構除前述內容之外,尚設有照射野指示系統。采用指示燈泡模擬X線管的焦點,以可見光來代替X線,經由反射鏡的反射,照射到床面上。反射后的可見光光路與X線穿透反射鏡后的光路是一致的,因此它能夠預先指示出照射野的大小。多用于上球管攝影。

(2)電動遮線器:

電動遮線器多用于透視檢查中,便于遠距離控制,是遙控透視機和胃腸機必不可少的組件。電動遮線器鉛葉的開閉一般是由微型直流電機驅動的,適當控制直流電機的正轉、反轉及運轉時間,可將照射野調整到所需要的尺寸。電動遮線器照射野的調節既有在遮線器上進行的,也有在床邊的操作臺上進行控制的,后者除了可作連續調節外,尚有各種固定大小的照射野選擇按鈕,只要按下這些選擇按鈕,電機即帶動鉛葉運動至所選的照射野后固定下來,以滿足特定要求的攝影。電機的運轉在鉛葉關閉和最大張開位置設有限位開關,自動限位保護。

專用于透視的電動遮線器,尤其是在配用影像增強器的透視檢查裝置中,因需要隨時調整照射野的大小,因此不需要照射野預示和燈光指示。由于影像增強器的輸入屏為圓形,所以電動遮線器的照射野也應為圓形,遮線鉛葉的結構一般采用葉瓣式,它在電機操縱下使照射野的直徑可作連續變化。

(3)全自動遮線器:

全自動遮線器與電動遮線器在結構上差異不大,不同的是全自動遮線器內部設有鉛葉的狀態檢測裝置。在功能上隨著焦-屏距的改變,全自動遮線器具有自動保持其照射野大小的能力,多用于透視中。

(三)濾線器

X線照射于人體后,一部分射線在穿越人體的過程中會產生散射線,由于散射線的輻射方向是雜亂無章的,當它作用于X線膠片時,影響X線影像清晰度,因此必須予以清除。清除散射線的裝置稱為濾線器。

1.濾線柵

主要組成部分是濾線柵,它一般是用薄鉛條與易透X線的填充物,發木條、塑料、紙片等交替排列起來,黏合成平面或圓弧狀的結構。根據鉛條的排列方式,濾線柵又分以下幾種:

(1)平行式濾線柵:

鉛條平面都是互相平行排列的,這種濾線柵離輻射中心一定角度之外的原發X線也被濾線柵所吸收。因此平行式濾線柵在使用時要求有一定的焦-屏距,并使用小尺寸的膠片。

(2)聚焦式濾線柵:

為了克服平行式濾線柵的缺陷而設計的。其鉛條排列按一定規律傾斜,且都會聚到一條聚焦線上,只要X線管的焦點處于此會聚線上,或在允許的一定調節范圍之內,原發X線能順利通過濾線柵,而散射線卻被大部分濾去。這種濾線柵要求X線管只能沿著鉛條本身長度方向傾斜,而不能沿鉛條長度的垂直方向傾斜,射線的中心線必須與濾線柵中心對準。

(3)“#”式濾線柵:

兩組互相垂直的鉛條排列而成,一般是一組垂直置于另一組之上。其優點是對兩個方向上的散射線都予以濾除。但這種濾線柵并不常用,主要是由于它對X線管組件的投照角度及X線中心線的準確性要求較高;同時由于柵密度的增加,要求曝光條件提高也較多。

2.固定濾線器與活動濾線器

(1)固定濾線器:

在曝光過程中濾線柵始終是靜止不動。固定式濾線器適用于移動X線機中,作為一個單獨部件既可置于暗盒之上,也可固定在暗盒之內。除此之外,它尚能用于手術室,并可用于透視裝置中。

固定式濾線器用于攝影時,照片上會留有鉛條陰影的緣故,在柵密度過低時會影響到診斷效果;而若采用高柵密度的濾線柵,雖然可消除膠片上的陰影,但原發X線卻衰減得較多。為克服上述缺點,一般多采用活動式濾線器。

(2)活動濾線器:

在曝光時一直處于運動狀態之中,它既能濾去散射線,通過原發射線,提高膠片對比度,又能使鉛條在膠片上的投影因運動而被模糊掉。活動濾線器要求在曝光開始時就已處于一定的運動狀態,而且濾線器的活動時間長于曝光時間。

活動濾線器由柵板、驅動機構、暗盒托盤和框架組成。所用濾線柵面積要滿足最大尺寸的膠片橫放或豎放使用。托盤用于夾持片盒,使之定位于濾線器中心。柵板驅動機構是濾線器的核心,驅動柵板按一定方式移動,在適當時間接通電路而曝光,并要求曝光在柵板移動速度最大的瞬間開始,柵板活動時間要長于曝光時間,曝光過程中柵板不能停頓。因驅動方式不同,活動濾線器分電機式和減幅振蕩式兩種。

電機式:柵板由小型電機驅動,常見的凸輪電機式。濾線柵由小型電機帶動的桃形凸輪驅動。濾線柵由彈簧牽拉,其邊緣與凸輪相接觸。攝影時,電動機在曝光前的電轉動,帶動凸輪旋轉,凸輪通過碰撞柵板使之作往復運動,其速度均勻恒定。

減幅振蕩式:濾線柵板由四個簧片支持懸浮,當柵板受外力活動后,即在簧片支撐下作往復減幅振蕩,直至最后停止,其振動時間可達8 秒以上。根據其啟動方式又有儲能釋放式和觸動式。

3.衡量濾線柵的技術參數

(1)半徑:

也稱焦距(f0),是指鉛條會聚線到柵板的垂直距離,一般有80cm、90cm、100cm及120cm等。

(2)柵比(R):

指鉛條高度與鉛條間隙之比,一般攝影用柵比為1∶5~1∶8,高千伏攝影用1∶8~1∶12。比值大,濾線效果好,但對原發X線損失的百分率也大。

(3)柵密度(N):

指單位距離內鉛條的數量,常用柵密度為24~43線/cm之間。

4.濾線器攝影臺

使用活動濾線器攝片時,患者肢體不能直接置于濾線柵板上。常用的方式是濾線器安裝在專用檢查臺面下方,用臺面承擔患者肢體重量,濾線器在臺面下的軌道中,對準受檢肢體進行攝片。濾線器攝影臺通常是固定在地面上的,也有的做成移動式。

(1)臥式濾線器攝影檢查臺:

分固定臺面和活動臺面兩種。固定臺面臥式濾線器攝影臺,其外形恰似一張簡單的平床,故也稱濾線器床。活動臺面臥式濾線器攝影臺,檢查臺臺面能在長軸和橫向移動一定距離,稱為浮動臺面。這種臺面便于位置調整,減少患者的痛苦,提高了工作效率。

(2)立式濾線器攝影架:

胸部X線攝影、頸椎正側位攝影等部位攝影需要使用立位濾線器,其基本形式是濾線器加護板后豎直安放,并配有重砣平衡,可沿軌道作上下移動。有的濾線器本身可以翻轉到水平位,并可在其間任何位置固定下來使用。還有的可使濾線器在本身平面旋轉±180°,使用起來更靈活。

(3)移動式濾線器攝影臺:

把活動濾線器安放在專用臺車上,濾線器可在水平至直立位間轉動,固定于任意角度使用。臺車在地面上可以移動和固定,可以在機房內任何位置配合支架上的X線管使用,也可以配合到任意機器上組合使用。濾線器的高度由電動升降調節,所以這種攝影臺也稱萬能濾線器攝影臺。

(四)診視床

1.基本結構

一般診視床由床體、適時攝影裝置及其平衡系統、動力及其傳動系統三部分組成。

(1)床體:

床體由底座、床身和床面組成,床座是床體的基礎,床身是診視床實現各種功能的主體。床面承擔患者重量,并帶動患者移動。

(2)適時攝影裝置:

用于透視和點片。

(3)動力系統:

一般診視床有兩套動力傳動系統,一是床身回轉動力及傳動系統,多用單相或三相電動機,經變速由臥輪、臥桿或齒輪組傳動。二是床面移動動力及傳動系統,多用單相電動機,經變速由鏈條傳動。

2.基本功能

(1)床身上臥功能:

為適應胃腸透視各種體位的需要,一般診視床的床身能在直立(+90°)、水平(0°)和負角度(≤30°)范圍內繞底座支軸回轉,并能停于任一位置。在直立位、水平位和負角度最大位設有限位開關,床身到位后,自動停止運轉。

(2)床面移動功能:

大多數診視床的床面能在一定范圍內作升(伸)降(縮)移動。較好的診視床,其床面還可左右移動,以作為點片裝置移動范圍的補充。坐床身處在水平位時,床面還可帶動患者移出床身一定距離,至換片器上方做造影檢查。

床面移動范圍,一般診視床向頭端可伸出50~100cm,向足端可伸出20~40cm,在上述范圍內可停于任一位置。在最大伸出位設有限位開關,床面到位后自動停止。

(3)適時攝影裝置移動功能:

該裝置也稱點片裝置,一般診視床都采用床下設X線管、床上設點片裝置的結構方式。點片裝置應能與床下的X線管同步作上下左右移動,又能自身前后移動,并能對三維移動進行鎖止。有些診視床設有床下濾線器,不作透視時,點片裝置可脫離與X線管的固定關系而移至一邊,或點片裝置立起推至一端,利用床上管進行普通攝影和濾線器攝影。

3.搖籃床

一種功能較多、自動化程度高的遙控床。其結構多采用固定底座和C 形滑槽,實現床身的垂直、水平和負角度回轉。在0°~90°時,回轉速度為 90°/16s;-90°~0°時為 90°/32s。床面可繞其縱軸做±360°旋轉,在水平位置時,可向頭端伸出50cm,向腳端伸出20cm,橫向可移動25cm。管頭和影像增強器可繞患者轉動±90°,因此對任意方向的投照定位極其方便。

搖籃床除具有遙控床的全部功能外,還有:①患者被固定在凹形床面上,隨床面轉動可做360°~720°旋轉,在患者自己不動的情況下可方便地進行各種體位的透視或點片攝影。這也是搖籃床名稱的由來。②在患者不被轉動的情況下,X線管和點片架一起繞患者轉動,以便對患者同一部位進行不同體位的觀察。

4.遙控床

將影像增強器、X線電視和診視床合理組合,并實現全自動化的新型診視床。遙控床主要應用于胃腸機。

(五)X線管件支持裝置

1.X線管件支持裝置功能

用于把X線管件鎖定在任意所需的位置和角度上,使X線管在一定的距離和角度上對膠片進行曝光的一種裝置。在X線攝影中,根據不同的被檢部位,要求X線中心線以不同方向入射和以不同的焦片距進行曝光。為了盡量避免移動患者,要求X線管件能夠上下、左右和前后三維移動,能繞X線管長軸和短軸轉動,即要求X線管能有較大的移動范圍和靈活的轉動功能,并保證在X線曝光過程中管件不移位、不顫動。而這些要求均由X線管件支持裝置來完成。

最簡單的X線管件支持裝置由立柱、滑架和橫臂等組成。X線管頭由管頭夾固定在橫臂上。橫臂由滑架與立柱聯系在一起。滑架能帶動橫臂在立柱上作上下移動。橫臂本身能作伸縮移動。立柱沿軌道的移動范圍一般在3m以上,滑架升降范圍在2m左右,臂伸縮24cm以上。

2.X線管件支持裝置類型

普通攝影用X線管件支持裝置分為立柱式、懸吊式和C 形臂式等。

立柱式結構簡單,安裝方便,使用最為廣泛,多用于中、小型X線機的X線管件的支持。按其結構又分為天地立柱式、雙地軌道立柱式和攝影床軌道附著式。

天軌懸吊式支持裝置,主要用于大型固定X線設備,由固定天軌、移動橫軌、伸縮吊架、橫臂、控制盒和管件固定夾組成。這種結構的特點是充分利用空間,不占地面位置,有利于診視床、X線電視系統等設備配合,使工作人員的操作十分方便。由于X線管能在較大范圍內做縱橫、上下移動及轉動,從而能滿足X線攝影檢查各種位置和方向的需要。但結構復雜,對安裝的房間有一定的要求,安裝較困難,價格貴,特殊需要時采用。

C形臂支持裝置是為適應不同的X線特殊檢查而設計的一種新型X線管件支持裝置,因其形狀C形而得名。C形臂的一端裝有X線管件和遮線器,另一端則裝有X線影像轉換和記錄系統,如X線影像增強器、電視攝像機、點片照相機和電影攝影機等。C形臂可以與懸吊裝置結合;也可以與專用底座結合,組成落地C形臂支持裝置。C形臂與臺車、支架結合組成移動式C形臂。C形臂在空間上可以做出各種運動,如沿其周向的運動以及將整個C形臂沿著水平方向旋轉等。

(六)醫用液晶硅顯示器

1.醫用液晶硅影像顯示器(LCOS)的構造液晶材料涂于CMOS硅芯片表層。芯片包含了控制電路,并在表層涂有反射層。在芯片外部或者內圈設置有隔離器以保持盒厚的均勻性。盒厚只有1μm左右。取向層可以確保液晶分子取向一致。由于液晶須通過一部分電流,因而在晶體上部加設了一個次級透明電極。玻璃基板用以保護液晶和穩定液晶的位置。

LCOS面板的結構有些類似TFT LCD,同樣是在上下二層基板中間撒布:用來加以隔絕后,再填充液晶于基板間形成光閥,借由電路的開關以推動液晶分子的旋轉,從而決定畫面的明與暗。LOOS面板的上基板是ITO導電玻璃,下基板則是硅晶圓CMOS基板,LOOS面板最大的特色在于下基板的材質是單晶硅,因此擁有良好的電子遷移率,而且單晶硅可形成較細的線路,與現有的HTPSLCD及D LP投影面板相較,LOOS是比較容易達成高解析度的投影技術。

2.醫用液晶硅影像顯示器(LCOS)工作原理在LCOS微顯示器中所采用的是扭曲向列相液晶材料。當電流到達液晶體時,液晶分子的扭曲程度會發生變化。根據這個原理,光束要首先通過一個起偏器以使光波傳播保持特定的偏振方向,然后在液晶介質中光的偏振方向隨著液晶分子的扭曲方向的變化而變化,接著光束又經過LCOS反射表面的定向反射,然后再穿過一個檢偏器。

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