医用X光机的工作原理及组成部件

去医院拍片检查，医用X 光机是非常常见的影像设备。不管是放射科固定医用 X 光机，还是病房使用的移动式床旁 X 光机，都可以透过皮肤看清骨骼、肺部等人体内部结构。很多人好奇，医用 X 光机的工作原理是什么？为什么 X 光能够穿透人体，拍出清晰的片子？拍片时的辐射又是怎么产生的？

简单说：第一步机器内部产生 X 射线；第二步 X 射线穿过人体，靠组织密度差异形成影像。移动式床旁 X 光机和放射科固定 X 光机原理完全一样，只是机器可以移动。
 

 

一、X 射线是怎么造出来的（X 线球管，X 光机的心脏）

 

球管是抽成高真空的玻璃 / 陶瓷管，里面有阴极（钨丝灯丝）、阳极（钨靶）。

 

1. 灯丝加热，释放电子（热电子发射）

低电压加热阴极钨丝，灯丝 “烧出” 大量自由电子，聚集在灯丝周围。

2. 施加高压，电子高速冲刺

高压发生器给阴阳两极加上几万～十几万伏特高压。带负电的电子被带正电的阳极强力吸引，在真空里加速，形成高速电子束。

3. 高速电子撞击钨靶，产生 X 射线

高速电子狠狠撞在阳极钨靶上。99% 能量变成热量（所以球管要散热，移动机也有散热设计）只有约 1% 能量转化成 X 射线（轫致辐射）向外射出。

 

值得注意的是：医用X光机只有按下曝光瞬间，才会产生 X 射线；不通电、不曝光，完全没有射线。

 

 二、医用X光机成像原理：为什么拍片能看见骨头

 

X 射线是肉眼看不见的高能电磁波，有穿透能力。射线照到人体，不同组织吸收 X 射线能力不一样：

 

骨骼（钙，高密度）：大量吸收 X 射线，能透过去的射线很少；在影像上显示白色。

肌肉、内脏、脂肪（软组织）：中等吸收，显示灰色。

-肺里面充满空气（低密度）：几乎挡不住 X 射线，大量射线穿透过去；影像显示黑色。

 

穿过人体之后剩余的 X 射线，到达另一侧的探测器：

 

老式：X 光胶片，射线让胶片感光；冲洗得到胶片。

现代 DR（数字 X 光，包括多数移动 X 光机）：平板探测器把 X 射线直接转成电信号，计算机直接生成数字图片，屏幕上就能看片。

 

三、医用X光机主要组成部件

 

1. X 线球管：产生 X 射线；

2. 高压发生器：提供几万伏高压，加速电子；

3. 准直器**：把 X 光束裁剪大小，只照需要拍片的部位，减少多余辐射；

4. 探测器（平板 / 胶片）：接收穿过人体的 X 线、生成图像；

5. 控制台：技师调节千伏 (kV)、毫安秒 (mAs)、曝光时间，控制射线能量和剂量。

 

还有几点可能是大家比较感兴趣的方面：

1. X 射线不会残留在病人身上。拍完曝光结束，射线立刻消失，接触病人没有辐射。

2. 普通病房墙壁没有铅防护，移动 X 光机拍片时，散射线会穿透墙壁，所以要求无关人员远离。

3. 球管产生的 X 射线是向四周发散，准直器只限定主照射方向，周围会有散射辐射，这就是陪护人员要躲开的原因。