X光机

x光机是产生X光的设备，其主要由X光球管和X光机电源以及控制电路等组成，而X光球管又由阴极灯丝 （Cathod）和阳极靶（Anode）以及真空玻璃管组成，X光机电源又可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为灯丝加热，高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，轰击阳极靶面后，99%转化为热量，1%由于轫致辐射产生X射线。

X射线在医学中的应用

(一)X射线诊断
X射线应用于医学诊断，主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床 表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。于是，X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术。
(二)X射线治疗
X射线应用于治疗，主要依据其生物效应，应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时，即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制，从而达到对某些疾病，特别是肿瘤的治疗目的。
(三)X射线防护
在利用X射线的同时，人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍，白血病等射线伤害的问题，为防止X射线对人体的伤害，必须采取相应的防护措施。以上构成了X射线应用于医学方面的三大环节——诊断、治疗和防护。


医用X射线设备的发展简史

自1895年以来，X射线诊断与治疗技术有了飞速的发展，主要进展可分为以下几个阶段：
(一)离子X射线管阶段(1895～1912)
这是X射线设备的早期阶段。当时X射线机的结构非常简单，使用效率很低的含气式冷阴极离子X射线管，运用笨重的感应线圈发生高压，裸露式的高压机件，更没有精确的控制装置。X射线机装置容量小、效率低、穿透力弱、影像清晰度不高、缺乏防护0据资料记载，当时拍摄一张X射线骨盆像，需长达40～60min的曝光时间，结果照片拍成之后，受检者的皮肤却被X射线烧伤。
(二)电子X射线管阶段(1913～1928)
随着电磁学、高真空技术及其他学科的发展，1910年美国物理学家W．D．Coolidge发表了钨灯丝X射线管制造成功的报告。1913年开始实际使用，它的最大特点是*钨灯丝加热到白炽状态以提供管电流所需的电子，所以调节灯丝的加热温度就可以控制管电流，从而使管电压和管电流可以分别独立调节，而这正是提高影像质量所需要的。
1913年滤线栅的发明，部分地消除了散射线，提高了影像的质量。1914年制成了钨酸镉荧光屏，开始了X射线透视的应用。1923年发明了双焦点X射线管，解决了X射线摄影的需要。X射线管的功率可达几千瓦，矩形焦点的边长仅为几毫米，X射线影像质量大大提高。同时，造影剂的逐渐应用，使X射线的诊断范围也不断扩大。它不再是一件单纯拍摄骨骼影像的简单工具，却已成为对人体组织器官中那些自然对比差(对X射线吸收差小)的胃肠道、支气管、血管、脑室、肾、膀胱等也能检查的重要的医学诊断设施了。与此同时，X射线在治疗方面也开始得到应用。


X光的产生方式

三种方式可产生X光：轫致辐射（Bremsstrahlung）、电子俘获、内转换，x光机产生X光的机理属于轫致辐射。
电子俘获：
β衰变包括3种方式：β-衰变、β+衰变和电子俘获(EC).其中电子俘获(EC)这种衰变可以表示为即母核俘获1个核外轨道电子使核内1个质子转变为中子，并放出1个中微子，所以子核的电荷数变为Z-1，而质量数保持不变.在一般情况下，K层上的电子被原子核俘获的居多，因为K层最靠近原子核，被俘获的概率最大，但是L层上的电子被俘获的概率也是存在的.原子核在俘获了电子之后，子核原子的K层或L层上将出现一个电子空位，当某一外层电子来填补这个空位时，可能会出现下面两种情况之一：要么以标识X射线的形式将多余的能量释放，要么将多余的能量交给另一层上的其他电子，此电子获得能量而脱离原子，成为俄歇电子.伴有X射线或俄歇电子的发射是K俘获过程的标志.
内转换：
原子核可以通过某种方式(譬如β衰变)达到激发态，处于激发态的原子核可以通过发射γ射线跃迁到低激发态或基态，这种现象称为γ衰变或称γ跃迁.核能级跃迁所发出的光子与原子能级跃迁所发出的光子没本质的差别，不同的是原子能级跃迁发射的光子能量只有eV~keV数量级，而核能级跃迁发射的光子能量却有MeV数量级.在不考虑核的反冲时，光子能量Eg可以表示为下面的形式Eg=Es-Ex.有时原子核从激发态到较低能态的跃迁并不放出光子，而是把能量直接交给核外电子，使电子脱离原子，这种现象称为内转换(IC)，脱离原子的电子称为内转换电子.处于激发态的原子核可以通过放射γ光子回到基态，也可以通过产生内转换电子回到基态，究竟发生的是哪种过程，完全决定于核的能级特性.内转换电子的动能与壳层电子的电离能之和应是原子核的两能级间的能量差.也就是等于在两原子核能级间跃迁所辐射出的γ光子的能量.对于内转换的研究是获得有关核能级知识的重要手段.当然通过内转换方式还可以产生原子的特征X射线.


x光机基本原理

X-ray 是由德国仑琴教授在1895年所发现。这种由真空管发出能穿透物体的辐射线，在电磁光谱上能量较可见光强，波长较短，频率较高，相类似之辐射线有宇宙射线，X-ray等。
产生X-Ray必须要有X光球管，而X光球管基本构造必须拥有：
阴极灯丝 （Cathod）
阳极靶 （Anode）
真空玻璃管 （Evacuated glass envelope）
当然还要有电源能量供应


X射线特性

能穿透物体 为不可见光 於电磁波光谱内 波长范围广 直线散射 光速进行 能使萤光物质发光 能使底片感光 会造成散射线
当X-ray进入物体时，会有三种情形发生:
被物体吸收 （Absorption)
产生散射现（Scatter）
穿透（Penetration）


影响图像效果之四要素

Density （黑化度）- mAs
Contrast（对比度）- kVp
Sharpness（清晰度）- motion, 几何参数
Distortion（失真度）- 位置,角度


X射线波长与影片上对比度之关系

在X-ray穿透过病人，其穿透率主要和病人组织结构及X射线波长有关。
短波长X-ray (high kV)
能量较高，穿透性好，造成在影片上较低之对比度（low contrast）。
长波长X-ray (low kV)
能量较低，较易被人体所吸收，穿透性较差，而在影片上对比度较高（High contrast）。


应用

X光机广泛应用于医疗卫生，科学教育，工业各个领域,例如X光机可用于医院协助医生诊断疾病，用于工业的无损探伤，火车站和机场的安全检查等等。

大型X光机作用

高频逆变技术实现以低剂量曝光获取高清晰影像，大功率、高kV、大mA负载输出满足全身摄影需求，短时瞬态曝光，消除运动伪影，轻松捕捉图像信息，APR功能实现不同解剖部位摄影条件的轻松选择，可选择电离室AEC功能实现摄影曝光自动控制。

稳定的辐射输出
高斜率、低纹波的输出电压，实现大功率、高kV、短时间摄影，能有效降低体内器官蠕动带来的成像模糊，大大提高成像质量。
高质量的X射线
直流分量高、成像时间短;曝光精度高、成像重复性好，以最小的剂量获得清晰的临床图像和丰富的诊断信息。
有效降低辐射伤害
大幅减少杂散射线，降低受检者和操作人员的辐射强度，同等投照条件，较工频机降低皮肤剂量60%。
实现计算机控制
自动化程度高，扩展自动控制功能，操作更方便，系统扩展升级能力强，比传统工频发生器体积更小、效率更高、无效射线大幅降低。