直接数字X射线摄影装置立柱结构毕业设计

目录第一章 前言11.1 数字化X线照相系统（DR）发展及技术现状11.2 DR应用5第二章 DR构造分析论证及有关参数72.1 DR简介与特点72.2 DR系统构成72.3 DR分类92.4 工作原理及成像原理92.5 DR的部分参数和指标10第三章 重要构造及零部件的设计与选择163.1 重要构造设计163.2 构造构成及零件有关图解163.3 重要部件设计273.4 轴承计算304.1 系统平常维护测试354.2 维护与保养354.4 消毒364.5 其他36第五章 技术经济分析375.1 数字X线照相装置产品所属行业概述375.2 数字X线照相装置市场供应与需求分析41第六章 结论43参照文献44道谢45附录一 中文译文1附录二 外文原文8直接数字X射线照相装置立柱构造设计第一章 前言1.1 数字化X线照相系统（DR）发展及技术现状直接数字化放射照相（Digital Radiography，简称DR），是上世纪九十年代发展起来的X线照相新技术，具有更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像辨别率等明显长处，成为数字X线照相技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家承认。近年来随着技术及设备的日益成熟，DR在世界范畴内得以迅速推广和普及应用，逐渐成为医院的必备设备之一。临床界和工程界专家普遍觉得，DR设备将成为高水平数字化影像设备的终极产品。DR重要由X-线发生器(球管)、探测器(影像板/采样器)、采集工作站(采像解决计算机/后解决工作站)、机械装置等四部分构成；DR之因此称为“直接数字化放射照相”的实质就是不用中间介质直接拍出数字 X-光像；其工作过程是：X线穿过人体(备查部位)投射到探测器上，然后探测器将线影像信息直接转化为数字影像信息并同步传播到采集工作站上，最后运用工作站的医用专业软件进行图像的后解决。DR系统可以有效减少临床医生的劳动强度，提高劳动效率，加快患者流通速度；相对于一般的屏胶系统来说，采用数字技术的DR，具有动态范畴广、曝光宽容度宽的特点，因而容许照相中的技术误差，虽然在某些曝光条件难以掌握的部位，也能获得较好的图像；由于直接数字化的成果，拍摄的X光片信息量大大丰富，可以根据临床需要进行多种图像后解决，如多种图像滤波、窗宽窗位调节、放大漫游、图像拼接以及距离、面积、密度测量等丰富的功能，为影像诊断中的细节观测、前后对比、定量分析提供技术支持，变化了以往X光平片固定影像的局限性，提供了大量临床诊断信息；由于其大尺寸、多像素成像板的奉献，大大提高了X光胶片的清晰度及细节辨别率，成像综合水平远远超过一般X光平片；同步有助于实现一般X线照相图像的数字化存储和远距离调阅、交流等以便应用。1.1.1 DR技术分类根据探测器的构成材料和工作原理，DR重要分为三大技术：CCD、一线扫描、非晶体平板 (非晶硒、非晶硅+碘化铯/非晶硅+氧化钆)。(1) CCD:由于物理局限性，专家们普遍觉得大面积平板采像 CCD 技术不胜任，并且CC设备在图像质量上较非晶硅/硒平板设备有一定差距，但是相对有价格优势；世界上尚有几种厂家用此技术如 Swissray。(2) 一线扫描：也称一维线扫描技术，由俄罗斯科学院核物理研究所发明，也就是国内中兴航天在生产的DR；有受照剂量低、设备造价相对平板技术更低廉的长处，但也存在成像时间长（数秒）、空间辨别率低（刚推出时是1mm/lp）以及X线使用效率低的致命缺陷；成像质量较差并且病人会接受大量不必要的辐射。(3) 非晶平板：非晶硒/非晶硅；重要由非晶硒层(a-Se)/非晶硅层(a-Si)加薄膜半导体阵列 (TFT)构成。 a-Si (非晶硅平板探测器) - 两步数字转换技术，X-光子先变成可见光然后用 光电管探测而转化为数字信号。主流厂商涉及飞利浦、西门子、 GE等。由于涂层技术不同又分为非晶硅+碘化铯平板和非晶硅+氧化钆平板。 a-Se (非晶硒平板探测器) - 一种所谓直接探测技术，X-光子在硒涂料层变成电信号被探测而直接转化为数字信号。目前世界上只有美国Hologic公司拥有此技术的核心，柯达，国内友通等厂家的DR就使用这种探测器。 DR的技术进步是紧紧与影像板技术的发展相联系的。平板的技术发展体目前两个方面：尺寸的大小及动态反映时间。碘化铯/非晶硅型平板在这两方面都具有其她技术不可比拟的优势，是目前最成熟最主流的技术，目前世界上重要领先厂家都用这种技术。 碘化铯/非晶硅 ( CsI ) + a-Si + TFT ： X 射线入射到 CsI 闪烁发光晶体层时，X 射线光子能量转化为可见光子发射，可见光激发光电二极管产生电流，这电流就在光电二极管自身的电容上积分形成储存电荷；每个象素的储存电荷量和与之相应范畴内的入射 X 射线光子能量与数量成正比；成像速度、影像质量、工作效率等综合水平教高。 氧化钆/非晶硅(Gd2O2S) + a-Si + TFT ：工作过程与上相似，只是碘化铯被氧化钆取代；由于技术因素其原始图像为12 Bit4096灰阶，A/D转换为14Bit；工艺成本较低，但综合技术水平比碘化铯板差。 非晶硒a-Se+TFT：入射的X 射线光子在硒层中产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，电流在薄膜晶体管中积提成为储存电荷；每一种晶体管的储存电荷量相应于入射的 X 射线光子的能量与数量；工艺成本较低，但对入射X线吸取不佳，成像速度及稳定性等综合技术水平较非晶硅平板差。表1-1探测器探测器技术 生产厂商 代表厂家 技术特点 备 注 非晶硅+碘化铯 （CsI + a-Si + TFT）法国Trixell (飞利浦/西门子/汤姆逊合资）飞利浦 西门子 特殊工艺的Csl柱状晶体构造闪烁体涂层；对X线吸取极好，有效减少可见光的闪射，像素尺寸小，辨别率高，成像速度快，影像质量极佳；综合技术水平很高，是世界公认最成熟最高品位的DR平板技术。工艺复杂难以生成大面积平板，采用四块小板拼接成1717大块平板，拼接处图像由软件弥补。美国GE (收购EG & G的工业板技术转医疗用) G E 非柱状晶体构造一般Csl涂层，可见光的闪射现象较为严重，能量损失较为严重；工艺成本较低；但有效尺寸较小，像素尺寸为较大，刷新速度较慢，图象质量较差。其平板采用工业板技术；工作过程中发热量很大，需要专门的水冷装置。Varian公司 万东、上医、长青、泛太Varian 平板视野太小,应用范畴很窄。很大局限性并且影像质量不佳非晶硅+氧化钆(Gd2O2S + a-Si + TFT) 日本佳能 美国瓦里安 佳能 东芝 岛津 运用増感屏硫氧化钆(Gd2O2S) 材料来完毕 X 射线光子至可见光的转换过程。成像迅速、成本较低，但一般灰阶动态范畴较低(12 bit 如下), 与其他高阶14 bit产品图像诊断质量相比较为局限性；能量损失较Trixell严重。俗称“佳能板”；影像质量较差，无法真正满足医学诊断规定。非晶硒美国Hologic(收购D.R.C公司DirectRay 技术) 新医科技Hologic柯达珠海友通沈阳东软北京东健 非晶硒平板存在的缺陷涉及温度适应性差以及成像速度慢。Hologic平板对温度等环境规定较为严格，容易被冻坏浮现坏点（国内诸多顾客平板浮现坏点）；成像时间长并且影像质量稳定性不够好。台湾新医科技在技术上获得某些进展，使其非晶硒探测板对温度环境敏感和成像速度慢的缺陷有所改善，但其仍然无法保证稳定的影像质量，使用过程中平板损毁率仍然居高不下；其“床边型”平板可以满足小医院既有X线设备改造为DR的规定。不成熟技术；成像质量不稳定；最重要技术拥有者Hologic由于其硒涂料层技术但是关致使其平板常常浮现问题，已经退出国际DR系统市场；新医公司重点转向生产便携式、低规定DR平板。 一线扫描俄国科学院核物理研究中兴航天采用狭缝式线扫描技术和高敏捷度的线阵探测器。球管发出的平面扇形 X 射线束穿过人体达到探测器，得到一行信号数据，在扫描机构的协助下，球管和探测器平行自上而下匀速移动，逐行扫描，将一行行的数据通过计算机解决、重建后就得到一幅平面数字图像。全称”多丝正比室一维线扫描技术”，存在的缺陷是曝光时间过长，像素矩阵、空间辨别率等指标都不高。Fisher公司采用条状 CCD 构造的探测器技术，由将 X 光子转换为可见光的闪烁体和四片 CCD 构成，运用线扫描方式完毕数据收集。 C C D (CsI/Gd2O2S+透镜/光导纤维+ CCD/CMOS) 加拿大 IDC德国Imix俄国Electron瑞士swissway荷兰Nucletron韩国T.I.T.C韩国Raysis美国Phoxxo法国 斯达福X射线先通过闪烁体或荧光体构成的可见光转换屏，将X射线光子变为可见光图像，而后通过透镜或光导纤维将可见光图像送至光学系统，由CCD采集转换为图像电信号。技术落后，影像质量差；无法与TFT板技术竞争，面临裁减。C M O S (CsI/Gd2O2S+ CMOS) CaresBuilt Tradix 受制于间接能量转换空间辨别率较差的缺陷，虽运用大量低解像度 CMOS探头构成大面积矩阵，尚无法有效与 TFT 平板优势竞争。技术非常落后，影像质量差；已经开始裁减。 目前，世界有关专家普遍承认成熟的非晶硅+碘化铯平板探测器技术；Trixell公司生产的平板探测器，因其稳定优秀的成像特质和良好的环境适应性成为DR设备的首选；由于采用世界最佳的平板探测器技术，辅以高质量球管和杰出机械性能，加上功能强大的专业级后解决工作站，飞利浦/西门子成为世界公认的DR系统顶级品牌。1.2 DR应用DR(Digital Radiography)，即直接数字化X射线照相系统，是由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器等构成，是直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是一种广义上的直接数字化X线照相。而狭义上的直接数字化照相即（DirectDigit Radiography），一般指采用平板探测器的影像直接转换技术的数字放射照相，是真正意义上的直接数字化X射线照相系统。由于数字化的图像质量与所含的影像信息量可与老式的X线成像相媲美。图像解决系统可调节对比。故能达到最佳的视觉效果；摄照条件的宽容范畴较大；患者接受的X线量减少。图像信息可由磁盘或光盘储存，并进行传播，这些都是数字化图像的长处，故DR系统是一种新的X射线成像技术,它在不少方面优于老式的X射线成像技术,是此后的发展方向.如今在诸多领域应用广泛，如数字化X射线的医疗应用，数字化图像对骨构造、关结软骨及软组织的显示优于老式的X线成像，还可行矿物盐含量的定量分析。数字化图像易于显示纵隔构造如血管和气管。对结节性病变的检出率高于老式的X线成像，但显示肺间质与肺泡病变则不及老式的X线图像。DR在观测肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于老式X线图像。用数字化图像行体层成像优于X线体层照相。胃肠双对比造影在显示胃社区、微小病变和肠粘膜皱襞上，数字化图像优于老式的X线造影。 直接数字化X射线照相系统之广泛具有极好的发展前景。本人这次设计的是DR的立柱机构涉及立柱的整体设计、传动系统总体构造设计、螺旋凸轮构造设计、弹簧设计及钢丝绳的设计计算。第二章 DR构造分析论证及有关参数2.1 DR简介与特点2.1.1 DR简介DR是计算机数字图像解决技术与X射线放射技术相结合而形成的一种先进的X线照相技术它在原有的诊断X线机直接胶片成像的基本上，通过A/D转换和D/A转换，进行实时图像数字解决，进而使图像实现了数字化。它的浮现打破了老式X线机的观念，实现了模拟X线图像向数字化X线图像的转变。2.1.2 DR特点 (1) DR由于采用数字 技术，动态范畴广很宽的曝光宽容度因而容许照相中的技术误差，虽然在某些曝光条难以掌握的部位，也能获得较好的图像。(2) 它最突出的长处是分辩率高，图像清晰、细腻，医生可根据需要进行诸如数字减影等多种图像后解决，以期获得抱负的诊断效果。(3) 该设备在透视状态下，可实时显示数字图像，医生再根据患者病症的状况进行数字照相，然后通过一系列影像后解决如边沿增强、放大、黑白翻转、图像平滑等功能，可从中提取出丰富可靠的临床诊断信息，特别对初期病灶的发现可提供良好的诊断条件。(4) 数字化X线机形成的数字化图像比老式胶片成像所需的X射线计量要少，因而它能用较低的X线剂量得到高清晰的图像，同步也使病人减少了受X射线辐射的危害。(5) 由于它变化了已往老式的胶片照相措施，可使医院放射线科取消本来的图像管理方式和省去片库房，而可采用计算机无片化档案管理措施取而代之，可节省大量的资金和场地，极大地提高工作效率。此外，由于数字化X线图像的浮现，结束了X线图像不能进入医院PACS系统的历史，为医院进行远程专家会诊和网上交流提供了极大的便利。此外，该设备还可进行多幅图像显示，进行图像比较，以利于医生精确鉴别、诊断。通过图像滚动回放功能，还可为医生回忆整个透视检查过程2.2 DR系统构成DR由高压发生器、X线球管、限束器、探测器、立柱、横臂、治疗床、控制系统、图像解决系统等构成。高压发生器产生高压，为X线球管供电；X线球管产生X射线；限束器约束X线照射范畴；探测器将X射线转换为数字信号；横臂支撑球管和探测器；立柱支撑横臂；控制系统负责控制整个系统的运动；图像解决系统负责采集解决探测器输出的图像信息。图2-1 DR构造简图表2-1DR构造分类编号12345678名称探测器立柱横臂限束器X线球管高压发生器治疗床图像采集解决系统2.3 DR分类根据构造不同，可分为悬吊式，立式U型臂式等；根据探测器不同，可分为平板DR和CCD DR。2.4 工作原理及成像原理由于人体各组织的密度不同，对X射线的吸取限度不同，当X射线通过人体时密度大的组织对X射线吸取多，达到探测器的X射线就少，图像较白；密度小的组织对X射线吸取的少，达到探测器的X射线就多，图像较灰，这样X射线照射人体后会在探测器上形成具有一定灰度的图像，再由探测器将图像转为数字图像，传至计算机解决。2.4.1 平板探测器成像原理成像过程：X 线可见光电荷图像数字图像(1) 非晶硅平板探测器基本构造： 碘化铯闪烁体(X 线可见光的过程) 非晶硅光电二极管阵列(可见光电荷图像的过程) 行驱动电路。 图像信号读取电路。位于探测器顶层的碘化铯闪烁晶体将入射的X 线转换为可见光，可见光激发碘化铯层下的非晶硅光电二极管阵列，使光电二极管产生电流，从而将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷。每一像素电荷量的变化与入射X 线的强弱成正比，同步该阵列还将空间上持续的X 线图像转换为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度决定了图像的空间辨别率。在中央时序控制器的统一控制下，居于行方向的行驱动电路与居于列方向的读取电路将电荷信号逐行取出，转换为串行脉冲序列并量化为数字信号。获取的数字信号经通道接口电路传至图像解决器，从而形成X 线数字图像。 图2-2 DR医疗床2.4.2 CCD探测器成像原理CCD是电荷耦合装置的简称，它是一种感光器件。CCD探测器基本构造：(1) 碘化铯闪烁体(X 线可见光的过程)(2) 反射镜(3) 聚焦镜头碘化铯闪烁晶体将入射的X 线转换为可见光，可见光通过反射镜反射到聚焦镜头，图像在CCD相机的CCD芯片上聚焦，形成数字图像，并由图像采集系统将图像采集到计算机中。2.5 DR的部分参数和指标引进数字化X线照相设备(DR)是放射科实现数字化的发展趋势，诸多医院都在相继采购中。在选择DR时, 往往会听到众多厂家的扬长避短的宣传，会接触到诸多的参数和指标。我们应如何去结识和评估这些参数和指标，从这些参数和指标中分清哪些是重要的,哪些可忽视,这也许对人们买到一台称心如意的X线照相设备,提供一点协助，而不至于被厂家的误导而走进误区：1：栅密度和栅比值是越大越好吗,本人接触到全国各地诸多DR标书，其中发现一种奇怪问题: 标书中规定栅密度和栅比值是越大越好,笔者觉得:这也许是受个别厂家的宣传和误导,觉得栅密度和栅比值是越大越好。其实人们都懂得滤线栅有两种类型：一种是活动滤线栅；另一种是固定滤线栅。在表1中列出几种重要影像厂家栅密度和栅比值，但我们从中看到两个现象，第一各厂家栅密度和栅比值是不同样的，第二活动滤线栅的栅密度值约是固定滤线栅的1/2还要多。 在确认各自的栅密度和栅比值的同步，一般遵从如下三点：第一是考虑成本，而拟定是采用活动滤线栅还是固定滤线栅。第二要滤散乱射线抱负值近似为零,保证噪声小、达到图像优质，第三在前两点基本上，曝光剂量还要尽量小。栅密度和栅比值一旦拟定，此栅密度和栅比值对该厂家来讲是最佳的。因此引出一最新的概念：栅密度最佳值和栅比最佳值。也就是说表1中的栅密度和栅比值对是最佳的。 有的觉得栅密度和栅比值是越大越好,滤散乱射线效果越好，但忽视了栅密度值越大同步把有用的射线信号也滤掉了这一事实，导致平板探测器接受的射线信号少，导致图像差，弥补措施加大曝光剂量。 本人觉得：在栅密度和栅比值最佳值的互相比较中，栅密度和栅比值最佳值应越小越好。2.5.1 平板探测器(1) 平板探测器分类平板探测器重要分非晶硅平板探测器和非晶硒平板探测器两种,后者由于自身技术问题已不被重要医学影像厂家使用,目前可以说非晶硅平板探测器已成为主流。非晶硅平板探测器分三种:一是TRiXELL非晶硅平板探测器;二是GE的EG & G非晶硅平板探测器;三是日本佳能的氧化钆/非晶硅平板探测器。在这要强调TRiXELL非晶硅平板探测器是PHILIPS、SIEMENS和法国THALES三家公司联合生产，而不是市场上流传的是PHILIPS、SIEMENS和THOMSON联合生产的，奇怪的是参股的PHILIPS和SIEMENS在其网站或宣传上也将TRiXELL非晶硅平板探测器说是PHILIPS、SIEMENS和THOMSON三家公司联合生产，真令人惊讶。(2) TRiXELL非晶硅平板探测器最高象素矩阵是900万 锐珂医疗（Carestream Health, Inc.）（原KODAK厂家）在其DR产品宣传材料中简介其采用的平板探测器参数写有980万像素、象素矩阵：3121 X 3121字样。笔者在锐珂医疗DR的DATASHEET中看到她们也是采用TRIXELL 4600平板探测器，并写象素矩阵：3000 X 3000字样。但在锐珂DR彩页上写象素矩阵：3121 X 3121字样，这种不真实地宣传，不知是何意。(3) DQE光子的撲获效率 在DR选择中，往往会听到某厂家大力宣传DQE值高下，甚至将其称之为是影像的金原则，这也太故弄玄虚。DQE理解为光子的撲获效率。其实DQE值高下与平板的材质有关,更重要与平板的象素点大小有关, 与象素点的大小成正比，象素点愈大DQE值也就愈大。我理解DQE值高下只是影响曝光剂量大小因素之一。(4) 能量减影 “能量减影”是采用高千伏和低千伏曝光条件分别对同一部位进行曝光，得到低密度和高密度的影像。目前重要应用在胸部，以解决平片上肋骨对部分肺组织的遮挡这个缺陷。 但在实际工作中，总不能来个病人就做“能量减影”，而是先拍一平片，根据病情需要再做“能量减影”。一般多是在平片上没发现病变，如在CT上的确有病变，为证明因肋骨遮挡因素，而采用回忆性思维去做“能 量减影”，来证明病变与CT与否吻合。如做“能量减影”，我们与否忽视了病人所受到的曝光剂量、忘掉了病人的经济承当增长。 有些专家讲“数字化X线照相设备(DR)就是一筛子，筛出有毛病的病人均去做CT或MR，来进一步做定性、定量、定位诊断”。因此严格讲能量减影不是没用但也不是非常有用。(5) 整板和拼接板 整板好还是拼接板好，在选择DR时是常常遇到的问题。GE的EG & G非晶硅平板探测器（简称GE板）和日本佳能的氧化钆/非晶硅平板探测器（简称佳能板）是整板，而TRiXELL非晶硅平板探测器（简称TRiXELL板）是拼接板。整板的厂家在宣传把拼接板贬低的一无是处，把整板吹捧的非常高。在现实上中，你会发现除GE公司外，找不到第二个影像厂家使用GE板。日本佳能的板除日本的佳能和岛津外，SIEMENS的一款“会跑”的DR也用日本佳能板。拼接板的TRiXELL板除PHILIPS和SIEMENS使用外，锐珂医疗（原KODAK）公司由过去使用的非晶硒平板探测器现改为使用TRiXELL板、日本东芝由过去使用的是日本佳能板现日本东芝在其新推出的双板DR RADREX-I也改为使用TRiXELL板、意大利GMM、中国的迈瑞和安科也均用TRiXELL板。 虽然TRiXELL板是拼接板，但仍被世界各大主流厂家所采用。因此在选择DR时我们不要被整板、拼接板谁好谁坏去困扰。(6) 平板探测器的灰阶深度和A/D 灰阶深度的好坏关系到图像的密度辨别率，反映图像的层次感与否丰富，因此她是一非常重要的参数。GE的EG & G非晶硅平板探测器和TRiXELL非晶硅平板探测器的灰阶深度均是14BIT。而日本佳能板的灰阶深度是12 BIT，其A/D是14BIT。有些使用日本佳能板的厂家故意将两者混淆在一起。在选购时要加小心。(7) 硬盘的分类 在选择DR时我们过多关注硬盘容量大小，很少关注厂家提供的硬盘是哪一类的。其实硬盘从接口上可分为IDE硬盘与SCSI硬盘。SCSI硬盘特点： 比IDE硬盘寿命长几倍； CPU占有率非常低; SCSI硬盘的带宽很宽,因此速度快、可靠性高； 可支持热插拔; 多用于适应大数据量、超长工作时间的工作环境，高速、稳定、安全的服务器。 DR厂家中只有GE和PHILIPS使用SCSI硬盘，而其她厂家使用IDE硬盘（SCSI硬盘在价格上要比IDE硬盘贵）。在厂家送来的资料中如何一眼就能辨认出这是SCSI硬盘还是IDE硬盘，这有一简朴辨认措施：IDE硬盘容量是整数20GB、40GB、80GB。而SCSI硬盘容量不是整数36、73和147GB。因此在选责DR时，即要考虑硬盘容量又要看硬盘的类型。(8) 计算机系统 在DR厂家中，除PHILIPS公司使用SUN工作站外，其她厂家均使用PC机。我们在IT网站上可查到在SUN工作站的价格远远高于PC机。在操作系统方面，多数厂家使用Windows操作系统，唯有GE使用LINUX操作系统，PHILIPS使用UNIX操作系统。对电脑稍有理解的人都明白，SUN工作站在性能上好于PC机，在操作系统上LINUX、UNIX的稳定性和高解决能力要优于比Windows操作系统。 (9) 硬盘能存储图像多少 对此问题，我们除要懂得硬盘容量外，还要理解各个厂家所使用的平板象素矩阵是多少。也就是说平板的象素矩阵决定着每幅图像所占硬盘空间的大小，例如PHILIPS、SIEMENS使用的平板象素矩阵是900万，其每幅图像所占硬盘空间是18M，而GE使用的平板象素矩阵是400万，其每幅图像所占硬盘空间是8M。再用硬盘容量（扣出厂家的原始软件所占一定的硬盘容量）除每幅图像所占硬盘空间就得到硬盘能存储的图像。(10) 浏览时间 有的厂家宣传其浏览时间是3秒，有的厂家其浏览时间是5-6秒。其实浏览时间快慢除与计算机系统速度快慢有关，更重要与信息量（平板象素矩阵）大小有关，象素矩阵愈高，信息量愈大，浏览时间就愈慢。(11) 管球热容量、管球焦点功率和管球散热率 在选择DR时，我们多数人只关注管球热容量大小，很少有人去询问管球焦点功率和管球散热率。其实这三个参数是综合评估管球好坏的原则。对于管球热容量，人们不约而同都觉得是越大越好，特别是病人流通量大的医院特别但愿管球热容量大某些，这是对的。但有两点我们很少去考虑：第一拍片时曝光剂量有多大，产生的热量有多大（曝光剂量大在阳极靶面上产生的热量也大）；第二管球散热率有多大；如果拍片时曝光剂量小，管球散热率又较大，用热容量小的管球又有何不可。反之拍片时曝光剂量大，管球散热率又不好，就是使用大热容量管球也可浮现因管球过热而浮现死机。因此我们应客观地、综合地评价管球热容量大小。选择原则：只要满足医院临床需求就行。 管球焦点功率是一非常重要的参数，管球焦点功率越大意味着发射电子流能力越强。有的厂家管球热容量很大但管球焦点功率较小，因此此管球也不是最佳的。(12) 什么是衡量DR的金原则 我们多数人觉得图像质量是第一的，图像质量好坏是衡量DR的金原则，其实这是不对的。DR是由X线高压发生器、X线球管、滤线器、平板探测器、图像后解决系统等构成。从木桶原理中得知：木桶的盛水量取决于构成木桶最短的那片木板。也就是说上述每个环节质量优劣，都会直接影响图像质量，影响曝光剂量大小。因此衡量DR的金原则是图像质量好，曝光剂量还要小，这才是衡量DR好坏的金原则。是考核整机性能好坏的原则。(13) 曝光剂量大小 图像好，曝光剂量还小，这是医学影像厂家追求的目的，也是医学影像界中实现“绿色检查”的手段。目前国内外DR厂家约有二十余家，但有些厂家的DR使用的曝光剂量比其她厂家的DR要高30倍。耶鲁大学医疗中心做一记录：“女士做胸部X线照射检查，患乳腺癌的也许性与X线照射检查频率和射线剂量成正比”。“妇女怀孕期间若因疾病或其她因素进行过腹部X线照射，则其子女后来发生白血病的也许性要增高近10倍”。国外在给病人拍片时，多在病人的生殖部位放一防护铅裙，避免无端的受射线损伤。因此在选择DR时，曝光剂量大小应作为重要参数之一。特别在考察DR时，不仅看图像好坏、工作流程、机械构造、理解售后服务等，还要将曝光剂量作为重点考察项目之一。第三章 重要构造及零部件的设计与选择3.1 重要构造设计3.1.1 立柱构造设计根据实际应用需要及厂家订购需求设计不同类型的立柱机构，涉及尺寸大小及技术参数等的设计及选择。3.1.2 螺旋凸轮设计根据立柱承受的总重量及外部载荷的需要，设计螺旋凸轮的刚度和强度以及它的校核型计算设计，再根据横臂的升降范畴及弹簧的平衡范畴来设计螺旋凸轮每一周每一度相应的半径大小，分阶段性度数画表记录想行的半径大小从而实际归纳出螺旋凸轮的形状规格大小。3.1.3 弹簧设计根据外部载荷的大小及立柱的整体高度选择适合的系列弹簧，涉及弹簧系数及相应的长度半径和一定的技术参数。3.1.4 钢丝绳选择计算有整体总载荷的大小选用钢丝绳的规格，如钢丝绳的抗拉强度及扭转力系数等。3.1.5 技术指标 立柱承受的总重量约50公斤；垂直运动范畴：1110mm（横臂水平）；200mm（横臂垂直）。3.2 构造构成及零件有关图解底座 底板 底座装饰盖前外壳（左右侧各一种） 数量:2后外壳1个外罩固定件 数量：6立柱装配适合50减速机的柱体横梁支架数量：6导轨背板 数量:3走线槽 数量：2支撑架 数量：2适合50减速机的柱体加强筋适合50减速机的柱体用加强筋焊条加工件适合50减速机的柱体加强筋焊条适合50减速机的柱体加强筋焊条用焊块凸台 数量：2配重装配外罩上支撑架上罩立柱背面插座支撑装配立柱背面插座支撑架配重导轨用胶垫固定座外购防撞胶垫 数量：2凸轮支架底座三角筋板筋板大立板小立板轴承座 数量：2M5内六角圆柱头螺钉组件M525M5内六角圆柱头螺钉组件M525（ISO 4762 M58）M5弹簧垫圈（压平状态）M5平垫圈C级电机90减速器50张紧块 数量：1螺旋凸轮短隔套 数量：1凸轮导套深沟球轴承 数量：2减速机安装垫轴用弹簧垫圈 数量：4空用弹簧垫圈 数量：2键550M5内六角花形沉头螺钉M510 数量：4 圆弧压板M4内六角头螺钉（显示螺纹）M412 数量：2M4内六角圆柱端紧定螺钉M412键518键836 数量：4M6内六角头螺栓M620 数量：2M6内六角头螺栓M635M6螺母M8六角圆柱头螺钉组件M840绳轮用螺母M8M8六角圆柱头螺钉（显示螺纹）M8弹簧垫圈（压平状态）M8平垫圈C级轴用弹簧挡圈配重装配线缆支撑板牵引件支撑板固定导套方管螺纹头连接头调力螺杆M6六角头螺钉组件M616内六角圆柱头螺钉M616弹簧垫圈平垫圈牵引件M4内六角圆柱头螺钉组件M412 数量：12M8内六角头螺钉组件M825 数量：4M10螺栓M1050组件M10弹簧垫圈（压平状态）M10平垫圈C级M10螺栓10 50M10I型六角螺母连接板滑轮装配轮座滑轮轴滑轮轴套滑轮轴用开口销522垫片 数量：2M8内六角花形沉头螺钉（显示螺纹）堵头带头堵头平衡弹簧用六角头螺栓M1075平衡弹簧用垫圈平衡弹簧用螺母M10绳轮装配绳轮座螺栓架15329深沟球轴承 数量：2绳轮用轴承套 数量：2绳轮用垫圈 数量：2绳轮用螺母M8绳轮用六角圆柱头螺栓M855钢丝绳座螺栓M1080M10你内六角圆柱螺钉M1030M10平垫圈C级 数量：5M10内六角圆柱头螺母M1035M6内六角圆柱头螺钉M625M6内六角圆柱头螺钉组件M620弹簧垫圈平垫圈M8内六角圆柱螺钉组件M825M8弹簧垫圈M8平垫圈C级M5内六角头螺钉M520 数量：15一般圆柱销624 数量：6M5内六角头螺钉M510 数量：5一般圆柱销614 数量：2固定杆M10内六角头螺钉M1030M10平垫圈C级M10六角螺母M4内六角圆柱头螺钉组件M410M4内六角圆柱头螺钉M410M4弹簧垫圈组件M6内六角花形沉头螺钉M625 数量：6外购防撞胶垫 数量：6限位挡板内六角圆柱头螺钉M616 数量：16短撞块 数量：2长撞块 数量：3 M3十字槽沉头螺钉 数量：10立柱外走线固定架组焊左 数量：3M4十字槽盘头螺钉组件M412M4弹簧垫圈M4平垫圈C级（压平状态） 图3-1 侧板 图3-2 连接板 图3-3 导轨 图3-4 背板图3-5 垫块图3-6 适合50减速机的柱体加强筋焊块 图3-7 螺栓架 图3-8 凸轮与90减速机装配 图3-9 轴 图3-10 长隔套 图3-11 链轮 图3-12 链轮 图3-13 滑轮 图3-14 绳轮 图3-15 立柱用齿条 图3-16 立柱外走线固定架组焊右 3.3 重要部件设计3.3.1 平衡弹簧设计计算 图3-17 平衡弹簧 技术规定： P=7M/mm； 旋向：右旋，两端并紧并磨平； 采用热卷成形，油淬后低温回火； 选用一般圆柱螺旋弹簧 冷卷拉伸弹簧型 L 端部构造形式：可调式(1) 设计计算 由高度 H0=745mm 展开长度 H=15972mm 有效圈数 n=62 弹簧材料截面直径 12mm 初拉力 F= 3-1 设计计算 3-2 3-3 K= 3-4 d=12 3-5 3-6(2) 验算弹簧的强度疲劳 疲劳强度计算 校核时便变载荷循环特性 r= 和抗拉强度从图7.1-5（机械设计手册）中查取疲劳寿命来进行计算。 有弹簧中经 D=82-12=70mm 实验载荷 压缩弹簧稳定性验算 两端固定 b5.3 3-7 拉伸弹簧钩环强度验算 3-8 3-9经计算符合规定3.3.2 钢丝绳设计与选择根据需要选择：钢丝绳直径为18mm，光面钢丝，构造形式为619西鲁式，天然纤维芯，钢丝抗强度为1670N/，右交互捻，最小破断拉力为178.6kN,单位长度重量为119.4kg/100mm，原则GB/T8918-1996。选择计算为: 公式中 d-钢丝绳最最小直径（mm） -钢丝绳最大静拉力（N） C-选择系数（mm/）有表选择 K=0.82（折减系数） （钢丝绳布满系数）按公式计算 3.3.3 螺旋凸轮构造设计螺旋圈数 n=7 平衡补给长度 L=1110mm设计原理：由外部载荷的大小及横臂的垂直运动范畴（平衡补给长度）和受力平衡及力矩平衡算出钢丝绳在凸轮上相应度数上的每凸轮半径表3-1 螺旋凸轮设计数据度数凸轮半径35.035.536.036.537.037.538.038.539.039.540.040.541.041.542.042.543.043.544.0 44.594.595.095.596.096.597.097.598.03.4 轴承计算由公式 3-10式中 ， c - 轴向载荷 P - 当量动载荷 - 寿命指数 ，球轴承，=3；滚子轴承，=10/3 n - 轴承转速 ， - 温度系数 - 轴承预期计算寿命查机械设计书 ，=1.0查机械设计手册 ，=30000 = 3-11 =6.43由于要满足上述条件，选用 d=25mm ,D=52mm 型号为Z90505的带坐球轴承，座宽A=39mm3.4.1 轴设计与校核(1) 轴的设计 轴用45号钢调制解决 ，有上图39基本尺寸所示知左端部分d=16mm ，右端部分d=17mm查机械设计手册得平键和键槽的剖面尺寸（GB1095-79) 公称尺寸 键槽宽度 b=8 键槽深度 t=4 图3-18 轴的受力的作用点示意图 图3-19 轴所受应力示意图 图3-20 轴弯矩示意图 M=FL=1570.47x150=235570.5(N/mm) 3-12查机械手册 3-13式中 W - 弯矩 d - 轴直径，mm b - 键槽宽度，mm t - 键槽深度，mm 3-14 =2649.375-360.5334 =2288.8416 2288.84 3-153.4.2 轴的校核按疲劳强度的精确校核计算 校核计算的实质在于拟定轴在应变力状况下的安全限度，在初步或是近似计算的基本上，通过轴的构造设计后得出轴的实际尺寸，从而拟定一种或是几种危险截面，按下式计算危险截面的系数， 3-16式中， - 只考虑弯曲作用时的安全系数 - 只考虑扭转作用时的安全系数 n - 疲劳强度的最小许用安全系数 n = 3-17 式中，, 查机械设计手册 则 =1.5 =1.2 =1.5 3-18 3-19式中 ， ， - 对称循环时，材料的弯曲与扭转疲劳强度， ， - 有效应力集中系数 - 表面质量系数， ， - 弯曲应力状态时的应力幅和平均应力 ， - 扭转应力状态时的应力幅和平均应力 ， - 绝对尺寸影响系数 ， - 材料的弯曲与扭转应力循环的不对称性影响系数综上所述，=440 ，=260 ， ， ，则 ， ， 其中由查机械设计手册则 3-20 =4777.95 则由【7】知T= 3-21 因此 又 ， ， 由上述公式及所查数据，则， 则 由 ，则所选的轴合格第四章 系统维护4.1 系统平常维护测试为了保证本设备运营和性能的安全和可靠性，顾客必须遵循本手册的阐明和规定，操作者要定期对设备进行测试，测试内容涉及： 每天需对故障显示灯、损坏部件、 标签和标记进行检查。 每天进行系统与否有不正常的显示检查，确认显示面板有无闪烁或无显示。每月进行电缆及设备终端检查，机械系统链条和齿轮传动检查。本装置链条和齿轮等机械部件也许会因长期运转而浮现磨损或损坏。每半年或变化与X射线单元有关部件后，检查高压发生器接地连接与否可靠，油箱与否漏油，器件否完好，检查X线球管定位装置与否牢固，CCD影像系统固定及线缆连接与否可靠。进行系统清洁及HV连接线的防老化解决。同步，本设备的操作者必须遵守意外事件的避免规则、医疗设备的有关法律以及其他关注这些措施的规则。安全检查：按照医疗设备法律法规的规定，安全检查涉及操作性能和运营可靠性的检查，规定至少每两年进行一次。具体内容有涉及：（1） 目视检查设备完整性和外表损伤或缺陷，所有的互相连接的电线与连接器与否有损坏，以及污损、粘贴部件、磨损和破损等影响系统安全性的项目。（2） 测试必要的控制、安全、显示和批示装置。（3） 检测与设备安全性有关的输出参数。（4） 检查电器安全性和内部电源的运营状况。（5） 对于特定设备，按照工程实践普遍接受的原则进行的特殊测试。（6） 检查所有的声音批示 （喇叭、发声设备等）与否正常工作，检查设立的音量与否适合操作的环境。4.2 维护与保养影响设备安全性的故障部件必须用正品备件进行修理，并记录成果。进行服务和修理时，必须将下列内容记录在医疗设备日记中，工作类型和范畴；必要时，工作区域或级别变化的具体状况；日期、操作人员、签字。4.3 清洁不能使用除肥皂和水以外的清洁剂来清洁塑料表面。如果使用了其他清(如酒精含量高的清洁剂) 也许会使表面变得暗淡无光或浮现裂纹。不能使用任何腐蚀性、溶解性或磨料性的清洁剂或擦光剂。清洁过程中，请遵守下面的注意事项：开始清洁前，关闭本设备主电源。清洁时，保证水或其他液体不会流进本设备内部，以避免浮现短路或部件腐蚀的现象。只能用湿布擦塑料或铝质部件 ( 如床面板 ) 的表面，然后再用干的毛织物擦干。只能用毛织物擦拭含铬的部件。4.4 消毒顾客在对该装置进行消毒时，消毒的措施必须符合法律法规以及消毒和辐射防护的有关规定。消毒前，关闭 X 线设备的主电源，必须用擦拭的措施对涉及附件和连接电缆在内的所有本设备部件进行消毒。床面板消毒：必要时，可用酒精擦拭床面板表面，进行消毒。不推荐使用喷雾的措施进行消毒，由于也许会使消毒剂进入本设备内部。关闭本设备后，再用喷雾器进行房间消毒。在设备冷却后，用塑料布小心地将其遮盖。待消毒剂雾气消散后，取下塑料布，再擦拭以消毒。如果消毒剂具有易爆混合气体，必须在消毒剂完全挥发后才干再次打开X线设备的电源。4.5 其他操作者在设备平常维护测试中发现设备元器件的的损坏或者设备在操作时浮现异常时，要立即告知给维护人员，同步立即停止使用存在安全隐患的设备。继续使用存在安全隐患的设备也许发生危险。平常设备使用时注意的事项：（1） 所有的显示区域（警告、状态灯、提示灯和参数显示等）。（2） 所有的声音批示（喇叭、发声设备等）与否正常工作，设立的音量与否适合操作的环境。（3） 所有的互相连接的电线与连接器连接正常无损坏。第五章 技术经济分析目前，随着人们对DR的结识的不断进一步、PACS的完善和其他基本设施的建设，DR大规模挺进放射科的时机已成熟。此外，由于使用常规X射线机存在的胶片、化学试剂显影、时间和效率低下等因素均不复存在，因此DR的运营成本低。总之，DR的市场潜力巨大，经济效益明显。DR具有更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像辨别率等明显长处，成为数字X线照相技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家承认。近年来随着技术及设备的日益成熟，DR在世界范畴内得以迅速推广和普及应用，逐渐成为医院的必备设备之一。临床界和工程界专家普遍觉得，DR设备将成为高水平数字化影像设备的终极产品。DR的技术进步是紧紧与影像板技术的发展相联系的。平板的技术发展体目前两个方面：尺寸的大小及动态反映时间。碘化铯/非晶硅型平板在这两方面都具有其她技术不可比拟的优势，是目前最成熟最主流的技术，目前世界上重要领先厂家都用这种技术。Trixell公司生产的平板探测器，因其稳定优秀的成像特质和良好的环境适应性成为DR设备的首选；由于采用世界最佳的平板探测器技术，辅以高质量球管和杰出机械性能，加上功能强大的专业级后解决工作站，飞利浦/西门子成为世界公认的DR系统顶级品牌。5.1 数字X线照相装置产品所属行业概述5.1.1 行业总体概述 图5-1 -行业公司数量发展状况 图5-2 -行业从业人员发展状况 图5-3 -行业固定资产发展状况 图5-4 -行业销售收入发展状况 图5-5 -行业利润总额发展状况5.1.2 节产品所属行业总体评价(1) 行业所处生命周期及成长性分析 图5-6 生产周期(2) 行业活力系数评价图5-7 行业活力系数分析5.2 数字X线照相装置市场供应与需求分析5.2.1 生产区域构造分析 图5-8 生产区域构造分析5.2.2 需求地区构造分析