准直器、滤过器、高压发生器

学术   2024-11-06 19:21   广东  




准直器



在CT扫描中,准直器有两个作用:

1.调节CT扫描的层厚;

2.减少患者的辐射剂量和改善CT图像的质量。CT射线的辐射防护第一关是含铅的X线管外壳,通过X线管窗口出来的射线束初步形成了扇形束或锥形束。

CT机中的准直器一般有两套:一套是X射线管端的准直器(或称患者前准直器),由固定的和可调节的几组叶片组成。在多层螺旋CT扫描机中,为了减少焦点半影现象,可调节的准直器叶片,一般都安装在尽可能远离X线管;另一套是探测器端的准直器(或称患者后准直器),同样由固定的和可调节的几组叶片组成,固定部分叶片的开口一般都等于或大于扫描中使用的最大层厚。前准直器主要控制患者的辐射剂量;后准直器主要控制扫描准直层厚。





滤过器/板




滤过器/板从X线管发出的原发射线是一束包含不同能量的辐射,其中有不同数量的长波和短波。

在实际使用中,CT机所产生的X射线也是多能谱的。现在CT机中所使用的楔形补偿器(或称滤过器/板)的作用是:吸收低能量X射线,优化射线的能谱,减少患者的X射线剂量,并且使通过滤过后的X射线束,变成能量分布相对均匀的硬射线束。

·对于CT而言,滤过有两个目的:去除长波X射线。由于长波X射线于成像无益,仅增加患者的射线剂量;经滤过后射线平均能增加、线质变硬和均一,通过物体后的射线硬化现象也因此趋于一致。

·圆形物体(CT检查患者的横断面近似圆形)由于形状的原因,X线衰减吸收不一样,射线硬化的产生也有所差别,但这些变化探测器无法检测到,为了纠正射线硬化不一致的现象,CT扫描仪中使用了专用的滤过器。

·第一代CT扫描机的楔形滤过器是一个方形、中间呈弧形凹陷的水箱。目前CT机的滤过器/板主要有:①X线管的固有滤过,通常为3mm厚的铝板,有时也使用0. 1~0. 4mm厚的铜板;②“适形”滤过器(如蝶形,bow-tie),形状为两面凹陷剖面观类似于蝴蝶形状的高密度物质,目的是适应人体形状射线衰减的需要。“蝶形”滤过器中心部分几乎无衰减射线的作用,而四周则有较强的衰减射线作用,它的主要作用是:滤除部分低能射线,同时也降低了到达探测器射线能的动态范围;其次减少“蝶形”周边与物体作用产生的散射线,降低了患者的辐射剂量。“蝶形”滤过器常采用特氟纶(Teflon,聚四氟乙烯)为材料,原因是这种物质原子序数低、密度高,非常适合作为“蝶形”滤过器的材料。X线管的固有滤过和“蝶形”滤过器通常都置于X线管的窗口前。

·CT机中通常必须使用滤过器/板,但同时使用滤过器/板也增加了X线的输出量。



高压发生器

·以前的CT机一般采用三相X线发生器。

·CT对高压电源的稳定性要求很高,三相发生器大都采用高精度的稳压反馈措施。

·三相高压发生器分为连续式和脉冲式,连续式主要用于第二代CT机;脉冲式主要用于第三代CT机。

·现代CT机都采用体积小、效率高的高频发生器。由于体积小,发生器可被装入机架内的一个角落,有的CT机将发生器直接安装在旋转的机架上,与X线管机架同步旋转。

·高频发生器于20世纪80年代起开始用于CT机、乳腺摄影机和移动式X线机等。它的工作原理是将低频、低压的交流电源转换成高频、高压电源,可产生500~25000赫兹的高频,经整流和平滑后,其电压波动范围小于1%,而常规三相、十二脉冲发生器的波动范围为4%.

·目前使用的高频发生器最大功率可达120千瓦(kW),kVp的范围一般为80~140千伏,X线管电流(mA)的范围一般是20~800毫安。




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