دستگاه های اشعه ایکس

مجموعه ای از تجهیزات برای تولید و استفاده از تابش اشعه ایکس. بسته به هدف R. a. به پزشکی و فنی تقسیم می شود.

دستگاه های اشعه ایکس از یک یا چند ساطع کننده اشعه ایکس (لوله های اشعه ایکس) تشکیل شده اند. یک دستگاه منبع تغذیه که انرژی الکتریکی را برای ساطع کننده اشعه ایکس فراهم می کند. دستگاه هایی برای تبدیل تابش اشعه ایکس که از شی مورد مطالعه عبور می کند به یک تصویر قابل مشاهده که برای مشاهده، تجزیه و تحلیل یا ضبط در دسترس است (اشعه ایکس با فیلم اشعه ایکس، دستگاه نظارت تصویری تلویزیونی، ضبط کننده ویدیو، دوربین های عکاسی، دوربین های فیلم و غیره). ) دستگاه‌های سه‌پایه‌ای که برای جهت‌گیری و حرکت متقابل ساطع‌کننده، موضوع مطالعه و گیرنده تشعشع خدمت می‌کنند: سیستم‌های حفاظت و کنترل تشعشع الف. برای تشکیل شار تابش، از دیافراگم ها، لوله ها، فیلترها، شطرنج های غربالگری و کولیماتورهای تشکیل دهنده در فضا استفاده می شود. نورسنجی اشعه ایکس خودکار و تثبیت کننده های روشنایی.

پزشکی ر.الف. به دو دسته تشخیصی اشعه ایکس و درمانی اشعه ایکس تقسیم می شوند.

دستگاه های تشخیص اشعه ایکسبسته به طراحی و شرایط کار، آنها به ثابت، متحرک و قابل حمل تقسیم می شوند. ثابت R. a. برای استفاده در مکان های مجهز به ویژه در نظر گرفته شده است. اینها شامل، به عنوان مثال، مجتمع تشخیصی اشعه ایکس "X-ray-50-2" برای 3 محل کار ( برنج. 1 ، RUM-20M برای 2 محل کار، مجتمع تشخیصی اشعه ایکس کنترل از راه دور "X-ray-100T" برنج. 2 ) برای انجام طیف کاملی از مطالعات تشخیصی اشعه ایکس. موبایل R. a. سه نوع وجود دارد: حمل و نقل بر روی وسایل نقلیه خاص، به عنوان مثال فلوروگرافی. فیلدهای جمع شونده، به عنوان مثال RUM-24 ( برنج. 3 ) برای مطالعه افراد بیمار و مجروح در زمینه نظامی، اعزامی و شرایط شدید در نظر گرفته شده است. بخش، به عنوان مثال 12P6 ( برنج. 5 )، برای تشخیص اشعه ایکس در محیط بیمارستان، خارج از بخش اشعه ایکس استفاده می شود. قابل حمل، به عنوان مثال 9L5 ( برنج. 4 ، دستگاه پالس "Dyna-2" ( برنج. 6 )، برای تشخیص اشعه ایکس در خانه، در زمینه استفاده می شود.

دستگاه های تشخیص اشعه ایکس می توانند عمومی یا تخصصی باشند. دومی، با توجه به روش ها و شرایط مطالعه، به فلوروگرافی تقسیم می شود، به عنوان مثال، فلوروگرافی 12F7، 12F7-Ts با 70 و 100. میلی متردوربین های عکاسی، عمدتاً برای مطالعات پیشگیرانه انبوه (نگاه کنید به فلوروگرافی)، توموگرافی (به توموگرافی)، محرک برای برنامه ریزی پرتودرمانی، برای کار در اتاق های عمل، به عنوان مثال، یک دستگاه جراحی سیار 10 × 4، و غیره. R. a با حوزه کاربرد . برای آنژیوگرافی (آنژیوگرافی)، رادیولوژی عصبی، مطالعات اورولوژی، ماموگرافی (ماموگرافی)، دندانپزشکی، از جمله. پانورامیک - ارتوپانتوموگرافی (به پانتوموگرافی مراجعه کنید) و غیره.

در بلوک دیاگرام شماتیک یک دستگاه تشخیص اشعه ایکس ( برنج. 7 ) عناصر اصلی آن مشخص شده است. ولتاژ منبع تغذیه به رگولاتور ولتاژ می رسد که با استفاده از رله زمانی برای مدت زمان نوردهی مشخص روشن می شود. افزایش و اصلاح ولتاژ برای تغذیه لوله اشعه ایکس در یک دستگاه ژنراتور (قرار گرفته در یک مخزن فولادی پر از روغن ترانسفورماتور) انجام می شود که شامل یک ترانسفورماتور افزایش دهنده تک فاز یا سه فاز و یکسو کننده ها است. ولتاژ بالا از دستگاه ژنراتور با استفاده از کابل های ولتاژ بالا که دارای یک غلاف زمین بیرونی هستند به لوله اشعه ایکس عرضه می شود. لوله اشعه ایکس ( برنج. 8 ) - دستگاه خلاء الکتریکی با منبع تابش الکترونی (کاتد) و هدفی که در آن سرعت آنها کاهش می یابد (آند). انرژی برای گرم کردن کاتد از طریق یک ترانسفورماتور رشته ای که در مخزن دستگاه ژنراتور قرار می گیرد تامین می شود. سیم‌پیچ گرم شده کاتد الکترون‌هایی را ساطع می‌کند که توسط ولتاژ بالایی که به لوله اعمال می‌شود شتاب می‌گیرد و سپس توسط صفحه تنگستن آند کاهش می‌یابد و اشعه ایکس تولید می‌کند. ناحیه آند که الکترون ها در آن سقوط می کنند کانون نامیده می شود. آندهای تک کانونی و دو کانونی وجود دارد. در آند، بیش از 95 درصد انرژی الکترون به انرژی حرارتی تبدیل می شود و آند را تا دمای 2000 درجه سانتی گراد یا بیشتر گرم می کند. به همین دلیل با افزایش مدت زمان نوردهی، توان مجاز کاهش می یابد. لوله اشعه ایکس در محفظه ای پر از روغن ترانسفورماتور قرار می گیرد و دارای یک غلاف سربی برای محافظت از آن در برابر تشعشعات بلااستفاده است. این پوشش همچنین دارای سوکت هایی برای اتصال کابل های فشار قوی و یک پنجره خروجی است که از طریق آن تابش کاری خروجی می شود. در تاشو، بخش، دندانپزشکی R. a. در یک محفظه محافظ همراه با دستگاه ژنراتور قرار دارد که اغلب به آن مونو بلوک می گویند.

دستگاه هایی که یک پرتو تشعشع را با پارامترهای لازم تشکیل می دهند به پنجره خروجی امیتر متصل می شوند. همچنین یک شبیه ساز نوری برای روشن کردن یک سطح با نور سفید وجود دارد که مساحت آن مربوط به مساحت پرتو تابش کار است و فیلترهای قابل تعویض برای تغییر طیف انرژی تابش.

بسته به هدف، R.a مدرن. مجهز به انواع سه پایه - وسایل مکانیکی - سه پایه های کف-سقف (یا سقف)، میزها و پایه های عکس ( برنج. 9 ) میزهای چرخشی – سه پایه برای معاینه و تصاویر اشعه ایکس، حصول اطمینان از انجام معاینات مناسب اشعه ایکس (معاینه اشعه ایکس).

پایه های ویژه ای برای توموگرافی، کیموگرافی اشعه ایکس، نورورادیولوژی، کاتتریزاسیون، آنژیوگرافی وجود دارد. برنج. 10 ) و سایر مطالعاتی که در دامنه حرکات متقابل امیتر، بیمار و گیرنده تشعشع و دستگاه های خاص متفاوت است.

دستگاه تصویربرداری صفحه نمایش برای دستگاه های ثابت مدرن R. a. شامل یک صفحه نمایش برای transillumination، یک نگهدارنده کاست متحرک با یک کاست، دستگاه های محافظ، یک شطرنجی غربالگری و یک دستگاه کنترل برنامه است که امکان به دست آوردن چندین تصویر با فرمت کوچکتر (به اصطلاح تصاویر هدفمند) بر روی یک فیلم رادیوگرافی را در این فرآیند فراهم می کند. از ترانس روشنایی شطرنج غربالگری (شبکه غربالگری) مجموعه ای از نوارهای متناوب نازک از مواد رادیولوسنت و جاذب اشعه ایکس است که به سمت کانون لوله اشعه ایکس جهت گیری شده است. شطرنجی بین بیمار و گیرنده پرتو نصب می شود و برای کاهش تأثیر تابش ثانویه (پراکنده) بر کیفیت تصویر عمل می کند. در اکثر اشعه ایکس تشخیصی مدرن، بین شطرنجی و کاست با فیلم اشعه ایکس، دوربینی از نورسنج اشعه ایکس وجود دارد - دستگاهی که به طور خودکار ولتاژ لوله اشعه ایکس را هنگامی که فیلم جمع می شود، خاموش می کند. دوز نوردهی تابش که مقدار مشخصی از چگالی سیاه شدن آن را پس از پردازش عکاسی فراهم می کند. تجهیزات اشعه ایکس خانگی از نورسنج های اشعه ایکس از نوع یونیزاسیون RER-3، RER-3BM-50-20 استفاده می کنند که به طور خودکار، تحت تأثیر یونیزاسیون هوا، به یک رله زمان برای خاموش کردن دستگاه وارد می شوند. .

یک کاست اشعه ایکس معمولاً با فیلم اشعه ایکس بین دو صفحه تشدید کننده بارگذاری می شود. درخشش صفحات تشدید کننده تحت تأثیر تابش اشعه ایکس، فیلم رادیوگرافی را 60-100 برابر افزایش می دهد (این باعث کاهش بار تشعشع بر روی بیمار می شود) که لایه امولسیون عکاسی آن از کریستال های میکروسکوپی برمید نقره در ژلاتین تشکیل شده است. روش های کم نقره و بدون نقره برای ضبط تصاویر اشعه ایکس با استفاده از مبدل های نیمه هادی ویژه در حال گسترش هستند.

برای نمایشگرهای تشدید کننده پزشکی، تنگستات، سزیم، لانتانیم و ایتریم استفاده می شود - موادی که تحت تأثیر اشعه ایکس می درخشند. بنابراین، از صفحه‌های تشدید کننده لانتانوم برای رادیوگرافی دستگاه گوارش، ستون فقرات کمری و سیستم ادراری استفاده می‌شود؛ از غربال‌های ایتریم برای بررسی قلب و عروق بزرگ استفاده می‌شود. برای برخی از مطالعات که نیاز به وضوح تصویر خاصی ندارند (به عنوان مثال، اشعه ایکس استخوان)، تصویربرداری بدون صفحه نمایش انجام می شود.

برای تجسم یک تصویر اشعه ایکس در حین تابش نور، از یک صفحه فلورسنت، شبیه به یک صفحه تشدید کننده استفاده می شود که توسط شیشه سربی محافظت می شود. در مدرن R.a. (به عنوان مثال، "RUM-20 M"، "X-ray-100 T") به جای صفحه نمایش، از تقویت کننده های تصویر اشعه ایکس الکترونی نوری با دستگاه کنتراست ویدئویی تلویزیون استفاده می شود که بخش اصلی آن یک الکترون است. مبدل نوری، که به شما امکان می دهد تصاویر را چندین بار بزرگ کنید و دوز تابش را 4-5 برابر کاهش دهید. در عین حال، شناسایی جزئیات کوچک تصویر اشعه ایکس به طور قابل توجهی بهبود یافته است، نیازی به تاریک کردن اتاق درمان و صرف زمان برای تطبیق دید پزشک نیست. فوکوس انتقال تصویر را به صفحه خروجی با حداقل اعوجاج و سپس از طریق سیستم نوری به لوله انتقال تلویزیون و صفحه نمایش دستگاه کنترل ویدیو تضمین می کند. در عین حال، می توان تصویر را با دوربین عکاسی یا فیلمبرداری یا روی نوار ویدئویی ضبط کرد.

بیشتر و بیشتر در R. a. ضبط دیجیتال تصاویر اشعه ایکس استفاده می شود. در این موارد، سیگنال ویدئویی از لوله فرستنده تلویزیون وارد مبدل آنالوگ به دیجیتال و از آن به مبدل الکترونیکی می شود که در برخی موارد امکان جایگزینی انتقال مداوم با انتقال پالسی و کاهش قابل توجه دوز تابش را فراهم می کند. همانطور که برای مثال در دستگاه های اشعه ایکس برای اتاق های عمل انجام می شود.

کاربرد در R. a. فناوری رایانه به شما امکان می دهد تا تغییرات تصویر را انجام دهید: کنتراست کم، تأکید بر خطوط، فیلتر کردن. با کمک فن آوری رایانه ای، به اصطلاح تفریق دیجیتال انجام می شود، زمانی که دو تصویر به دست آمده در طی مراحل مختلف ورود یک ماده کنتراست به سیستم گردش خون به صورت دیجیتالی کم می شود. در این حالت، عناصر یکسان تصویر ناپدید می شوند و عامل کنتراست در امتداد عروق به وضوح قابل مشاهده می شود.

دستگاه های اشعه ایکس درمانیبرای درمان تعدادی از بیماری ها با استفاده از تابش اشعه ایکس bremsstrahlung در نظر گرفته شده است. با توجه به هدف مورد نظر آنها به دستگاه هایی برای سطح درمانی تقسیم می شوند (حداکثر ولتاژ روی لوله 10-60 کیلوولتدستگاه های درمان داخل حفره ای (حداکثر ولتاژ 60-100). کیلوولت) و دستگاه های درمان متوسط و عمیق (حداکثر ولتاژ 100-300 کیلوولتبرای مثال RUT-250-15-2 (RUM-17). با توجه به روش امیتر در طول فرآیند تابش، دستگاه هایی برای تابش استاتیک و متحرک (چرخشی، همگرا و آونگی) متمایز می شوند. همچنین پرتودرمانی تماسی، از راه دور (فوکوس نزدیک) و پرتودرمانی از راه دور (پرتودرمانی) وجود دارد.

اصل کار دستگاه اشعه درمانی تقریباً شبیه به اصل عملکرد دستگاه تشخیص اشعه ایکس است، با تنها تفاوت این است که هیچ گیرنده اشعه ایکس در بلوک دیاگرام آن وجود ندارد، زیرا موضوع تأثیرگذاری است. در طول درمان با اشعه ایکس است. برای محدود کردن خودکار دوز تابش در یک سطح معین، از رله دوز استفاده می شود. دستگاه های اشعه درمانی از لوله های اشعه ایکس با آند ثابت و سیستم های خنک کننده با روغن ترانسفورماتور جاری استفاده می کنند.

کتابشناسی - فهرست کتب:فناوری اشعه ایکس، ویرایش. V.V. کلیووا، کتاب. 1-2، م.، 1980; ابزارهای فنی تشخیص اشعه ایکس، ویرایش. I.A. Pereslegina، M.، 1981.

RT - لوله اشعه ایکس؛ F - ; د - ; O - موضوع مطالعه (بیمار)؛ P - شطرنجی غربالگری؛ RE - محفظه نورسنجی اشعه ایکس؛ P - کاست با فیلم رادیوگرافی و صفحه های تشدید کننده. URI - تشدید کننده تصویر اشعه ایکس. TT - لوله انتقال تلویزیون؛ FC - دوربین عکاسی؛ VKU - دستگاه کنترل ویدئو؛ PMT - لوله فتو ضربی. SY - تثبیت کننده روشنایی؛ BE - پردازش سیگنال سنج نوردهی؛ BN - واحد کنترل رشته لوله اشعه ایکس با یک دستگاه محاسباتی؛ TN - ترانسفورماتور رشته ای؛ S - سیاه شدن مواد عکاسی؛ B روشنایی صفحه فلورسنت است. خط نقطه نشان دهنده پرتو اشعه ایکس در حال کار است">

برنج. 7. نمودار بلوک شماتیک یک دستگاه تشخیص اشعه ایکس: Vc - ولتاژ تغذیه. Va - ولتاژ برای تحقیق؛ RN - تنظیم کننده ولتاژ؛ RV - رله زمان؛ GU - دستگاه ژنراتور شامل یکسو کننده ها. RT - لوله اشعه ایکس؛ F - فیلتر؛ د - دیافراگم؛ O - موضوع مطالعه (بیمار)؛ P - شطرنجی غربالگری؛ RE - محفظه نورسنجی اشعه ایکس؛ P - کاست با فیلم رادیوگرافی و صفحه های تشدید کننده. URI - تشدید کننده تصویر اشعه ایکس. TT - لوله انتقال تلویزیون؛ FC - دوربین عکاسی؛ VKU - دستگاه کنترل ویدئو؛ PMT - لوله فتو ضربی. SY - تثبیت کننده روشنایی؛ BE - واحد پردازش سیگنال سنج نوردهی؛ BN - واحد کنترل رشته لوله اشعه ایکس با یک دستگاه محاسباتی؛ TN - ترانسفورماتور رشته ای؛ S چگالی نوری سیاه شدن مواد عکاسی است. B روشنایی صفحه فلورسنت است. خط چین نشان دهنده پرتو اشعه ایکس در حال کار است.

برنج. 3 الف). دستگاه اشعه ایکس میدان تاشو "RUM-24". مستقر برای معاینه بیمار در موقعیت عمودی: 1 - مونوبلاک با لوله اشعه ایکس. 2 - دیوار نگهدارنده میز گردان-سه پایه; 3 - دستگاه تصویربرداری از صفحه نمایش؛ 4 - ستون با کالسکه; 5 - کنترل پنل قابل حمل; 6 - پایه میز سه پایه; 7 - برانکارد; 8 - پیش بند زیر صفحه سه تیغه.

دستگاه اشعه ایکس دستگاهی است که به طور گسترده در پزشکی مدرن برای مطالعه و تشخیص بیماری های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. برای دسترسی به اندام های داخلی انسان ضروری است. به لطف دستگاه اشعه ایکس، پزشک تصویری از ساختار داخلی بدن مورد علاقه خود را دریافت می کند. عکس روی فیلم نمایش داده می شود. کار با اشعه ایکس یک معاینه پزشکی غیر تهاجمی است، به این معنی که نیازی به نفوذ جسم خارجی نیست. علیرغم اینکه این دستگاه به طور گسترده در بیمارستان ها و کلینیک ها استفاده می شود، افراد کمی از نحوه عملکرد آن اطلاع دارند.

بیایید دریابیم که دستگاه اشعه ایکس چیست، اصل کار این دستگاه و چه معنایی برای پزشکی دارد.

دستگاه اشعه ایکس - چیست؟

دستگاه اشعه ایکس وسیله ای است که انرژی الکتریکی معمولی را به تابش اشعه ایکس تبدیل می کند. انواع مختلفی از دستگاه های اشعه ایکس وجود دارد، به عنوان مثال:

. آنژیوگرافی
فلوروگراف
ماموگرافی اشعه ایکس؛
دستگاه اشعه ایکس بخش;
دستگاه اشعه ایکس دندان;
عملکرد دستگاه اشعه ایکس؛
توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس؛
و دیگران.

همانطور که می بینیم، امروزه انواع مختلفی از دستگاه های اشعه ایکس وجود دارد. بسته به اندام مورد مطالعه از دستگاه هایی با طرح ها و اصول عملکرد متفاوت استفاده می شود. با این حال، یک دستگاه اشعه ایکس همه منظوره کلاسیک، که اصل عملکرد آن را در این مقاله بررسی خواهیم کرد، شامل یک سیستم کنترل، یک منبع تغذیه، یک ساختار تابشی و همچنین تجهیزات جانبی است. بسته به عملکرد دستگاه، ممکن است شامل دستگاه هایی برای ضبط تصاویر یا تجسم بخشی از بدن مورد بررسی نیز باشد.

اصل عملکرد دستگاه اشعه ایکس

یک دستگاه اشعه ایکس کلاسیک از طریق یک شبکه الکتریکی تغذیه می شود که حداکثر ولتاژ آن 220 ولت است. اما برخی از سیستم های اشعه ایکس که در زمان ما توسعه یافته اند به طور قابل توجهی به برق بیشتری نیاز دارند. چنین تاسیساتی، علاوه بر منبع تغذیه، دارای یک ترانسفورماتور و یکسو کننده برای جریان هستند.

لوله اشعه ایکس عنصر اصلی تشعشع است که آن را تولید می کند. این دستگاه همچنین حاوی یک سیستم کنترل است که با آن یک متخصص عملکرد واحد اشعه ایکس را کنترل می کند.

ماده ای که از طریق آن تابش اشعه ایکس رخ می دهد جریان است، بنابراین، بدون یک شبکه الکتریکی قدرتمند، عملکرد دستگاه غیرممکن است. بنابراین، جریان از شبکه الکتریکی از مرحله پردازش اولیه عبور می کند. این مرحله در سیم پیچ ترانسفورماتور رخ می دهد. پس از این، یک مرحله پردازش ثانویه بسیار سریع اتفاق می افتد که در طی آن ولتاژ بالا آزاد می شود. به کنوترون می رسد - این یکسو کننده جریان است، پس از آن ولتاژ وارد لوله اشعه ایکس می شود.

لوله اشعه ایکس در یک ظرف کاملا مهر و موم شده قرار دارد. در یک سر لوله کاتد و در سر دیگر آند قرار دارد. هنگامی که ولتاژ عبوری از ترانسفورماتور وارد میدان اشعه ایکس می شود، کاتد و آند برخورد کرده و سپس به شدت ترمز می کنند. در این مورد، bremsstrahlung رخ می دهد، یعنی اشعه ایکس تولید می شود.

کل فرآیندی که در بالا توضیح داده شد در یک ثانیه اتفاق می افتد. بنابراین، تصویری بر روی تصویر ظاهر می شود که گویی داخل قسمت مورد نیاز بدن را روشن می کند و وضعیت اندام را نشان می دهد. این نحوه عملکرد دستگاه اشعه ایکس است که اصل عملکرد آن در بالا توضیح داده شده است.

اهمیت دستگاه اشعه ایکس برای پزشکی

در پزشکی مدرن، بدون دستگاه اشعه ایکس، هرج و مرج و بی نظمی به وجود می آید، زیرا تشخیص بسیاری از بیماری ها اگر کاملاً غیرممکن نباشد، دشوار خواهد بود. تنها به لطف دستگاه اشعه ایکس، بشر توانسته است بسیاری از بیماری ها را درمان کند. امروزه از این دستگاه برای دو روش استفاده می شود:

1. رادیوگرافی یک مطالعه داخلی، اما با این وجود غیر تهاجمی یک شی است. به لطف اشعه ایکس، تصویر به فیلم عکاسی منتقل می شود.
2. فلوروسکوپی - شامل این واقعیت است که تصویر شی مورد مطالعه روی یک صفحه نمایش خاص می افتد. بنابراین، تصویر حرکت می کند که با رادیوگرافی غیرممکن است.

اکنون که می دانید دستگاه اشعه ایکس چگونه کار می کند، نگران مراحل مربوط به آن نخواهید بود.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

موسسه آموزشی خودمختار ایالتی فدرال

آموزش عالی

«پژوهش ملی

دانشگاه پلی تکنیک تامسک"

کار آزمایشگاهی شماره 1

سرپرست: استاد گروهMMS

کولکوف سرگئی نیکولاویچ

دانش آموزان گروه 4B21:

Kondratenko A.I.

Proskurnikov G.V.

Dronov A.A.

تومسک، 2015

هدف:آشنایی، مطالعه و همچنین کسب مهارت در تجزیه و تحلیل اشعه ایکس پودرها.

دستگاه دستگاه اشعه ایکس

یکی از موثرترین روشها برای مطالعه ساختار مواد کریستالی رادیوگرافی است.

رادیوگرافی به 2 نوع تقسیم می شود:

1. تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD).

2. تجزیه و تحلیل فاز اشعه ایکس (XRF).

روش اول کلی ترین و آموزنده ترین است و به شما امکان می دهد تمام جزئیات ساختار بلوری (مختصات اتمی و غیره) را بدون ابهام تعیین کنید. موضوع تحقیق در RStA تک بلور است. روش دوم به شما امکان می دهد ماده را شناسایی کرده و برخی از پارامترهای ساختار کریستالی را تعیین کنید. اهداف مطالعه XRF نمونه های پلی کریستالی هستند.

دستگاه اشعه ایکس برای تبدیل انرژی الکتریکی به اشعه ایکس طراحی شده است. ساختار دستگاه اشعه ایکس به عملکرد آن بستگی دارد، اما به طور کلی از یک منبع تابش، یک منبع تغذیه، یک سیستم کنترل و تجهیزات جانبی تشکیل شده است.

دستگاه اشعه ایکس چگونه کار می کند؟

این دستگاه معمولاً از منبع تغذیه AC 126 یا 220 ولت تغذیه می شود. با این حال، واحدهای اشعه ایکس مدرن با ولتاژ بسیار بالاتری با DC کار می کنند. در این راستا، منبع تغذیه شامل یک ترانسفورماتور (یا سیستم ترانسفورماتور) و یکسو کننده جریان است (گاهی اوقات ممکن است یکسو کننده وجود نداشته باشد - اگر قدرت دستگاه کم باشد). یک مولد تشعشع یک لوله اشعه ایکس است، یک یا چند.

سیستم کنترل یک تابلو برق است، یعنی یک تابلو کنترل که عملکرد کل نصب را تنظیم می کند. علاوه بر این، دستگاه شامل یک سه پایه (سیستم سه پایه) است که مولد تشعشع بر روی آن نصب شده است. اصل عملیات نصب به شرح زیر است. جریان متناوب از شبکه به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تامین می شود. ولتاژ بالاتر از سیم پیچ ثانویه آن حذف می شود و به طور مستقیم (تاسیسات نیمه موج) یا از طریق یکسو کننده - کنوترون به امیتر عرضه می شود. گرمایش رشته کاتدی لوله اشعه ایکس عملکرد آن را تنظیم می کند. در این حالت ، بیش از 1٪ از انرژی عرضه شده به لوله به تابش تبدیل نمی شود ، بقیه به گرما تبدیل می شود ، اول از همه ، آند گرم می شود. برای جلوگیری از آسیب آن از گرمای بیش از حد، یا از مواد نسوز (تنگستن، مولیبدن) استفاده می شود و یا یک سیستم خنک کننده ویژه (خنک کننده آب، آند چرخان) طراحی شده است. دستگاه های اشعه ایکس مدرن مجهز به دستگاه های ویژه ای برای تثبیت جریان و محافظت از امیتر از اضافه بار هستند. علاوه بر این، سیستمی برای محافظت از دیگران در برابر تشعشعات اضافی (و همچنین از جریان ولتاژ بالا) نصب شده است.

دستگاه تیوب اشعه ایکس

لوله اشعه ایکس یک دستگاه خلاء الکتریکی با منبع تابش الکترون (کاتد) و هدفی است که در آن سرعت آنها کاهش می یابد (آند). ولتاژ ولتاژ بالا برای گرم کردن کاتد از طریق یک کابل ولتاژ بالا منفی از یک ترانسفورماتور رشته ای که در دستگاه ژنراتور قرار دارد تامین می شود. مارپیچ گرم شده کاتد، هنگامی که ولتاژ بالا به لوله اشعه ایکس اعمال می شود، شروع به انتشار جریان شتاب دهنده ای از الکترون ها می کند و سپس سرعت آنها روی صفحه تنگستن آند به شدت کاهش می یابد که منجر به ظاهر X- می شود. اشعه ها

اصل کار لوله اشعه ایکس

شکل 1 - نمودار یک لوله اشعه ایکس برای آنالیز ساختاری: 1 - فنجان آند فلزی (معمولاً زمینی)؛ 2 - پنجره های بریلیوم برای انتشار اشعه ایکس. 3 - کاتد ترمیونی؛ 4 - فلاسک شیشه ای، جداسازی قسمت آند لوله از کاتد. 5- پایانه های کاتدی که ولتاژ فیلامنت به آن ها تامین می شود و همچنین ولتاژ بالا (نسبت به آند). 6 – سیستم تمرکز الکترون الکترواستاتیک؛ 7 – ورودی (ضد کاتد)؛ 8- لوله های ورودی و خروجی آب جاری خنک کننده شیشه ورودی.

ناحیه آند که الکترون ها در آن سقوط می کنند کانون نامیده می شود. لوله های اشعه ایکس مدرن معمولا دارای دو کانون هستند: بزرگ و کوچک. در آند، بیش از 95 درصد انرژی الکترون به انرژی حرارتی تبدیل می شود و آند را تا دمای 2000 درجه سانتی گراد یا بیشتر گرم می کند. به همین دلیل با افزایش مدت زمان نوردهی، توان مجاز کاهش می یابد.

لوله تشخیص اشعه ایکس در یک محفظه سربی قرار می گیرد که با روغن ترانسفورماتور پر شده است. بدنه دارای سوراخ هایی برای اتصال کابل های فشار قوی و یک پنجره خروجی است که پرتو تابش از آن خارج می شود. برای به حداقل رساندن دوز تابش اشعه ایکس در دستگاه های اشعه ایکس مدرن، به عنوان مثال FMC، یک دستگاه کولیماسیون به پنجره خروجی متصل می شود. به منظور جلوگیری از آسیب به آند تیوب اشعه ایکس، دومی باید بچرخد؛ برای این منظور، یک دستگاه چرخش آند در پایین محفظه تیوب اشعه ایکس قرار می گیرد.

امروزه معاینه اشعه ایکس یک روش نسبتاً ساده، در دسترس و نسبتاً ارزان است. با کمک آن، پزشکان تصاویری دو بعدی از ساختارهای بدن به دست می آورند که برای تشخیص بسیاری از بیماری ها استفاده می شود. اشعه ایکس برای تعیین آسیب و بیماری های استخوان، ریه و وجود تومور مورد نیاز است.

تابش اشعه ایکس توسط فیزیکدان برجسته آلمانی ویلهلم کنراد رونتگن در سال 1895 کشف شد. این مرد بود که اولین برنده جایزه نوبل در زمینه فیزیک شد و اولین تصویر اشعه ایکس دست همسرش را با حلقه ازدواج نشان داد. با این حال، خود لوله اشعه ایکس، که بدون آن هیچ دستگاهی در حال حاضر کار نمی کند، نه توسط رونتگن، بلکه توسط دانشمند آمریکایی ویلیام کولیج اختراع شد. بنابراین به تدریج دستگاه های مدرنی پدیدار شدند که به راحتی الکتریسیته را به اشعه ایکس تبدیل می کنند. طراحی آن شامل منبع تابش، منبع تغذیه، سیستم کنترل و دستگاه های جانبی است.

اصول معاینه اشعه ایکس

فرآیند به دست آوردن تصویر با استفاده از اشعه ایکس بر اساس ویژگی های جذب آنها توسط بافت های مختلف بدن است. تابش از لوله از بدن عبور می کند و مانند یک دوربین، روی فیلم پخش می شود:

بنابراین، معاینه اشعه ایکس امکان به دست آوردن تصاویر دو بعدی از بدن را فراهم می کند که در آن استخوان ها سبک ترین هستند و حفره های پر از هوا تاریک می شوند.

تکنیک اشعه ایکس

دستگاه اشعه ایکس معمولاً در بیمارستان ها نه تنها در یک اتاق خاص، بلکه در یک راهرو جداگانه نیز قرار می گیرد. یک چراغ قرمز بالای ورودی آویزان است که به بیماران اجازه می دهد ببینند که آیا می توانند یا نه

آیا برای ورود. برای دسترسی مستقیم به دستگاه باید نه از یک، بلکه از دو درب عبور کنید. این نوعی بیمه در برابر افراد بیش از حد قاطع است که آماده پرش از صف هستند و قوانین ایمنی هنگام کار با دستگاه های اشعه ایکس را نقض می کنند.

هنگام گرفتن تصویر، بیمار می تواند دراز بکشد یا جلوی دستگاه بایستد - این همه بستگی به ناحیه ای از بدن دارد که در حال بررسی است. عکس در عرض چند ثانیه گرفته می شود؛ قرار گرفتن در معرض تابش برای انسان کاملاً بدون درد است. خطر تشعشعات در دستگاه های مدرن به حداقل رسیده است، اما سعی می شود در مواردی که برای تشخیص بسیار مهم است، آن را برای کودکان و زنان باردار تجویز کنند.

صرف نظر از قدرت و ماهیت کار، هر دستگاه اشعه ایکس از یک لوله اشعه ایکس، یک ترانسفورماتور خودکار، یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا (گام به بالا) و رشته ای (گام به پایین)، یک کنتاکتور (کلید الکترومغناطیسی) و یک رله زمان تاسیسات ثابت و سیار نیز دارای یکسو کننده های الکترونیکی - کنوترون ها هستند.

لوله اشعه ایکس در دستگاه به عنوان یک ژنراتور اشعه ایکس عمل می کند. بسته به هدف و قدرت دستگاه می تواند اندازه ها و شکل های مختلفی داشته باشد. لوله یک استوانه شیشه ای است که در آن دو الکترود لحیم شده است: یک کاتد و یک آند (شکل 4). یک خلاء قابل دستیابی فنی در سیلندر ایجاد می شود که درجه آن 10 میلی متر جیوه است.

کاتد لوله از یک رشته تنگستن تشکیل شده است که به شکل مارپیچ ساخته شده است که در یک فرورفتگی یا فنجان قرار می گیرد. هر دو انتهای مارپیچ برای اتصال به منبع جریان بیرون آورده می شوند. مارپیچ توسط یک جریان الکتریکی با ولتاژ پایین تا دمای حدود 2500 درجه سانتیگراد گرم می شود، در حالی که نخ الکترون ها را ساطع می کند. پدیده گسیل الکترون مشاهده می شود. لوله های دو کانونی با دو مارپیچ موازی - کوچک و بزرگ - نیز تولید می شود. مارپیچ کوچک برای مطالعاتی در نظر گرفته شده است که به قدرت کم دستگاه نیاز دارد و مارپیچ بزرگ برای عکس گرفتن یا روشن کردن مناطق بزرگ بدن است. آند لوله یک میله فلزی عظیم است که در سمت سیلندر مقابل کاتد لحیم شده است. دارای یک صفحه تنگستن نسوز مستطیلی - آینه آند. هنگامی که لوله در حال کار است، آینه بسیار داغ می شود، بنابراین دستگاه های خاصی برای خنک کردن آند وجود دارد. برای همین منظور، لوله هایی با یک آند دوار ساخته شده است که به دلیل آن، محل سقوط الکترون ها دائما در حال تغییر است و زمان خنک شدن دارد. هر تیوب اشعه ایکس دارای علامتی است که توان دوم را بر حسب کیلووات (کیلووات)، نوع حفاظت، هدف آن، نوع خنک کننده، شماره مدل و حداکثر ولتاژ کاری بر حسب کیلوولت (کیلو ولت) نشان می دهد. به عنوان مثال دستگاه اشعه ایکس آرمان-1 (مدل 8LZ) از تیوب 1.6-BDM9-90 استفاده می کند. این بدان معنی است که یک لوله 1.6 کیلو وات برای عملکرد در پوسته محافظ (باکلیت)، تشخیصی، خنک کننده روغن، مدل 9، طراحی شده است که برای ولتاژ بیش از 90 کیلو ولت طراحی شده است. دستگاه های اشعه ایکس متحرک 12P5 و 12VZ از لوله ای از نوع 6-10-BDM8-125 دو کانونی با آند چرخان استفاده می کنند. در این مورد، عدد اول قدرت فوکوس کوچک - 6 کیلو وات، دوم - قدرت فوکوس بزرگ - 10 کیلو وات را نشان می دهد. حروف و اعداد باقی مانده همان معانی لوله های تک فوکوس را دارند. قدرت تیوب بر این اساس محاسبه می شود که آینه 1 میلی متری می تواند 200 وات انرژی در ثانیه را هدر دهد. بنابراین، اگر مساحت آینه 50 میلی متر باشد، قدرت لوله 10 کیلو وات (200 وات در 50 میلی متر) است. اتوترانسفورماتور منبع اصلی جریان الکتریکی برای تمام قسمت های دستگاه است. این به شما امکان می دهد ولتاژ ارائه شده به آن را 2-3 بار افزایش یا کاهش دهید. به لطف این، دستگاه اشعه ایکس می تواند به یک شبکه جریان متناوب با هر ولتاژ (127، 220، 380 ولت) متصل شود. از طریق تعداد معینی چرخش سیم پیچ های ترانسفورماتور، سرنخ هایی ساخته می شود که امکان به دست آوردن ولتاژ از چند تا 380 ولت را فراهم می کند. در واحدهای اشعه ایکس ثابت و متحرک مدرن، به جای اتوترانسفورماتور با شیر، از یک متغیر استفاده می شود که تنظیم صاف ولتاژ تامین شده از شبکه و ولتاژ کاری روی لوله را فراهم می کند (این دومی از 40 تا 125 کیلو ولت قابل تنظیم است. ).

یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا (پله‌آپ) برای افزایش ولتاژ جریان الکتریکی به 40-200 کیلو ولت استفاده می‌شود که به کاتد و آند عرضه می‌شود. نسبت تبدیل ترانسفورماتورهای افزایش دهنده مورد استفاده در دستگاه های ثابت 1:500 یا بیشتر است. به عنوان مثال، اگر ولتاژ 220 ولت به سیم پیچ اولیه اعمال شود، ولتاژ در سیم پیچ ثانویه 110 کیلو ولت خواهد بود. برای اهداف تشخیصی، ولتاژ از 40 تا 100 کیلو ولت و برای اهداف درمانی - تا 200 کیلو ولت استفاده می شود. یا بیشتر.

ترانسفورماتور رشته ای (گام به پایین) برای تبدیل جریان برق متناوب با ولتاژ 110-220 ولت به جریان 6-15 ولت برای گرم کردن مارپیچ لوله اشعه ایکس و کنوترون ها استفاده می شود. ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا و رشته ای در دستگاه های ثابت و متحرک اشعه ایکس در یک مخزن فلزی مخصوص پر از روغن ترانسفورماتور قرار می گیرند که خنک شدن و عایق بودن آنها را از جریان ولتاژ بالا تضمین می کند.

ساده ترین دستگاه اشعه ایکس از یک لوله اشعه ایکس، رشته و ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا تشکیل شده است. چنین تاسیساتی بر روی نیم موج جریان الکتریکی متناوب کار می کنند و ساده ترین و کم قدرت ترین هستند، زیرا فقط در لحظه ای که بار منفی روی کاتد و بار مثبت روی آند وجود دارد، اشعه ایکس منتشر می کنند. به این معنا که وقتی با جریان متناوب برق تغذیه می‌شود، دستگاهی که به مدت 1 ثانیه روشن می‌شود، پس از هر نیم چرخه جریان متناوب، در واقع به مدت نیم ثانیه اشعه ساطع می‌کند. دستگاه های اشعه ایکس قابل حمل و اندازه کوچک دارای این طراحی هستند.

در دستگاه های ثابت و قوی تر، از هر دو جهت منبع جریان متناوب استفاده می شود. این با استفاده از یکسو کننده های ولتاژ بالا - کنوترون ها به دست می آید. کنوترون برای اصلاح جریان ولتاژ بالا که از ترانسفورماتور ولتاژ بالا به الکترودهای لوله اشعه ایکس می رسد استفاده می شود. طرح کنوترون یک استوانه شیشه ای با دو الکترود تنگستن لحیم شده است که در داخل آن خلاء ایجاد می شود. کنوترون جریان را فقط در یک جهت عبور می دهد - از کاتد به آند. 4 کنوترون مونتاژ شده در یک توالی مشخص استفاده کامل از هر دو نیمه موج جریان متناوب توسط لوله اشعه ایکس را تضمین می کند. در حال حاضر از دیودهای سلنیوم به عنوان یکسو کننده های ولتاژ بالا استفاده می شود.

یک کنتاکتور (کلید الکترومغناطیسی) برای روشن و خاموش کردن خودکار جریان تامین شده از ترانسفورماتور خودکار به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ولتاژ بالا استفاده می شود.

رله زمانی وسیله ای است برای روشن کردن برق یک ترانسفورماتور فشار قوی برای مدت زمان مشخص (از صدم تا ده ها ثانیه). علاوه بر اجزای اصلی، دستگاه های اشعه ایکس معمولاً دارای دستگاه های سوئیچینگ و کنترل مختلف و همچنین ابزارهای اندازه گیری هستند که به افراد اجازه می دهند کمیت و کیفیت تابش مورد استفاده را قضاوت کنند. به طور معمول، ابزارهای اندازه گیری در کنار هم در یک صفحه کنترل نصب می شوند. بسته به هدف و قدرت، دستگاه های تشخیصی اشعه ایکس به ثابت (ولتاژ کاری تغذیه شده به لوله 100-150 کیلو ولت، جریان 60-1000 میلی آمپر)، متحرک (60-125 کیلو ولت و 10-300 میلی آمپر) تقسیم می شوند. قابل حمل (50-85 kVi 5-15 mA).

اصل عملکرد دستگاه های اشعه ایکس. ولتاژ شبکه الکتریکی به تابلوی کنترل عرضه می شود که در آن با استفاده از یک اتوترانسفورماتور تنظیم می شود و سپس به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور افزایش می یابد که در آن ولتاژ 500 برابر یا بیشتر افزایش می یابد. اتوترانسفورماتور و ترانسفورماتور پله‌آپ از طریق یک کنتاکتور متصل می‌شوند تا ولتاژ بالا را خاموش و روشن کنند.

از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور افزایش دهنده، ولتاژ به لوله اشعه ایکس تامین می شود. در دستگاه های کم مصرف، ولتاژ به طور مستقیم به لوله و در دستگاه های ثابت - از طریق کنوترون ها یا دیودهای سلنیوم، که جریان متناوب ترانسفورماتور را به یک ضربان ثابت تبدیل می کند، تامین می شود.

درجه تابش مارپیچ لوله با استفاده از یک رئوستات (تنظیم گرما)، یک تثبیت کننده (ولتاژ ثابت) و یک جبران کننده (جریان لوله اشعه ایکس را مستقل از ولتاژ بالا می کند) تنظیم می شود. سیم پیچ رشته ای کاتد تیوب اشعه ایکس توسط یک ترانسفورماتور کاهنده تغذیه می شود.

بر اساس ماهیت حفاظت، دستگاه های اشعه ایکس به دستگاه های بلوک و کابلی تقسیم می شوند. در اول، اجزای ولتاژ بالا (ترانسفورماتور پله‌آپ، یکسو کننده، لوله) در یک بلوک فلزی محصور شده‌اند. اینها عمدتاً دستگاه های قابل حمل و کم مصرف از نوع Arman-1 هستند. در نصب کابل، لوله اشعه ایکس به طور جداگانه قرار می گیرد.

دستگاه های تشخیصی اشعه ایکس. دستگاه تشخیص پرتابل اشعه ایکس «آرمان-1» مدل 8LZ. طراحی شده برای به دست آوردن تصاویر اشعه ایکس از هر ناحیه از بدن حیوانات کوچک، سر، گردن، اندام ها و دم حیوانات بزرگ. این دستگاه مقرون به صرفه، استفاده آسان و قابل حمل است. در آن، ولتاژ کاری روی لوله به نوسانات ولتاژ و مقاومت شبکه تغذیه بستگی ندارد. مناسب برای کار در مزرعه، مزرعه و غیره.

طبق این طرح، این دستگاه بدون کنوترون است. شامل یک بلوک، کنترل پنل و سه پایه است. مونوبلاک یک بلوک فولادی مهر و موم شده با روغن ترانسفورماتور است که یک لوله اشعه ایکس و یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا در آن قرار دارد. روی سه پایه نصب می شود و می توان آن را در جهات مختلف چرخاند. پانل کنترل با یک کابل از راه دور 3 متری در یک محفظه پلاستیکی قرار می گیرد. دارای یک کلید میلی آمپر ثانیه، یک دکمه عکس فوری و یک چراغ نشانگر جریان آند لوله است.

ولتاژ منبع تغذیه - 220 ولت، فرکانس - 50 هرتز (هرتز). ولتاژ لوله اشعه ایکس 75 کیلو ولت است. جریان آند - 18 میلی آمپر (mA). ابعاد کلی - 855x790x1925 میلی متر، وزن - 36 کیلوگرم، هنگام جداسازی در چهار کیس خاص کوچک قرار می گیرد. دستگاه تشخیص سیار اشعه ایکس 12P5. بر اساس آن، یک دستگاه اشعه ایکس متحرک 12V-3 به طور خاص برای دامپزشکی توسعه داده شد (شکل 6). این برای مطالعات تشخیصی در موسسات پزشکی دامپزشکی، کلینیک ها و موسسات آموزشی ویژه در نظر گرفته شده است. همچنین می توان از آن در هنگام بازدید از مزارع استفاده کرد. دستگاه اشعه ایکس تصاویری از هر قسمت از بدن حیوانات کوچک، سر، گردن، سینه و اندام حیوانات بزرگ تولید می کند.

این دستگاه از یک لوله اشعه ایکس، یک دستگاه ژنراتور و یک صفحه کنترل تشکیل شده است. لوله دو کانونی است و دارای یک آند چرخان است. در یک محفظه محافظ با عایق روغن قرار داده شده است. دستگاه ژنراتور متشکل از ترانسفورماتورهای پله بالا و پایین، یکسو کننده های نیمه هادی ولتاژ بالا (دیودهای سلنیوم) است. این عناصر در یک مخزن پر از روغن ترانسفورماتور قرار دارند. پانل کنترل شامل یک ولت متر برای نظارت بر ولتاژ شبکه و یک میلی‌آمتر برای اندازه‌گیری جریان آند لوله است. همچنین سوئیچ هایی برای تاخیر زمانی، فوکوس های کوچک و بزرگ و دسته هایی برای کنترل عملکرد اجزای مختلف دستگاه تعبیه شده است. ولتاژ تغذیه - 220/380 ولت، فرکانس - 50 هرتز. ولتاژ لوله اشعه ایکس از 40 تا 125 کیلو ولت است. حداکثر مصرف برق - تا 15 کیلو وات (کوتاه مدت). ابعاد کلی - 2460x650x1950 میلی متر، وزن - 320 کیلوگرم، در حین حمل و نقل به واحدهای جداگانه جدا می شود: چرخ دستی، میله، لوله. دستگاه تلفن همراه دامپزشکی اشعه ایکس 12B-3 علاوه بر این مجهز به صفحه نمایشی برای انتقال است که به آن امکان می دهد نه تنها عکس، بلکه فلوروسکوپی از هر قسمت از بدن حیوان نیز بگیرد. پیوست ضبط صفحه دارای بست هایی برای حرکت همزمان لوله اشعه ایکس و صفحه نمایش است.

مطالب موضوعی: