X-ışını tüpünün anot voltajı. Röntgen tüpünün cihazı ve röntgen teşhis cihazları

Hata düzeltme sürecini etkileyen tüm faktörlerin önemini tam olarak anlamak için okuyucunun, X-ışınları üreten bir X-ışını tüpünün çalışma prensibine aşina olması gerekir. Bir röntgen tüpü, içinden havanın dışarı pompalandığı bir cam şişedir. Şişenin içinde herhangi bir X-ışını tüpünün iki ana elemanı bulunur: katot ve anot. Katot, elektronların kaynağıdır ve anot, katottan elektron ışını tarafından bombalanan hedeftir.

Şekil l'den görülebileceği gibi, katot, içinde bir tungsten sarmal filamanın bulunduğu bir kap (odaklama kabı) şeklindedir. Filamentten geçen bir elektrik akımının etkisi altında filaman ısınır ve elektron yayar.

Yayılan elektronların sayısı, filamandan geçen elektrik akımının miktarı ile orantılıdır. Akım miliamper (mA) cinsinden ölçülür. Bir miliamper, bir amperin (A) 1/1000'ine eşittir. Böylece, filamandan geçen akımın miktarı (miliamper olarak ölçülür), hedef tarafından yayılan x-ışınlarının yoğunluğunu belirler. Filament boyunca akımın arttırılması (artan mA), yayılan elektronların sayısında bir artışa yol açar, bu da X-ışını radyasyonunun yoğunluğunda (X-ışını fotonlarının sayısında) bir artışa yol açar.

Pirinç. 1. Bir röntgen tüpünün çalışma prensibini gösteren şema.

Katodun odaklama kabı, elektronları anot hedefine yönlendirilen bir ışına odaklar. Anot genellikle bakırdan yapılır çünkü bakırın ısıl iletkenliği yüksektir ve soğuması daha kolaydır. Anotun ön tarafında, katoda bakan, hedef adı verilen büyük bir tungsten levha vardır. Elektron ışınının çarptığı hedefin küçük alanına odak noktası denir. Bu alan X-ışınlarının kaynağıdır. Hedefe çarpan elektronların enerjisinin çoğu ısıya, yalnızca yüzde biri X ışınlarına dönüştürülür.

Katot negatif yüklüdür, anot- olumlu. Aralarındaki voltaj tepe kilovolt olarak ifade edilir ve tepe kilovoltaj (kVp) olarak adlandırılır. Bir kilovolt 1000 volta eşittir. Voltaj değeri (kilovolt sayısı) elektron ışınının hızını belirler. Voltajdaki ("kilovoltaj") bir artışla, elektron ışınının hedefi bombardıman etme hızı artar, bu da hedef tarafından oluşturulan X-ışını radyasyonunun enerjisinde bir artışa (yani, kalitesi) yol açar. radyasyon).

X-ışını tüpünün tüm kontrol elemanları, bunun dışında (dış) bulunur ve katoda ve anoda bağlanır. Zamanlayıcı, katodun bir elektron ışını oluşturduğu süreyi kontrol eder. Katot tarafından üretilen ve anoda ulaşan toplam elektron sayısı, mevcut gücün (miliamper, mA cinsinden) ve saniye (sn) cinsinden maruz kalma süresinin çarpımı ile belirlenir, yani. - (mA) x(s) veya mAc.

Nesneyi aydınlatan X-ışını ışını, X-ışını tüpünün cam ampulünü çevreleyen metal bir muhafaza içinde bulunan özel bir pencereden oluşur. Bu ışın, belirli bir pozlama için seçilen tepe kilovoltajın (kVp) büyüklüğü ile belirlenen, farklı dalga boylarında ve nüfuz gücünde X-ışınlarını içerir. X-ışını tüpünün çıkışındaki ışındaki toplam X-ışını radyasyonu miktarı, çıkışa (mA), zamana ve seçilen tepe kilovoltajına (kVp) bağlıdır.

X-ışını radyasyonunun dalga boyu enerjisini belirler, yani. bir nesneye nüfuz etme yeteneği. Daha yüksek kVp'de üretilen daha kısa dalga boylu x-ışınları, daha uzun dalga boylu x-ışınlarından (daha az enerjili radyasyon) daha büyük nüfuz gücüne sahiptir. Nesneden geçen X-ışınları film üzerinde bir görüntü oluşturur. Hastanın dokularına giren X-ışını ışını, dalga boyuna bağlı olarak eşit bir radyasyon yoğunluğu dağılımı ile karakterize edilir.

Hastanın dokularına giren X-ışını radyasyonu, ışın yolunda ne olduğuna (organ dokusu veya kemik) bağlı olarak kısmen emilir veya çok az veya hiç emilmeden geçer. Sonuç olarak, radyasyon nesnesinden (hastadan) çıkışta, X-ışını radyasyon yoğunluğunun belirli bir dağılım modeli belirir (radyasyonun seçici zayıflaması olarak adlandırılır). Bu X-ışını yoğunluk dağılımı, hastayla ilgili tüm teşhis bilgilerini taşır. Bu bilgi daha sonra X-ray filmine kaydedilir (bkz. Şekil 2).

Öncelikli alanlar.

Diğer makaleler

Diş hekimliğinde norm ve patolojinin radyolojik özellikleri. Osteoporoz, osteoliz, yıkım, hipersementoz, osteoskleroz.

Hastanın radyolojik tanısı olan diş hastalıklarının tanınması zor alanında başarılı çalışmalar için

Görüntü çok hafif;

Film torbasının ağza nasıl yerleştirildiğini, torbanın dışarıdan ışınlanıp ışınlanmadığını (yani torbanın yan tarafı, genellikle X-ray tüpüne bakar, bu durumda ters yöne bakar) hatırlayın. Paketin "arka" tarafına bitişik olan kurşun folyo, filmi saçılan radyasyondan (yani ışınlanmış dokulardan gelen yansımalardan) korur ve film üzerine gelen X-ışınlarının yoğunluğunu azaltır.

Diş hekimliğinde norm ve patolojinin röntgen özellikleri. Dişlerin çürük olmayan lezyonlarının röntgen teşhisi. Bölüm 2.

Kusurlu osteogenezisi olan hastalarda, dişlerin kronları doğru şekil ve boyuttadır, ancak artan aşınma ile karakterize edilirler ve alışılmadık bir renge sahiptirler.

Ağız içi radyografi. Doğrudan panoramik radyografları çekme tekniği. Bölüm 2.

Geniş bir hasta grubunda direkt ve lateral panoramik görüntülerin karşılaştırılması laterale tercih etmemizi sağladı. Çenelerin her iki yarısının tüm dişlerini tamamen ve deformasyon olmadan ana hatlarıyla çizerler, görüntüde daha düzgün bir artış ile ayırt edilirler ve interalveolar septa ve dişler arasındaki ilişkiyi daha az bozarlar.

Manuel ve otomatik işleme için kimyasallar.

Yüz iskeletinin durumunun beyin kafatası, dişler ve alveolar süreçlerle olan ilişkisindeki inceliklerinin incelenmesi üç yönde yapılmalıdır: dikey, enine ve sagital.

Radyovizyonografi.

Yukarıda açıklanan tüm röntgen cihazları, bir görüntü elde etmek için kimyasal olarak işlenmesi gereken röntgen filminin kullanılmasını gerektirir. Günümüzde dijital teknolojiler,



X-ışını jeneratörü bir X-ışını tüpüdür. Modern bir elektronik tüp, tek bir prensibe göre tasarlanmıştır ve aşağıdaki cihaza sahiptir. Temel, uç kısımlarında elektrotların lehimlendiği bir küre veya silindir şeklinde bir cam şişedir: bir anot ve bir katot. Tüpte, elektronların katottan kaçmasına ve en hızlı hareketlerine katkıda bulunan bir vakum oluşturulur.

Katot, molibden çubuklar üzerine monte edilmiş ve elektron akışını dar bir ışın şeklinde anoda doğru yönlendiren metal bir başlık içine yerleştirilmiş bir tungsten (refrakter) filament spiralidir.

Anot bakırdan yapılmıştır (daha hızlı ısı verir ve nispeten kolay soğur), çok büyük bir boyuta sahiptir. Katoda bakan uç, 45-70°'lik bir açıyla eğik olarak kesilir. Eğimli anotun orta kısmında, anot odağının yerleştirildiği bir tungsten plaka vardır - esas olarak X-ışınlarının oluşturulduğu 10-15 mm2'lik bir bölüm.

X-ışınları üretme süreci. Bir X-ışını tüpünün filamenti - düşük voltajlı bir akım (4-15 V, 3-5A) uygulandığında katodun tungsten spirali ısınır ve filament etrafında serbest elektronlar oluşturur. Yüksek voltajlı bir akımın dahil edilmesi, X-ışını tüpünün kutuplarında potansiyel bir fark yaratır, bunun sonucunda serbest elektronlar bir elektron akışı şeklinde yüksek hızda anoda koşar - katot ışınları, hangi anot odağına çarptığında, keskin bir şekilde yavaşlar, bunun sonucunda elektronların kinetik enerjisinin bir kısmı çok kısa dalga boylu elektromanyetik dalgaların enerjisine dönüştürülür. Bu X-ışınları (fren ışınları) olacaktır.

Röntgen odalarında personelin korunması için temel ilkeler.

1. Koruyucu koruma:

Sabit tesisler - kabin duvarlarının barit sıvası, sac kurşun kaplamalı kapılar, gözetleme pencerelerinde kurşunlu cam;

Hareketli: koruyucu ekranlar, ayrıca sac kurşun kaplamalı;

Kişisel ekipman: personel için kurşunlu kauçuktan önlükler, eldivenler, başlıklar ve bot kılıfları ve çeşitli röntgen tanı yöntemleri sırasında hastanın en hassas dokularını (yukarıda listelenmiştir) korumak için kurşunlu kauçuk kapak.

2. mesafe koruması- radyasyon kaynağından maksimum uzaklıkları, x-ışını tüpü ile hastanın cildi arasındaki mümkün olan maksimum mesafe (cilt odak mesafesi) ile personel iş yerlerinin konumu. Bu mesafenin iki kat artmasıyla dozun dört kat azaldığı kanıtlanmıştır.

3. zaman koruması,şunlar. maruz kalma süresi ne kadar kısa olursa, doz o kadar düşük olur. Bu bağlamda, radyoloğun çalışma gününün ve röntgen teşhis prosedürlerinin zamanının katı bir düzenlemesi vardır.

Bu nedenle, radyografi ile maruz kalma ortalama 1-3 saniye, göğüs röntgeni - 5 dakika, mide - 10 dakika vb.

Röntgen cihazının cihazı (ana fonksiyonel bloklar)

X-ray makinesi şunlardan oluşur:

Yayıcı olarak adlandırılan bir veya daha fazla tüpten.

Elektrik sağlamak ve radyasyon parametrelerini düzenlemek için tasarlanmış besleme cihazı

Röntgen cihazının cihazı, onu kontrol edebileceğiniz tripodlar içerir.

X-ışınlarını gözlem için uygun hale gelen görünür bir görüntüye dönüştüren bir cihaz

Detay:

Makine Cihazları

Cihaz, mobil bir stand üzerinde bir blok transformatör şeklinde yapılmıştır. Resim sırasında yüksek voltajın dahil edilmesi, uzun bir uzaktan kumanda kablosundaki uzaktan kumanda yardımıyla gerçekleştirilir.

Cihaz şebekeye bağlanır, blok transformatörün topraklaması ve mafsalı bir stand ile kablo ve tel konektörler kullanılarak gerçekleştirilir.

Aparatın tripodu, tüp odağının yerden 1750 mm yükseklikte (trafo ünitesinin çıkış penceresi aşağıya doğru yönlendirilir) zeminden 360 mm'ye (trafo ünitesinin çıkış penceresi yukarı doğru yönlendirilir) hareketini sağlar. ).

Tripod ayrıca 400 ila 620 mm aralığında aşağı doğru yönlendirilmiş çıkış penceresi ile tüp odağının kolona göre yatay hareketini sağlar. Blok-transformatör, kiriş aşağı doğru yönlendirildiği zaman, görüntü pozisyonundan çatal ekseninde kolona 30º, kolondan 210º ve çatal ekseni etrafında ±180º döndürülebilir. Tüm çalışma konumlarında blok trafo kendinden frenli cihazlarla sabitlenir.

Kaset görüntüleme tüpü, tüpün odağından 70 cm uzaklıkta 38 cm çapında bir ışınlama alanı sağlar. Dental görüntüleme tüpü, tüp odağından 15 cm uzaklıkta ±3 mm doğrulukla 5.5 cm'lik bir radyasyon alanı sağlar.

-Tripod sütunu:

Tripod kolonu, yan yüzeylerinden birinde bir dişli rafın sabitlendiği kare bir duralumin tüpüdür. Kolon üzerindeki dişli raf, monoblok taşıyıcıyı onun üzerinde hareket ettirmeye yarar. Borunun alt konik kısmı, tabandaki özel bir deliğe sokulur.

-blok transformatörün dikey ve yatay hareketinin taşınması:

Taşıyıcı, kolon boyunca hareket etmek için üzerine iki çift silindirin sabitlendiği, ayrıca iki çift silindirin ve yatay taşıyıcıyı hareket ettirmek için bir çift sert ayarlanabilir durdurucunun bulunduğu dökme alüminyum bir gövdedir. Makaralar ayarlanabilir eksantrik akslara monte edilmiştir. Ayarlanabilir dayanaklar vidalarla sabitlenmiştir.

Taşıyıcının yukarı ve aşağı hareketi, kendinden frenli bir dişli mekanizması kullanılarak gerçekleştirilir. Mekanizmanın dişli çarkı, tripod sütununun dişli rafı ile sürekli olarak devreye girer. Bükülmüş antenli bir disk ve bir yay, bir anahtar yardımıyla dişli çarkın çatalına sabitlenir. Yay, taşıma tamburuna konur. Tüm mekanizma, oluğu yayın bükülmüş dalını içeren bir kapak ile kapatılmıştır. Mekanizmanın kolu döndürüldüğünde kapak döner, yayı açar ve döndürür. Diskin içinden geçen yay, dişli çarkın ve çarkın pinyonunu döndürür. raf üzerinde tekerlek

tutamağın dönüşüne bağlı olarak taşıyıcıyı yukarı veya aşağı hareket ettirin. Taşıyıcı durduğunda yay tambur üzerinde sıkışır ve dişlinin hareket etmesini engeller. Bu, kolon boyunca keyfi hareketten kendi kendine frenlemedir.

Blok transformatörün yatay yönde hareketi yatay bir araba kullanılarak gerçekleştirilir. Yatay taşıyıcı, makaralar boyunca hareket eden alüminyum çapraz çubuklarla uçlarda birbirine bağlanan iki paralel dikdörtgen çubuktan oluşur. Ön travers, blok transformatör fişini sabitlemek için bir sokete ve bir kilitleme cıvatasına sahiptir. Yatay taşıyıcının keyfi hareketine karşı kendiliğinden frenleme, döküm taşıyıcıya bir braket aracılığıyla tutturulmuş lastik pedler yardımıyla gerçekleştirilir.

Dışarıda, araba iki dekoratif kapakla kapatılmıştır.

-blok transformatörü:

Blok transformatör, içine yüksek voltajlı bir transformatörün yerleştirildiği ve bir x-ışını tüpünün sabitlendiği metal bir tanktır. Blok trafo bir çatal yardımıyla tripod taşıyıcıya monte edilir ve hem çatalın kendi içinde hem de çatal ile birlikte kuyruk ekseni etrafında dönebilir.

Blok transformatörün içinde döndüğü çatal, blok transformatörün herhangi bir konumda dengede kalacağı ve sabitlenmesi için ek bir frenleme aygıtı gerekmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Blok transformatörün güç kaynağı ve kontrol devrelerinin bağlı olduğu kuyruğa bir geçmeli konektör sabitlenmiştir. Blok transformatörün yan duvarında, fişteki dönüş açısını gösteren bölmeler vardır.

Nakliye ve çalışma sırasında yağ hacmindeki değişiklikleri telafi etmek için blok transformatörde dört yağ genişletici bulunur. Blok transformatörün, x-ışınlarının çıkışı için şeffaf bir penceresi ve arızalı tüpü değiştirmek için tasarlanmış iki kapalı deliği vardır.

-Uzaktan kumanda:

Manuel kontrol paneli plastik kutu şeklinde yapılmıştır. Uzaktan kumandada şunlar bulunur: miliamper ayarı için bir anahtar, bir anlık görüntü düğmesi ve yüksek voltaj açık göstergesi. Uzaktan kumandanın içinde elektrik devresinin elemanları vardır.

Tabanda bulunan bir terminal bloğuna bağlı olan uzaktan kumandadan 3 metrelik esnek beş çekirdekli bir kablo çıkar.

-kablolar ve teller:

Blok transformatör, sonunda fiş konnektörlü bir kablo ile tabanlara bağlanır. 3 telli bir ağ kablosu kullanılarak cihaz, topraklama kontağı olan üç kutuplu bir duvar prizine bağlanabilir. Geleneksel iki kutuplu bir prize sahip bir ağa bağlanmak için, cihazla birlikte verilen topraklama kablolu bir adaptör bloğu kullanın.

©2015-2019 sitesi
Tüm hakları yazarlarına aittir. Bu site yazarlık iddiasında bulunmaz, ancak ücretsiz kullanım sağlar.
Sayfa oluşturma tarihi: 2017-04-03

Onkoloji, Radyasyon Tedavisi ve Radyasyon Teşhisi Anabilim Dalı

Kafa bölüm: prof., d.m.s. Redkin Alexander Nikolaevich

Öğretim Üyesi: Doktora Çerkasova İrina İvanovna

Konuyla ilgili özet: “Bir X-ışını tüpünün cihazı ve X-ışını teşhis cihazları. Analog ve dijital teknolojiler. X-ışını komplekslerinin türleri.»

Tamamlayan: Vasilyeva Irina Aleksandrovna

X-ışını tüpü cihazı.

Röntgen elde etme ilkeleri.

X-ışını tüplerinin sınıflandırılması

1. Randevuyla

1. Teşhis

2. Terapötik

3. Yapısal analiz için

4. Yarı saydamlık için

1. Tasarım gereği

1. Odaklanma

§ Tek odak (katotta bir spiral ve anotta bir odak noktası)

§ İki odak (katotta farklı boyutlarda iki spiral ve anotta iki odak noktası vardır)

2. Anot tipine göre

§ Sabit (sabit)

§ Döner

§ Açık veya kapalı anot

§ Dış anot

1. Güç ile: 0,2 ila 100 kW;
2. Soğutma yöntemi:

su soğutmalı

kalorifik

akmayan yağ

· kombine soğutma türleri ile (radyasyon ve yağ, akan su ve yağ).

X-ışını jeneratörü bir X-ışını tüpüdür. Modern bir elektronik tüp, tek bir prensibe göre tasarlanmıştır ve aşağıdaki cihaza sahiptir.

Temel, uç kısımlarında elektrotların lehimlendiği bir küre veya silindir şeklinde bir cam şişedir: bir anot ve bir katot. Tüpte, elektronların katottan kaçmasına ve en hızlı hareketlerine katkıda bulunan bir vakum oluşturulur. Katot, molibden çubuklar üzerine monte edilmiş ve elektron akışını dar bir ışın şeklinde anoda doğru yönlendiren metal bir başlık içine yerleştirilmiş bir tungsten (refrakter) filament spiralidir. Anot bakırdan yapılmıştır (daha hızlı ısı verir ve nispeten kolay soğur), çok büyük bir boyuta sahiptir. Katoda bakan uç, 45-70°'lik bir açıyla eğik olarak kesilir. Eğimli anotun orta kısmında, anot odağının yerleştirildiği bir tungsten plaka vardır - esas olarak X-ışınlarının oluşturulduğu 10-15 mm2'lik bir bölüm.

X-ışınları üretme süreci. Bir X-ışını tüpünün filamenti - düşük voltajlı bir akım (4-15 V, 3-5A) uygulandığında katodun tungsten spirali ısınır ve filament etrafında serbest elektronlar oluşturur. Yüksek voltajlı bir akımın dahil edilmesi, X-ışını tüpünün kutuplarında potansiyel bir fark yaratır, bunun sonucunda serbest elektronlar bir elektron akışı şeklinde yüksek hızda anoda koşar - katot ışınları, hangi anot odağına çarptığında, keskin bir şekilde yavaşlar, bunun sonucunda elektronların kinetik enerjisinin bir kısmı çok kısa dalga boylu elektromanyetik dalgaların enerjisine dönüştürülür. Bu X-ışınları (fren ışınları) olacaktır. Doktor ve teknisyenin isteği üzerine hem röntgenlerin miktarı (yoğunluğu) hem de kalitesi (rijiditesi) ayarlanabilir. Katodun tungsten filamanının akkorluk derecesini artırarak, X-ışınlarının yoğunluğunu belirleyen elektron sayısında bir artış elde etmek mümkündür. Tüpün kutuplarına uygulanan voltajın artması, ışınların nüfuz etme kalitesinin temeli olan elektronların hızının artmasına neden olur. Yukarıda, bir X-ışını tüpünün odak noktasının, elektronların girdiği ve X-ışınlarının üretildiği anot üzerindeki alan olduğu belirtilmişti. Odak değeri, X-ışını görüntüsünün kalitesini etkiler: odak ne kadar küçükse, desen o kadar keskin ve yapılandırılmıştır ve bunun tersi, ne kadar büyükse, incelenen nesnenin görüntüsü o kadar bulanık olur. Odak ne kadar keskin olursa, tüpün o kadar hızlı kullanılamaz hale geldiği uygulama ile kanıtlanmıştır - anot tungsten plakası erir. Bu nedenle, modern cihazlarda, tüpler birkaç odakla tasarlanmıştır: küçük ve büyük veya 71 ° anot eğim açısı düzeltmeli dar bir şerit şeklinde doğrusal, bu da en yüksek elektrik yükü ile optimum görüntü netliği elde etmeyi mümkün kılar anot üzerinde. X-ışını tüpünün başarılı bir tasarımı, küçük boyutlarda bir odak oluşturmayı ve böylece aparatın ömrünü uzatmayı mümkün kılan, dönen bir anotlu bir jeneratördür. Katot ışınlarının akışından, enerjinin sadece yaklaşık %1'i X ışınlarına dönüştürülür, enerjinin geri kalanı ısıya dönüştürülür, bu da anotun aşırı ısınmasına neden olur.

Soğutma amaçlı Anot için çeşitli yöntemler kullanılır: su soğutma, kalorifer-hava, basınç altında yağ soğutma ve kombine yöntemler.

X-ışını tüpü özel bir yere yerleştirilir. kurşun kasa veya kasa tüpün anotundan x-ışınlarının çıkışı için bir delik ile.

Tüpten X-ışını çıkış yolu üzerinde filtreler takılı çeşitli metallerden (alüminyum, bakır, demir, kombine), yumuşak ışınları perdeleyen ve röntgen cihazının radyasyonunu daha düzgün hale getiren. Birçok röntgen makinesi tasarımında, trafo yağı kasaya dökülür, bu da x-ışını tüpünün her tarafından akar.

Tüm bunlar: metal bir kasa, yağ, filtreler, ofis çalışanlarını ve hastaları X ışınlarına maruz kalmanın etkilerinden korur.

V.-K'nin açılışından kısa bir süre sonra. Yeni bir radyasyon türünün röntgeni, tıpta teşhis amaçlı aktif olarak kullanılmaya başlandı. Böylece, X-ışını teşhisi adı verilen yeni bir tıbbi uzmanlık doğdu. Doğada elektromanyetik olan çok yeni radyasyon, Rusya ve Almanya'da x-ışınları ve İngilizce konuşulan ülkelerde X-ışınları (X-gau) olarak adlandırıldı.

X-ışını tüpünün cihazı ve çalışma prensibi

X-ışını radyasyonu, bir X-ışını tüpüne yüksek voltaj uygulandığı anda meydana gelir. Bir X-ışını tüpünün en yaygın modern modeli, iki elektrottan oluşan bir elektrikli cihazdır: ince bir spiral şeklinde yapılmış bir katot ve bir vakumda kapatılmış bir plaka veya disk şeklinde bir anot cam şişe. Böylece katot ile anot arasında havasız bir boşluk oluşur. X-ışını radyasyonu elde etme işlemi elektrotların güçlü bir şekilde ısıtılmasıyla ilişkili olduğundan, yapısal olarak refrakter metalden (tungsten) yapılırlar.

Elektrotlara yüksek voltaj uygulanmadan önce, katot güçlü bir düşük voltaj akımıyla (voltaj 6–14 V, akım gücü 2.5–8 A) ısıtılır. Bu durumda, katot, çevresinde elektron bulutu adı verilen serbest elektronları yaymaya başlar ve elektronların katot yüzeyinden ayrılma sürecine elektron emisyonu denir.

X-ışını tüpü düzeni: 1 - katot, 2 - elektron akışı, 3 - anotun odak noktası, 4 - anot, 5 - anot ekseninde motor

Elektrotlara yüksek bir voltaj (onlarca ve yüzlerce kilovolt düzeyinde) uygulandığında, katottan vakum yoluyla kopan elektronlar büyük bir hızla anoda doğru koşmaya başlar. Yolda bir anotla karşılaşan elektronlar yüzeyine çarpmaya başlar. Bu durumda elektronlar yavaşlar ve yüksek kinetik enerjileri, çoğu termal radyasyon şeklinde saçılan farklı frekanslara sahip elektromanyetik dalgaların enerjisine dönüştürülür. Anot üzerindeki elektronların yavaşlaması sonucu oluşan küçük bir miktar (yaklaşık 1/1000) X-ışını tüpünü X-ışınları şeklinde bırakır. Bu nedenle, X-ışını radyasyonu bir dalgalı bremsstrahlung elektromanyetik radyasyondur. Bu durumda, bir X-ışını tüpünün vakumunda elektronların hareket eksenine dik olarak yönlendirilir. Bu, üzerine gelen elektronların odak noktası olarak adlandırılan temas noktasında eğimli bir yüzeye sahip olan anotun özel şekli nedeniyle mümkün olur. Ayrıca X-ışını tüpüne yüksek voltaj uygulandığında disk şeklinde yapılan anot yüksek frekansta dönmeye başlar. Bu nedenle, farklı zamanlarda, elektron ışını yüzeyinin farklı kısımlarına çarpar, bu da anodu aşırı ısınmadan korur ve ısı yükünü yüzeyine eşit olarak dağıtır.

röntgen görüntüleme

İncelenen organın bir x-ışını görüntüsünün elde edilmesi ilkesi, bir x-ışını ışınının çeşitli yoğunluktaki dokulardan geçtiğinde ve homojen olmayan şekilde zayıflatılmış radyasyon alıcı sisteme girdiğinde (bir x-ışını) homojen olmayan zayıflamasına (absorpsiyonuna) dayanır. ışın filmi veya bir floresan ekran).

Tıbbi görüntüleme yöntemleriyle elde edilen tüm tanısal görüntüler analog ve dijital olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Analog görüntüler, klasik radyodiyagnoz yöntemleri (radyografi, floroskopi, florografi, lineer tomografi, yapay kontrast kullanan teknikler) kullanılarak özel bir radyografik film veya floresan ekranlarda elde edilir.

X-ışını radyasyonunun düzensiz zayıflaması nedeniyle X-ışını görüntü oluşum şeması: 1 - X-ışını kaynağı, 2 - hastanın vücudu, 3 - X-ışını filmi, floresan ekran

Aynı nesnenin (göğüs organları) negatif ve pozitif görüntüleri vardır. X-ışını yoğunluğu yüksek olan organ ve dokular (kemikler, kalp, diyafram kubbeleri) negatif görüntülerde beyaz, pozitif görüntülerde siyahtır. Radyografları analiz ederken, bir toplama etkisinin varlığını da hatırlamak gerekir. Toplama etkisi, X-ışını ışınının geçişi boyunca yer alan çeşitli organ ve dokuların görüntülerinin katmanlanmasından oluşur.

Bir röntgen tüpü, röntgen üretmek için tasarlanmış bir elektrovakum cihazıdır. X-ışını radyasyonu, ağır metalden (örneğin, tungsten) yapılmış ekranda hızlandırılan bir antikatodun (anot) yavaşlaması sırasında ortaya çıkar. Elektronların alınması, hızlanması ve yavaşlaması, içine metal elektrotların lehimlendiği boşaltılmış bir cam kap olan X-ışını tüpünün kendisinde gerçekleştirilir: bir katot (bakınız) - elektronları ve bir anot almak için (bkz.) - yavaşlamaları için (Şek. 1). Elektronları hızlandırmak için elektrotlara yüksek voltaj uygulanır.

Pirinç. 1. Büyük bir tungsten anotlu terapötik, X-ışını tüpü: 1 - katot; 2 - anot.

Wilhelm Conrad Röntgen
(Wilhelm Conrad Röntgen)

V.K. Roentgen'in keşfini yaptığı ilk X-ışını tüpü iyonikti. Bu tip (kırılgan ve kontrol edilmesi zor) X-ışını tüplerinin yerini artık tamamen daha gelişmiş elektron tüpleri almıştır. İçlerinde katot ısıtılarak elektronlar elde edilir. X-ışını tüpünün filament devresindeki akımı ve dolayısıyla katodun sıcaklığını ayarlayarak, katot tarafından yayılan elektron sayısını değiştirmek mümkündür. Düşük bir voltajda, katot tarafından yayılan tüm elektronlar anot akımının oluşumuna katılmaz ve katotta elektron bulutu denilen bir şey oluşur. Voltaj arttıkça elektron bulutu çözülür ve belirli bir voltajdan (doyma voltajı) başlayarak tüm elektronlar anoda ulaşır. Maksimum akım (doyma akımı) borudan akar. X-ışını tüpünün voltajı genellikle doyma voltajından daha yüksektir, bu nedenle X-ışını tüpünün voltajını ve akımını ayrı ayrı ayarlamak mümkündür. Bu, voltaj tarafından belirlenen radyasyon sertliğinin, anot akımından kaynaklanan yoğunluktan bağımsız olarak düzenlendiği anlamına gelir.

Bir x-ışını tüpünün anodu genellikle, çıkışın tüpün eksenine dik olması için katoda bakan, eğimli bir ucu olan büyük bir bakır kılıf şeklinde yapılır. 2- (anot aynası) içindeki anotun kalınlığına bir tungsten levha lehimlenmiştir.

Bir elektron röntgen tüpünün katodu, genellikle tungstenden yapılmış, silindirik veya düz bir spiral şeklinde yapılmış ve elektron ışınını anot aynasına (odak aynası) odaklamak için metal bir kap ile çevrili bir refrakter filaman içerir. röntgen tüpü). Bifokal X-ışını tüplerinde katot iki filament içerir.

X-ışını tüpünün çalışması sırasında anotta büyük miktarda ısı üretilir. Anodu aşırı ısınmadan korumak ve x-ışını tüpünün gücünü artırmak için anot soğutma cihazları kullanılır: hava radyatörü, yağ, su soğutma, radyasyon soğutması. Elektrotlara yeterince yüksek bir voltajın uygulanmasına izin veren, X-ışınlarını gözle görülür bir zayıflama olmadan ileten (berilyum pencereleri bucky ışınları elde etmek için yapılır), yeterince güçlü ve bir X-ışını tüpünün kabuk malzemesi olarak genellikle cam kullanılır. gaz geçirmez (bir X-ışını tüpündeki vakum 10 -6 - 10 -7 mm Hg'dir). Tanısal X-ışını tüpleri, 150 kV'a kadar maksimum voltajlarda, terapötik - 400 kV'a kadar çalışır.

Pirinç. Şekil 6. Tanısal bir x-ışını tüpünün doğrusal odağının şematik gösterimi: 1 - anot aynası; 2 - gerçek odak; 3 - anot; 4 - merkezi kiriş; 5 - optik odak; 6 - boru ekseni; 7 - katot.

Pirinç. Şekil 8. Dönen disk anotlu bir tüpün odağının şematik gösterimi: 1 - gerçek odak; 2 - gelişimi; 3 - anında odaklama; 4 - boru ekseni; 5 - katot; 6 - optik odak; 7 - anot.

Bir X-ışını görüntüsünün netliği, odak miktarına göre belirlenir. Tanısal röntgen tüpleri için temel gereksinim, küçük odaklı yüksek güçtür. Modern X-ışını tüpleri, 10-40 mm2 boyutunda doğrusal bir odağa sahiptir, ancak pratik öneme sahip olan odağın gerçek değeri değil, ışın yönündeki belirgin izdüşümü, yani etkin ışığın boyutlarıdır. optik odak (Şekil 2). 19°'lik bir anot eğim açısında, etkin odak alanı gerçek olandan 3 kat daha küçüktür, bu da X-ışını tüpünün gücünü iki katına çıkarmayı mümkün kılar. Dönen anotlu tüplerde daha fazla güç artışı sağlanmıştır (Şekil 3 ve 4).

Şu anda, hem tasarım hem de güç bakımından farklılık gösteren, soğutma yöntemlerinde, radyasyona karşı koruma ve yüksek voltajda çeşitli amaçlar için X-ışını tüpleri üretilmektedir. Bir röntgen tüpünün sembolü, harf ve sayıların birleşimidir. İlk rakam, kilovat cinsinden tüpün gücüdür; ikinci işaret koruma türünü belirler (P - radyasyona karşı koruyucu, B - radyasyona ve yüksek voltaja karşı koruyucu, bir harfin olmaması korumanın olmadığını gösterir); üçüncü karakter, röntgen tüpünün amacını belirler (D - teşhis, T - terapi); dördüncü - soğutma yöntemini gösterir (K - hava radyatörü, M-yağ, B - hava, bir harfin olmaması radyasyonla soğutma anlamına gelir); beşinci hane kilovolt cinsinden maksimum anot voltajını gösterir. Örneğin, 6-RDV-110 - 110 kV için su soğutmalı altı kilovatlık koruyucu bir teşhis tüpü; tüp 1-T-1-200-terapötik, korumasız, radyasyonla soğutma, 200 kV başına 1 kW gücünde (referans numarası 1).

Pirinç. 3. Döner disk anotlu tüp: 1 - katot; 2 - disk anot; 3 - koruyucu disk; 4 - anotun ekseni; 5 - çelik silindir - asenkron bir elektrik motorunun rotoru.

Her yeni tüp, çalıştırmadan önce, kızdırma hariç, vakum açısından kontrol edilmelidir. Pembe bir kıvılcım veya kıvılcım belirirse, X-ışını tüpü vakumunu kaybetmiştir ve kullanılamaz. Vakumu tutan tüp eğitime tabi tutulur: 1-2 mA'lık bir akım, nominal voltajın 1/3'ü kadar yüksek bir voltajda ve 30-60 dakika boyunca ayarlanır. voltaj ve akım, X-ışını tüpünün pasaportunda belirtilen uzun modun değerlerine kademeli olarak yükseltilir. Bir X-ışını tüpünü çalıştırırken, pasaportunda belirtilen çalışma modlarına kesinlikle uymak gerekir.

Bir x-ışını tüpü, katottan elektronlar yayarak, onları yüksek voltajlı bir elektrik alanında odaklayarak ve hızlandırarak, ardından anot aynası üzerindeki elektron akışını yavaşlatarak x-ışınları üretmek için kullanılan bir elektrovakum cihazıdır. Elektron akışının yavaşlamasının bir sonucu olarak, x-ışını tüpünün anotunda büyük miktarda ısı açığa çıkar ve bu enerjinin sadece küçük bir miktarı x-ışını enerjisine dönüştürülür (bkz.).

Röntgen tarafından X-ışınlarının keşfinden ve Birinci Dünya Savaşı'nın başlangıcına kadar, iyon gazı içeren X-ışını tüpleri (Şekil 1) olarak adlandırılan, kırılgan ve kontrol edilmesi zor olan X-ışını teşhisi için kullanıldı. ve röntgen tedavisi. Lilienfeld (L. Lilienfeld), ara elektrotlu, ısıtılmış katotlu ve su soğutmalı daha gelişmiş bir X-ışını tüpü önerdi (Şekil 2). Bununla birlikte, Amerikan W. D. Coolidge tarafından önerilen yüksek vakumlu iki elektrotlu X-ışını tüpü, yavaş yavaş diğer tüm X-ışını tüplerinin yerini aldı ve bu güne kadar çeşitli modifikasyonlarda kullanıldı.

Pirinç. 1. Gaz rejeneratörlü hava soğutmalı X-ışını iyon tüpü.

Pirinç. 2. X-ışını tüpü Lilienfeld.

Modern bir X-ışını tüpü, yüksek voltajlı bir vakum diyotudur (iki elektrotlu - katot ve anot). Bir x-ışını tüpünün katodu, genellikle tungstenden yapılmış refrakter bir filament içerir. Farklı çalışma modları için tasarlanmış çift odaklı tanısal X-ışını tüplerinde, katot her odak için iki filament içerir. Filamentler, kural olarak, çizgili veya yuvarlak bir odak için sırasıyla silindirik veya düz bir spiral (Şekil 3, 1 ve 2) şeklinde yapılır.

Pirinç. 3. İki odaklı elektron X-ışını tüplerinin katotları: 1 - filamanın iki silindirik spirali ile; 2 - filamentin iki düz spirali ile.

Bir X-ışını tüpünün anodu genellikle, içine 2-2.5 mm kalınlığında bir tungsten levhanın (anot aynası) lehimlendiği, eğimli bir ucu olan katoda bakan büyük bir bakır kılıf şeklinde yapılır; katottan elektron akışı odaklanır ve böylece x-ışını optik odak tüpünü temsil eder. X-ışını tüpleri, anotun ilgili boşluğa yerleştirilmiş içi boş bir silindirin altı olduğu intrakaviter radyoterapi (Şekil 4) gibi özel amaçlar için mevcuttur.

Pirinç. 4. İntrakaviter radyoterapi için güvenli röntgen tüpü: 1 - katot; 2 - anot tüpü; 3 - X-ışını çıkış penceresi; 4 - anot tabanı; 5 - su ceketi; 6 - soğutma boruları.

Modern tanı tüplerinin çözünürlüğünü iyileştirmek için, odak ne kadar keskin olursa, X-ışını görüntüsü o kadar keskin olduğundan, X-ışını tüpünün odağına çok dikkat edilir.

Bir X-ışını tüpünün X-ışını optik özelliklerini değerlendirirken, belirleyici olanın anot aynası üzerindeki gerçek odağın boyutu değil, odak noktasının anot aynasındaki görünür izdüşümü olduğu dikkate alınmalıdır. merkezi ışının yönü, yani etkin optik odaklamanın boyutları. Optik odak boyutunun küçültülmesi, merkezi ışına göre anot eğim açısının azaltılmasıyla sağlanır.

Yuvarlak veya eliptik bir optik odakla donatılmış terapötik X-ışını tüplerinin (Şekil 5) aksine, modern tanı tüplerinin doğrusal odak denilen bir yeri vardır (Şekil 6). Çizgi odaklı tüplerde kare olan efektif odak alanı, dikdörtgen olan gerçek odak alanından yaklaşık 3 kat daha azdır. Aynı X-ışını optik özellikleriyle, doğrusal odaklı bir X-ışını tüpünün gücü, dairesel odaklı bir X-ışını tüpünün gücünden yaklaşık 2 kat daha fazladır.

Döner anotlu tüplerde tanısal X-ışını tüplerinin gücünde daha fazla artış sağlanmıştır (Şekil 7 ve 8). Bu X-ışını tüplerinde, tüm çevre boyunca gerilmiş doğrusal odaklı büyük bir tungsten anot, yataklarda dönen bir eksen üzerine monte edilir ve tüp katodu, odaklanmış elektron ışını her zaman eğimli yüzeye çarpacak şekilde eksenine göre yer değiştirir. anot aynasından. Anot döndükçe, odaklanmış elektronların ışını, etkin değeri, yani optik odak, bu çok küçük boyutlardan (1X1 mm, 2.5X2.5 mertebesinde) kaynaklanan anot odağının değişen bir bölümüne çarpar. mm). Anotun dönüş hızı oldukça yüksek olduğundan (anot, 2500 rpm açısal hızda dönen motorun ekseninin bir devamıdır), 0,1 saniyelik deklanşör hızlarında tüpün gücü. 40-50 kW'a ulaşabilir.

Çalışma tüpünün anotunda üretilen önemli miktarda ısı, anottan çevreye ısıyı uzaklaştırarak soğutulmasını gerektirir. Bu, havayla soğutma (şekil 9), suyla soğutma (şekil 10 ve 11) veya yağla soğutma (şekil 12) ile sağlanır; yağ aynı zamanda bir yalıtkan ortamdır; yağ soğutması genellikle sözde blok cihazlarda kullanılır (bkz. X-ray teknolojisi).

Pirinç. 9. Radyatör hava soğutmalı boru.

Pirinç. 10. Su soğutmalı tüp anot: 1 - anot çubuğu; 2 - soğutma suyu içeren rezervuar.

Pirinç. 11. Akan su ile soğutulan bir borunun anodu: 1 - su soğutma bağlantı boruları.

Pirinç. 12. Diş röntgenleri için minyatür yağ soğutmalı röntgen tüpü.

X-ışını teşhisi ve X-ışını tedavisinin çeşitli talepleri ile bağlantılı olarak, şu anda hem tasarımları hem de boyutları, güçleri, soğutma yöntemleri ve kullanılmayan radyasyondan korunmaları bakımından farklılık gösteren çeşitli amaçlara yönelik X-ışını tüpleri üretilmektedir. Çeşitli tüp türleri için semboller, sayı ve harf kombinasyonlarından oluşur. İlk hane, borunun izin verilen maksimum gücüdür (kW olarak); ilk harf radyasyona karşı korumayı tanımlar (P - kendini korumalı; B - koruyucu bir kasada; bir harfin olmaması koruma olmadığı anlamına gelir); ikinci harf, röntgen tüpünün amacını belirler (D - teşhis; T - terapi); üçüncü harf soğutma sistemini gösterir (K - hava radyatör soğutması, M - yağ, B - su, bir harfin olmaması radyasyonla soğutma anlamına gelir); son rakam kilovolt cinsinden izin verilen maksimum anot voltajına karşılık gelir. Bu nedenle, örneğin, 3-BDM-2-100 - koruyucu bir kasada çalışmak için 100 kV için yağ soğutmalı (radyatör) üç kilovatlık bir teşhis tüpü (koşullu tip numarası - 2); tüp - 1-T-1-200 - radyasyonla soğutma ile korumasız terapötik, 200 kV voltaj için 1 kW güç (koşullu tip numarası - 1).

X-ışını tüpünün türünden bağımsız olarak, çalışmalarının genel prensibi aşağıdaki gibidir. X-ışını tüpü katodunun ısıtılması, katotta elektron bulutu denilen şeyin oluşumu ile termiyonik emisyona neden olur. X-ışını tüpünün elektrotlarına yüksek voltaj eklenmesiyle, serbest elektronlar bir elektrik alanının etkisi altında anoda koşar, aynasında yavaşlar ve frenleme enerjisinin bir kısmı x-ışınlarına dönüştürülür.

X-ışını tüpündeki voltaj arttıkça, elektron bulutunun yoğunluğundaki kademeli bir azalma nedeniyle emisyon akımı başlangıçta dik bir şekilde artar. Katotta oluşan elektronların sayısı anoda ulaşan elektronların sayısına eşit olduğunda, voltajın daha da artması X-ışını tüpünden geçen akımı artırmaz, sadece anoda ulaşan elektronların kinetik enerjisini arttırır. . Katotta üretilen tüm elektronların kullanıldığı ve voltajın daha da artmasının anot akımında bir artışa neden olmadığı X-ışını tüpünün çalışma şekline doyma akımı denir. Pratikte, doyma akımı i, tanısal X-ışını tüplerinde 10–20 kV mertebesinde bir potansiyel fark σ'da elde edilir (Şekil 13). Bu nedenle, genellikle X-ışını tüpleri çoğunlukla doyma akımı modunda çalıştırılır. Anot akımını artırmak gerekirse buna göre katot filaman akımını artırmak ve voltajı yükselterek tekrar bir doyma akımı modu oluşturmak gerekir.

Pirinç. 13. Anot karakteristik elektron X-ışını tüpü: S "- 3.8 a filament akımında; S- 3.4 a filament akımında.

Endüstriyel üretim sürecinde gaz, X-ışını tüplerinden 10 -6 -10 -7 mm Hg'lik bir artık basınca kadar çıkarılır. Sanat. Bu vakum derecesinde, akımın X-ışını tüpünden geçişi pratikte sadece katottan gelen termiyonik emisyondan kaynaklanır. Bununla birlikte, borunun parçaları aşırı derecede ısıtılırsa ve ayrıca uzun bir çalışma kesintisinden sonra açıldığında, içinde gaz görünebilir; bu durumda bir iyonizasyon etkisi meydana gelir; X-ışını tüpü her iki yönde de akım geçirmeye başlar. Kontrol panelindeki ölçüm cihazları, anot akımındaki keskin dalgalanmaları algılar. Böyle bir "gazlı" X-ışını tüpü, katodu ısıtmadan yüksek voltaj altında açılırsa, tüpün karakteristik bir parıltısıyla birlikte içinde kararlı bir gaz deşarjı oluşur. Böyle bir tüp kullanılamaz ve değiştirilmelidir.

Her yeni röntgen tüpü, yüksek voltaj altında, ışıma açılmadan vakum açısından kontrol edilmeli ve ardından devreye alınmadan önce “eğitim”e tabi tutulmalıdır. Bunu yapmak için, nominal değerin 1/3 mertebesinde bir anot voltajında ​​1-2 mA'lık bir akım ayarlanır. Sonra 30-60 dakika içinde. voltaj ve akım, x-ışını tüpünün pasaportuna uygun olarak sürekli modun nominal değerlerine kademeli olarak yükseltilir. Bir X-ışını tüpünü çalıştırırken, pasaportunda belirtilen çalışma modlarına kesinlikle uymak gerekir.

Ayrıca bkz. X-ray makineleri, X-ışınları.